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特表2023-546016改善された明るさ及び熱管理を備えるレーザ・蛍光体光源
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-01
(54)【発明の名称】改善された明るさ及び熱管理を備えるレーザ・蛍光体光源
(51)【国際特許分類】
F21V 9/35 20180101AFI20231025BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20231025BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20231025BHJP
F21V 7/30 20180101ALI20231025BHJP
F21V 9/14 20060101ALI20231025BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20231025BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20231025BHJP
H01L 33/60 20100101ALI20231025BHJP
H01L 33/64 20100101ALI20231025BHJP
H01L 33/58 20100101ALI20231025BHJP
H01S 5/0225 20210101ALI20231025BHJP
H01S 5/02253 20210101ALI20231025BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20231025BHJP
【ＦＩ】
F21V9/35
G02B5/20
G02B5/30
F21V7/30
F21V9/14
H01L33/50
H01L33/00 L
H01L33/60
H01L33/64
H01L33/58
H01S5/0225
H01S5/02253
F21Y115:30
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023521442
(86)(22)【出願日】2021-10-04
(85)【翻訳文提出日】2023-06-01
(86)【国際出願番号】 EP2021077225
(87)【国際公開番号】W WO2022073895
(87)【国際公開日】2022-04-14
(31)【優先権主張番号】20200837.1
(32)【優先日】2020-10-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516043960
【氏名又は名称】シグニファイ ホールディング ビー ヴィ
【氏名又は名称原語表記】ＳＩＧＮＩＦＹ ＨＯＬＤＩＮＧ Ｂ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ４８，５６５６ ＡＥ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
(74)【代理人】
【識別番号】100163821
【弁理士】
【氏名又は名称】柴田 沙希子
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン ボムメル ティース
(72)【発明者】
【氏名】ヒクメット リファット アタ ムスターファ
【テーマコード（参考）】
2H148
2H149
5F142
5F173
【Ｆターム（参考）】
2H148AA07
2H148AA19
2H148AA21
2H148AA24
2H148AA25
2H149BA02
2H149BA27
2H149FC08
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(57)【要約】
本発明は、光生成デバイス１００と、ルミネッセンス本体２００と、第１光学系４１０とを有する光生成システム１０００であって、前記光生成デバイス１００が、デバイス光１０１を生成するよう構成され、前記光生成デバイス１００が、レーザを有し、前記ルミネッセンス本体２００が、ルミネッセンス材料２１０を有し、前記ルミネッセンス材料２１０が、前記デバイス光１０１の少なくとも一部をルミネッセンス材料光２１１に変換するよう構成され、前記ルミネッセンス本体２００が、前記ルミネッセンス材料光２１１の少なくとも一部に対して透過性であり、前記第１光学系４１０が、前記デバイス光１０１の少なくとも一部に対して透過性であり、前記ルミネッセンス材料光２１１の少なくとも一部に対して反射性であり、前記第１光学系４１０が、第１表面積Ａ１を有する一次光学面４１１を有し、前記一次光学面４１１が、前記光生成デバイス１００と受光関係にあるよう構成され、前記ルミネッセンス本体２００が、最小断面積Ａ２を有するキャビティ開口部５１０を有するキャビティ５００によって囲まれ、前記キャビティ５００が、前記第１光学系４１０によって少なくとも部分的に画定され、Ａ２＜Ａ１である光生成システム１０００を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光生成デバイスと、ルミネッセンス本体と、第１光学系とを有する光生成システムであって、前記光生成デバイスが、デバイス光を生成するよう構成され、前記光生成デバイスが、レーザを有し、
前記ルミネッセンス本体が、ルミネッセンス材料を有し、前記ルミネッセンス材料が、前記デバイス光の少なくとも一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記ルミネッセンス本体が、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して透過性であり、
前記第１光学系が、前記デバイス光の少なくとも一部に対して透過性であり、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して反射性であり、前記第１光学系が、第１表面積Ａ１を有する一次光学面を有し、前記一次光学面が、前記光生成デバイスと受光関係にあるよう構成され、
前記ルミネッセンス本体が、最小断面積Ａ２を有するキャビティ開口部を有するキャビティによって囲まれ、前記キャビティが、前記第１光学系によって少なくとも部分的に画定され、前記第１光学系が、前記キャビティ開口部を有し、Ａ２＜Ａ１であり、
前記キャビティが、前記ルミネッセンス材料光に対して反射性であり、前記ルミネッセンス材料光が、実質的に前記キャビティ開口部を介してしか前記キャビティから出射しない光生成システム。
【請求項2】
前記光生成デバイスが、前記第１表面積Ａ１の少なくとも５０％に前記デバイス光を照射するよう構成される請求項１に記載の光生成システム。
【請求項3】
前記光生成デバイスが、前記光生成デバイスのビーム形状に影響を与えるよう構成される第２光学系を更に有する請求項１乃至２のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項4】
前記光生成システムが、前記ルミネッセンス本体に入射する前記デバイス光の少なくとも６０％が、前記第１光学系を透過した後に前記ルミネッセンス本体に入射するように構成される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項5】
ヒートシンクを更に有し、前記ルミネッセンス本体が、少なくとも部分的に、前記ヒートシンクによって囲まれ、前記ルミネッセンス本体が、前記ヒートシンクと熱的に結合され、（ｉ）前記ヒートシンクが、前記ルミネッセンス材料光に対して反射性であること、及び（ｉｉ）前記ルミネッセンス本体と前記ヒートシンクとの間に構成される反射器が、前記ルミネッセンス材料光に対して反射性であることのうちの１つ以上が当てはまる請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項6】
前記第１光学系が、ダイクロイック要素を有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項7】
前記第１光学系が、反射型偏光フィルタを含み、前記デバイス光が、偏光デバイス光であり、前記偏光フィルタ及び前記光生成デバイスが、前記偏光デバイス光の少なくとも一部が前記偏光フィルタによって透過され、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部が前記偏光フィルタによって反射されるように構成される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項8】
０．０５≦Ａ２／Ａ１≦０．３である請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項9】
前記一次光学面と角度αをなす光軸を持つ前記デバイス光を生成するよう構成されるｎ１個の光生成デバイスを有し、前記角度αが、少なくとも４０°であり、且つ９０°より小さく、ｎ１≧２である請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項10】
前記光生成システムが、システム光を生成するよう構成され、動作中、前記デバイス光の少なくとも一部が、前記キャビティ開口部を介して前記キャビティから脱出し、前記システム光が、デバイス光及びルミネッセンス材料光を含む請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項11】
前記光生成デバイスが、第１重心波長λ１を有するデバイス光を生成するよう構成され、前記ルミネッセンス材料光が、第２重心波長λ２を有し、λ２－λ１≧５０ｎｍである請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項12】
前記ルミネッセンス本体が、セラミック体を有し、前記ルミネッセンス材料が、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅタイプのルミネッセンス材料を含み、Ａは、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕのうちの１つ以上を含み、Ｂは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を含む請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項13】
前記ルミネッセンス本体が、第１長さＬ１、第１高さＨ１及び第１幅Ｗ１を有し、Ｈ１≦０．５＊Ｌ１且つＨ１≦０．５＊Ｗ１である請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光生成システム。
【請求項14】
前記ヒートシンクが、前記キャビティ開口部を有する請求項１及び５に記載の光生成システム。
【請求項15】
ランプ、照明器具、プロジェクタデバイス、消毒デバイス、及び光無線通信デバイスのグループから選択される光生成デバイスであって、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の光生成システムを有する光生成デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光生成システム、及びこのような光生成システムを有する光生成デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
青色光を生成する光源と、青色光を白色光に変換するリンフィルタとを含む照明装置は、当技術分野において知られている。例えば、US2018066810は、青色光を生成する光源と、青色光を白色光に変換するリンフィルタと、光を受け、リンフィルタによって白色光に変換された複数の離散光点をターゲット面に投影する光分散要素とを含む照明装置について記載している。US2018066810はまた、光源と、リンフィルタと、光分散要素とを含む照明装置を使用してターゲット面に複数の離散光点を生成するための方法であって、光源を使用して光を生成するステップであって、生成される光が青色光であるステップと、リンフィルタに光を通すことによって光を白色光に変換するステップと、光分散要素が、光を分散させ、ターゲット面に複数の個別の光点を生成させるように、光を光分散要素に入射させるステップとを含む方法について記載している。
【0003】
US2010/202129A1は、光ビームを入力及び出力するための単一のアパーチャを備える照明システムの光学効率を高めるために利用される波長変換材料及び全方向反射器を備える照明システムを開示している。供給される光の明るさを、光の再利用によって向上させるために、制限された出力アパーチャを備える光ガイド、マイクロ要素プレート（micro-element plate）及び光学要素が利用される。更に、マイクロ要素プレートは、光の空間分布を、強度及び角度の点で制御するために使用され得る。偏向器を備える単一の光源を利用する効率的でコンパクトな照明システムも開示されている。
【0004】
US2019/179218A1は、第１面及び第２面を有するルミネッセンス要素を含む発光デバイスであって、第１面が、光入力面及び光出射面を有する発光デバイスを開示している。ルミネッセンス要素は、少なくとも１つのレーザ光源によって発せられる第１スペクトル分布を持つ第１の光を光入力面において受け取り、第１スペクトル分布を持つ第１の光の少なくとも一部を第２スペクトル分布を持つ第２の光に変換し、第２スペクトル分布を持つ第２の光を光出射面に案内し、第２スペクトル分布を持つ第２の光の少なくとも一部を光出射面の外に結合する。ルミネッセンス要素の少なくとも一部と熱的接触するよう、ヒートシンク要素が配設される。
【0005】
US2021/104934A1は、蛍光体ベースのランプが、蛍光体材料と、蛍光体材料を励起するレーザとを含むことを開示している。ランプは、明るさを増すために、高い角度の光を反射し、再利用するための再利用カラー（recycling collar）を含む。レーザビームを再利用カラーアパーチャを通して蛍光体材料に向けるために、ビームスプリッタがレーザビームの方向を変える。アパーチャから出射する、蛍光体材料によって発せられる光は、ランプの出力としてビームスプリッタを通過する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
白色ＬＥＤ光源は、例えば約３００ｌｍ／ｍｍ２までの強度を与えることができるが、静的蛍光体変換レーザ白色光源は、約２０．０００ｌｍ／ｍｍ２までの強度さえ与えることができる。Ｃｅドープガーネット（例えば、ＹＡＧ、ＬｕＡＧ）は、ガーネット母材が非常に高い化学的安定性を有するので、青色レーザ光でポンピングする（pump）ために使用されることができる最も適切なルミネッセンス変換器であり得る。更に、（例えば、０．５％未満の）低いＣｅ濃度では、温度消光は、約２００℃超でしか生じない可能性がある。更に、Ｃｅからの発光は、非常に速い減衰時間を持ち、故に、光飽和の発生が本質的に防止されることができる。例えば反射モード動作と仮定すると、青色レーザ光が、蛍光体に入射する可能性がある。これは、実施形態においては、変換光の発光をもたらす、青色光のほぼ完全な変換を実現する可能性がある。相対的に高い安定性及び熱伝導率を備えるガーネット蛍光体の使用が提案されるのは、この理由のためである。しかしながら、他の蛍光体も適用され得る。極めて高い出力密度が使用される場合、熱管理は依然として課題であり得る。
【0007】
高輝度光源は、投影、ステージ照明、スポット照明、自動車用照明などの用途において使用されることができる。この目的のために、レーザがレーザ光を供給し、例えば（遠隔）蛍光体がレーザ光を変換光に変換するレーザ・蛍光体技術が使用され得る。前記蛍光体は、実施形態においては、熱管理の改善のために、従って、より高い輝度のために、ヒートシンク上に配設されてもよく、又はヒートシンクに挿入されてもよい。
【0008】
このような（レーザ）光源に関連し得る問題のうちの１つは、（セラミック）蛍光体の熱管理である。このようなレーザ光源に関連する他の問題は、コンパクトな高出力デバイスを作成したいという要望であり得る。
【0009】
従って、代替ルミネッセンス要素を提供することが、本発明の或る態様であり、前記代替ルミネッセンス要素は、好ましくは、更に、上記の不利な点のうちの１つ以上を少なくとも部分的に取り除く。本発明は、従来技術の不利な点のうちの少なくとも１つを解消若しくは改善すること、又は有用な代替手段を提供することを目的とし得る。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、第１態様においては、光生成デバイス（「デバイス」）と、ルミネッセンス本体（「本体」）と、第１光学系とを有する光生成システム（「システム」）を提供する。特に、実施形態においては、前記光生成デバイスは、デバイス光を生成するよう構成され得る。特定の実施形態においては、前記光生成デバイスは、レーザを有する。更に、実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、ルミネッセンス材料を含み得る。特に、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、前記デバイス光の少なくとも一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成される。更に、特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して透過性であってもよい。更に、実施形態においては、前記第１光学系は、前記デバイス光の少なくとも一部に対して透過性であってもよく、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して反射性であってもよい。特に、実施形態においては、前記第１光学系は、第１表面積（Ａ１）を有する一次光学面を有する。更に、実施形態においては、前記一次光学面は、特に、前記光生成デバイスと受光関係にあるよう構成される。更に、実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、キャビティ開口部を有するキャビティ、特に反射キャビティによって囲まれてもよい。前記キャビティ開口部は、実施形態においては、最小断面積（Ａ２）を有してもよい。特に、実施形態においては、前記キャビティは、前記第１光学系によって少なくとも部分的に画定されてもよい。特定の実施形態においては、Ａ２＜Ａ１である。それ故、本発明は、特定の実施形態においては、光生成デバイスと、ルミネッセンス本体と、第１光学系とを有する光生成システムであって、（Ａ）前記光生成デバイスが、デバイス光を生成するよう構成され、前記光生成デバイスが、レーザを有し、（ｂ）前記ルミネッセンス本体が、ルミネッセンス材料を有し、前記ルミネッセンス材料が、前記デバイス光の少なくとも一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、前記ルミネッセンス本体が、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して透過性であり、（ｃ）前記第１光学系が、前記デバイス光の少なくとも一部に対して透過性であり、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して反射性であり、前記第１光学系が、第１表面積（Ａ１）を有する一次光学面を有し、前記一次光学面が、前記光生成デバイスと受光関係にあるよう構成され、（ｄ）前記ルミネッセンス本体が、最小断面積（Ａ２）を有するキャビティ開口部を有するキャビティによって囲まれ、前記キャビティが、前記第１光学系によって少なくとも部分的に画定され、Ａ２＜Ａ１である光生成システムを提供する。
【0011】
このようなシステムでは、前記ルミネッセンス本体の相対的に大きな面積を照らすことが可能であり得るのに対し、ルミネッセンスは相対的に小さな面積から脱出し得る。更に、大きな面積が、ヒートシンクのような熱伝導性材料と熱的接触している可能性があるので、効率は、相対的に高い可能性がある。更に、相対的に高い強度を持つ光を供給することができる可能性がある相対的に小さなデバイスが提供され得る。
【0012】
実施形態においては、前記光生成デバイスは、特に、デバイス光を生成するよう構成される。前記光生成デバイスは、随意にルミネッセンス材料による変換に基づいて、前記デバイス光を生成するよう構成される、固体光源などの光源を有してもよい。前記光生成デバイスは、固体レーザなどのレーザを有する。従って、前記デバイス光は、レーザ光を有し、更に他の特定の実施形態においては、前記デバイス光は、レーザ光であってもよい。
【0013】
「光源」という用語は、２乃至２００個の（固体）ＬＥＤ光源などの複数の光源に関することもある。従って、「ＬＥＤ」という用語は、複数のＬＥＤを指すこともある。更に、「光源」という用語は、実施形態においては、所謂チップオンボード（ＣＯＢ）光源を指すこともある。「ＣＯＢ」という用語は、特に、包まれてもおらず、接続されてもおらず、ＰＣＢのような基板上に直接取り付けられている半導体チップの形態のＬＥＤチップを指す。従って、複数の光半導体光源が同じ基板上に構成されてもよい。実施形態においては、ＣＯＢは、単一の照明モジュールとして一緒に構成されるマルチＬＥＤチップである。
【0014】
前記光源は、光脱出面（light escape surface）を有する。電球又は蛍光灯のような従来の光源に関しては、前記光脱出面は、ガラス又は石英のエンベロープの外面であり得る。ＬＥＤの場合は、前記光脱出面は、例えば前記ＬＥＤダイであり得る、又は前記ＬＥＤダイに樹脂が塗布される場合、前記樹脂の外面であり得る。原理上、前記光脱出面は、ファイバの終端である可能性もある。脱出面という用語は、特に、前記光源の、光が実際に前記光源から出る又は脱出する部分に関する。前記光源は、光ビームを供給するよう構成される。（従って）前記光源の光出射面からこの光ビームが脱出する。
【0015】
「光源」という用語は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振空洞発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直キャビティレーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）、端面発光レーザなどのような半導体発光デバイスを指し得る。「光源」という用語は、パッシブマトリクス（ＰＭＯＬＥＤ）又はアクティブマトリクス（ＡＭＯＬＥＤ）などの有機発光ダイオードを指すこともある。特定の実施形態においては、前記光源は、（ＬＥＤ又はレーザダイオードなどの）固体光源を有する。実施形態においては、前記光源は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を有する。「ＬＥＤ」という用語は、複数のＬＥＤを指すこともある。更に、「光源」という用語は、実施形態においては、所謂チップオンボード（ＣＯＢ）光源を指すこともある。「ＣＯＢ」という用語は、特に、包まれてもおらず、接続されてもおらず、ＰＣＢのような基板上に直接取り付けられている半導体チップの形態のＬＥＤチップを指す。従って、複数の半導体光源が同じ基板上に構成されてもよい。実施形態においては、ＣＯＢは、単一の照明モジュールとして一緒に構成されるマルチＬＥＤチップである。
【0016】
「光源」という用語は、２乃至２０００個の固体光源などの複数の（本質的に同一の（又は異なる））光源に関することもある。実施形態においては、前記光源は、ＬＥＤなどの単一の固体光源の下流に、又は複数の固体光源の下流に（即ち、例えば複数のＬＥＤによって共有される）、１つ以上のマイクロ光学要素（マイクロレンズのアレイ）を有してもよい。実施形態においては、前記光源は、オンチップ光学系を備えるＬＥＤを有してもよい。実施形態においては、前記光源は、（実施形態においては、オンチップビームステアリングを提供する）（光学系を備える又は備えない）ピクセル化された単一のＬＥＤを有する。
【0017】
「レーザ光源」という用語は、特にレーザを指す。このようなレーザは、特に、ＵＶ、可視、又は赤外において１つ以上の波長を有する、特に、３００乃至１５００ｎｍなどの、２００乃至２０００ｎｍのスペクトル波長範囲から選択される波長を有するレーザ光源光を生成するよう構成されて得る。「レーザ」という用語は、特に、電磁放射線の誘導放出に基づく光増幅のプロセスを通して光を発するデバイスを指す。
【0018】
特に、実施形態においては、「レーザ」という用語は、固体レーザを指し得る。特定の実施形態においては、「レーザ」若しくは「レーザ光源」という用語、又は同様の用語は、レーザダイオード（又はダイオードレーザ）を指す。
【0019】
従って、実施形態においては、前記光源は、レーザ光源を有する。実施形態においては、「レーザ」又は「固体レーザ」という用語は、セリウムドープリチウムストロンチウム（又はカルシウム）フッ化アルミニウム（Ｃｅ：ＬｉＳＡＦ、Ｃｅ：ＬｉＣＡＦ）、クロムドープクリソベリル（アレキサンドライト）レーザ、クロムＺｎＳｅ（Ｃｒ：ＺｎＳｅ）レーザ、二価サマリウムドープフッ化カルシウム（Ｓｍ：ＣａＦ２）レーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、エルビウムドープ及びエルビウムイッテルビウムコドープガラスレーザ、Ｆ－センターレーザ、ホルミウム（Ｈｏ：ＹＡＧ）レーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＮｄＣｒＹＡＧレーザ、ネオジウムドープイットリウムカルシウムオキソボレートＮｄ：ＹＣａ４Ｏ（ＢＯ３）３又はＮｄ：ＹＣＯＢ、ネオジウムドープオルトバナジウム酸イットリウム（Ｎｄ：ＹＶＯ４）レーザ、ネオジウムガラス（Ｎｄ：ガラス）レーザ、ネオジウムＹＬＦ（Ｎｄ：ＹＬＦ）固体レーザ、プロメチウム１４７ドープリン酸ガラス（１４７Ｐｍ３＋：ガラス）固体レーザ、ルビーレーザ（Ａｌ２Ｏ３：Ｃｒ３＋）、ツリウムＹＡＧ（Ｔｍ：ＹＡＧ）レーザ、チタンサファイア（Ｔｉ：サファイア；Ａｌ２Ｏ３：Ｔｉ３＋）レーザ、三価ウランドープフッ化カルシウム（Ｕ：ＣａＦ２）固体レーザ、イッテルビウムドープガラスレーザ（ロッド、プレート／チップ及びファイバ）、イッテルビウムＹＡＧ（Ｙｂ：ＹＡＧ）レーザ、Ｙｂ２Ｏ３（ガラス又はセラミックス）レーザなどのうちの１つ以上を指し得る。
【0020】
実施形態においては、「レーザ」又は「固体レーザ」という用語は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、鉛塩、垂直共振器面発光レーザ（vertical cavity surface emitting laser）（ＶＣＳＥＬ）、量子カスケードレーザ、ハイブリッドシリコンレーザなどの半導体レーザダイオードのうちの１つ以上を指し得る。
【0021】
レーザは、より短い（レーザ）波長に達するために、アップコンバータ（upconverter）と組み合わされてもよい。例えば、何らかの（三価）希土類イオンで、アップコンバージョン（upconversion）が達成され得る、又は非線形結晶で、アップコンバージョンが達成され得る。他の例においては、色素レーザなどのレーザは、より長い（レーザ）波長に達するために、ダウンコンバータ（downconverter）と組み合わされ得る。
【0022】
以下から導き出され得るように、「レーザ光源」という用語は、複数の（異なる又は同一の）レーザ光源を指すこともある。特定の実施形態においては、「レーザ光源」という用語は、複数のＮ個の（同一の）レーザ光源を指し得る。実施形態においては、Ｎ＝２以上である。特定の実施形態においては、Ｎは、特に少なくとも８などの、少なくとも５であり得る。このやり方においては、より高い輝度が得られ得る。実施形態においては、レーザ光源は、レーザバンク（laser bank）内に配設されてもよい（上記も参照）。前記レーザバンクは、実施形態においては、ヒートシンク、及び／又は光学系、例えば、レーザ光をコリメートするためのレンズを含んでもよい。
【0023】
前記レーザ光源は、レーザ光源光（又は「レーザ光」）を生成するよう構成される。前記光源光は、本質的に、前記レーザ光源光から成っていてもよい。前記光源光は、２つ以上の（異なる又は同一の）レーザ光源のレーザ光源光を有することもある。例えば、２つ以上の（異なる又は同一の）レーザ光源の前記レーザ光源光を有する単一の光ビームを供給するために、前記２つ以上の（異なる又は同一の）レーザ光源の前記レーザ光源光が、光ガイドに結合されてもよい。従って、特定の実施形態においては、前記光源光は、特に、コリメート光源光である。更に他の実施形態においては、前記光源光は、特に、（コリメート）レーザ光源光である。「異なる光源」又は「複数の異なる光源」という語句、及び同様の語句は、実施形態においては、少なくとも２つの異なるビン（bin）から選択される複数の固体光源を指し得る。同様に、「同一の光源」又は「複数の同じ光源」という語句、及び同様の語句は、実施形態においては、同じビンから選択される複数の固体光源を指し得る。
【0024】
前記光源は、特に、光軸（Ｏ）、（ビーム形状、）及びスペクトルパワー分布を有する光源光を生成するよう構成される。前記光源光は、実施形態においては、レーザについて知られているような帯域幅を有する、１つ以上の帯域を有し得る。特定の実施形態においては、前記帯域は、１０ｎｍ以下などの、室温（ＲＴ）において２０ｎｍ未満の範囲内の半値全幅（full width half maximum）（ＦＷＨＭ）を有するものなどの、相対的にシャープな（sharp）線であってもよい。従って、前記光源光は、１つ以上の（狭）帯域を含み得るスペクトルパワー分布（波長の関数としての、エネルギ尺度における強度）を有する。
【0025】
（光源光の）ビームは、（レーザ）光源光の、集束又はコリメートビームであってもよい。「集束」という用語は、特に、小さいスポットに収束していることを指し得る。この小さいスポットは、個別の変換器領域（discrete converter region）にあってもよく、又は前記個別の変換器領域の（わずかに）上流若しくは前記個別の変換器領域の（わずかに）下流にあってもよい。特に、集束及び／又はコリメーションは、（側面における）前記個別の変換器領域における前記ビームの（前記光軸に対して垂直な）断面形状が、（前記光源光が前記個別の変換器領域を照射する場所での）前記個別の変換器領域の（前記光軸に対して垂直な）断面形状よりも、本質的に大きくはないようなものであり得る。集束は、（集束）レンズのような１つ以上の光学系で実行され得る。特に、前記レーザ光源光を集束させるために、２つのレンズが適用されてもよい。コリメーションは、レンズ及び／又は放物面鏡などの、コリメーション要素のような１つ以上の（他の）光学系で実行され得る。実施形態においては、（レーザ）光源光のビームは、実施形態において、≦２°（ＦＷＨＭ）、より特に≦１°（ＦＷＨＭ）、最も特に≦０．５°（ＦＷＨＭ）のような、相対的に高度なコリメートをされてもよい。従って、≦２°（ＦＷＨＭ）は、（高度に）コリメートされた光源光とみなされ得る。（高度な）コリメーションを提供するために、光学系が使用されてもよい（上記も参照）。
【0026】
上記のように、前記光生成デバイスは、１つ以上の光源を有してもよい。更に、上記のように、前記光生成デバイスは、特に、レーザを有してもよく、又はレーザであってもよい。それ故、前記光生成デバイスは、特に、（偏光）レーザ光線を生成するよう構成される。
【0027】
前記ルミネッセンス本体は、任意の形状を有してもよい。しかしながら、一般に、前記ルミネッセンス本体は、（前記ルミネッセンス本体の）高さを規定する、２つの本質的に平行な面を有してもよい。更に、前記ルミネッセンス本体は、２つの本質的に平行な面を架橋する（bridge）端面を有してもよい。前記端面は、１次元又は２次元において湾曲されてもよい。前記端面は、平面のものであってもよい。前記ルミネッセンス本体は、矩形又は円形の断面を有してもよいが、他の断面も可能であり得る。
【0028】
実施形態においては、前記本体は、横寸法の幅若しくは長さ（Ｗ１若しくはＬ１）又は直径（Ｄ）及び厚さ又は高さ（Ｈ１）を有する。実施形態においては、（ｉ）Ｄ≧Ｈ１、又は（ｉｉ）Ｗ１≧Ｈ１且つ／若しくはＬ１≧Ｈ１である。ルミネッセンスタイルは、透明又は光散乱性であってもよい。実施形態においては、前記タイルは、セラミックルミネッセンス材料を有してもよい。特定の実施形態においては、特にＬ１≦５ｍｍ、より特にＬ１≦３ｍｍ、最も特にＬ１≦２ｍｍのような、Ｌ１≦１０ｍｍである。特定の実施形態においては、特にＷ１≦５ｍｍ、より特にＷ１≦３ｍｍ、最も特にＷ１≦２ｍｍのような、Ｗ１≦１０ｍｍである。特定の実施形態においては、特にＨ１≦５ｍｍ、より特にＨ１≦３ｍｍ、最も特にＨ１≦２ｍｍのような、Ｈ１≦１０ｍｍである。特定の実施形態においては、特にＤ≦５ｍｍ、より特にＤ≦３ｍｍ、最も特にＤ≦２ｍｍのような、Ｄ≦１０ｍｍである。特定の実施形態においては、前記本体は、実施形態において、５０μｍ乃至１ｍｍの範囲内の厚さを有してもよい。更に、前記本体は、１００μｍ乃至１０ｍｍの範囲内の横寸法（幅／直径）を有してもよい。更に他の特定の実施形態においては、（ｉ）Ｄ＞Ｈ１又は（ｉｉ）Ｗ１＞Ｈ１且つＷ１＞Ｈ１である。特に、長さ、幅及び直径のような前記横寸法は、前記高さより、少なくとも５倍のような、少なくとも２倍大きい。特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、第１長さＬ１、第１高さＨ１及び第１幅Ｗ１を有し、Ｈ１≦０．５＊Ｌ１且つＨ１≦０．５＊Ｗ１である。
【0029】
更に、上記のように、前記ルミネッセンス本体は、ルミネッセンス材料を含み得る。例えば、実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、結晶体、若しくはセラミック体、又は例えばポリマ体のような別の材料中に分散されたルミネッセンス材料であってもよい（更に下記も参照）。特に、前記ルミネッセンス材料は、前記デバイス光の少なくとも一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成され得る。
【0030】
実施形態においては、前記ルミネッセンス本体によって受け取られる本質的に全てのデバイス光が、前記ルミネッセンス本体によって吸収されてもよい。（特に量子効率に依存して、）吸収される光の少なくとも一部が、ルミネッセンス材料光に変換される。これは、全変換（full conversion）と示されることがある。
【0031】
他の実施形態においては、前記デバイス光の一部が、反射及び／又は透過されてもよい。前記システム光に反射光又は透過光が含まれてもよい。これは、部分変換（partial conversion）と示されることがある。
【0032】
「ルミネッセンス材料」という用語は、特に、第１放射線、特にＵＶ放射線及び青色放射線のうちの１つ以上を、第２放射線に変換することができる材料を指す。一般に、前記第１放射線と前記第２放射線とは、異なるスペクトルパワー分布を有する。従って、「ルミネッセンス材料」という用語の代わりに、「ルミネッセンス変換器」又は「変換器」という用語が適用されることもある。一般に、前記第２放射線は、前記第１放射線よりも大きい波長の所にスペクトルパワー分布を有し、これは、所謂ダウンコンバージョンの場合である。しかしながら、特定の実施形態においては、前記第２放射線は、前記第１放射線よりも小さい波長の所に強度を持つスペクトルパワー分布を有し、これは、所謂アップコンバージョンの場合である。
【0033】
実施形態においては、前記「ルミネッセンス材料」は、特に、放射線を、例えば可視光及び／又は赤外光に変換することができる材料を指す場合がある。例えば、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、ＵＶ放射線及び青色放射線のうちの１つ以上を、可視光に変換することができる場合がある。前記ルミネッセンス材料は、特定の実施形態においては、放射線を赤外放射線（ＩＲ）に変換する場合もある。従って、前記ルミネッセンス材料は、放射線で励起されると、放射線を放出する。一般に、前記ルミネッセンス材料は、ダウンコンバータであり、即ち、より小さい波長の放射線が、より大きい波長（λｅｘ＜λｅｍ）を持つ放射線に変換されるが、特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、アップコンバータ・ルミネッセンス材料を有する場合があり、即ち、より大きい波長の放射線が、より小さい波長（λｅｘ＞λｅｍ）を持つ放射線に変換される。
【0034】
実施形態においては、「ルミネッセンス」という用語は、リン光を指すことがある。実施形態においては、「ルミネッセンス」という用語は、蛍光を指すこともある。「ルミネッセンス」という用語の代わりに、「発光」という用語が適用されることもある。従って、「第１放射線」及び「第２放射線」という用語は、それぞれ、励起放射線及び発光（放射線）を指すことがある。同様に、「ルミネッセンス材料」という用語は、実施形態においては、リン光及び／又は蛍光を指すことがある。「ルミネッセンス材料」という用語は、複数の異なるルミネッセンス材料を指すこともある。可能なルミネッセンス材料の例を以下に示す。
【0035】
実施形態においては、ルミネッセンス材料は、それぞれ、特に三価セリウム又は二価ユーロピウムをドープした、ガーネット及び窒化物から選択される。「窒化物」という用語は、酸窒化物又はニトリドシリケートなどを指すこともある。
【0036】
特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅタイプのルミネッセンス材料を含み、Ａは、実施形態においては、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕのうちの１つ以上、特に、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕのうちの（少なくとも）１つ以上を含み、Ｂは、実施形態においては、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を含む。特に、Ａは、特にＹ及びＬｕのうちの１つ以上のような、Ｙ、Ｇｄ及びＬｕのうちの１つ以上を含み得る。特に、Ｂは、Ａｌ及びＧａのうちの１つ以上、より特に、本質的にＡｌだけのような、少なくともＡｌを含み得る。それゆえ、特に適切なルミネッセンス材料は、セリウムを含むガーネット材料である。ガーネットの実施形態は、特に、Ａ３Ｂ５Ｏ１２ガーネットを含み、Ａは、少なくともイットリウム又はルテチウムを含み、Ｂは、少なくともアルミニウムを含む。このようなガーネットは、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、又はセリウムとプラセオジムとの組み合わせをドープしている可能性があるが、特にＣｅをドープしている可能性がある。特に、Ｂは、アルミニウム（Ａｌ）を含むが、Ｂは、ガリウム（Ｇａ）及び／又はスカンジウム（Ｓｃ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）も、部分的に、特に最大でＡｌの約２０％、より特に最大でＡｌの約１０％含んでもよい（即ち、Ｂイオンは、本質的に、９０モル％以上のＡｌと、１０モル％以下のＧａ、Ｓｃ及びＩｎのうちの１つ以上とから成る）。Ｂは、特に、最大で約１０％のガリウムを含んでもよい。別の変形例においては、Ｂ及びＯは、少なくとも部分的にＳｉ及びＮに置き換えられてもよい。元素Ａは、特に、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）から成るグループから選択され得る。更に、Ｇｄ及び／又はＴｂは、特に、Ａの約２０％の量までしか存在しない。特定の実施形態においては、ガーネットルミネッセンス材料は、（Ｙ１－ｘＬｕｘ）３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅを含み、ｘは、０以上且つ１以下である。「：Ｃｅ」という用語は、前記ルミネッセンス材料中の金属イオンの一部（即ち、ガーネットにおいては、「Ａ」イオンの一部）が、Ｃｅに置き換えられることを示している。例えば、（Ｙ１－ｘＬｕｘ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅの場合には、Ｙ及び／又はＬｕの一部が、Ｃｅに置き換えられる。このことは、当業者には知られている。Ｃｅは、Ａを、一般に１０％以下置き換え、一般に、Ｃｅ濃度は、（Ａに対して）０．１乃至４％、特に０．１乃至２％の範囲内である。１％のＣｅ及び１０％のＹと仮定すると、完全に正しい式は、（Ｙ０．１Ｌｕ０．８９Ｃｅ０．０１）３Ａｌ５Ｏ１２となり得る。ガーネットにおけるＣｅは、当業者には知られているように、実質的に三価状態にある、又は三価状態にしかない。
【0037】
実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（従って）Ａ３Ｂ５Ｏ１２を含み、特定の実施形態においては、Ｂ－Ｏの最大１０％が、Ｓｉ－Ｎによって置き換えられ得る。
【0038】
特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（Ｙｘ１－ｘ２－ｘ３Ａ'ｘ２Ｃｅｘ３）３（Ａｌｙ１－ｙ２Ｂ'ｙ２）５Ｏ１２を含み、ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＝１であり、ｘ３＞０であり、０＜ｘ２＋ｘ３≦０．２であり、ｙ１＋ｙ２＝１であり、０≦ｙ２≦０．２であり、Ａ'は、ランタニドから成るグループから選択される１つ以上の元素を含み、Ｂ'は、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃから成るグループから選択される１つ以上の元素を含む。実施形態においては、ｘ３は、０．００１乃至０．１の範囲から選択される。本発明においては、特に、ｘ１＞０．２などの、少なくとも０．８のような、ｘ１＞０である。Ｙを備えるガーネットは、適切なスペクトルパワー分布を提供し得る。
【0039】
特定の実施形態においては、Ｂ－Ｏの最大１０％が、Ｓｉ－Ｎに置き換えられ得る。ここでは、Ｂ－ＯにおけるＢは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を指し（且つＯは、酸素を指し）、特定の実施形態においては、Ｂ－Ｏは、Ａｌ－Ｏを指す場合がある。上記のように、特定の実施形態においては、ｘ３は、０．００１乃至０．０４の範囲から選択され得る。特に、このようなルミネッセンス材料は、適切なスペクトル分布を有し（但し、下記参照）、相対的に高い効率を有し、相対的に高い熱安定性を有し、（第１光源光及び第２光源光（並びに光学フィルタ）と組み合わせて）高いＣＲＩを可能にし得る。従って、特定の実施形態においては、Ａは、Ｌｕ及びＧｄから成るグループから選択され得る。その代わりに、又は加えて、Ｂは、Ｇａを含み得る。従って、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（Ｙｘ１－ｘ２－ｘ３（Ｌｕ，Ｇｄ）ｘ２Ｃｅｘ３）３（Ａｌｙ１－ｙ２Ｇａｙ２）５Ｏ１２を含み、Ｌｕ及び／又はＧｄが利用可能であってもよい。更により特に、ｘ３は、０．００１乃至０．１の範囲から選択され、０＜ｘ２＋ｘ３≦０．１であり、０≦ｙ２≦０．１である。更に、特定の実施形態においては、Ｂ－Ｏの最大１％が、Ｓｉ－Ｎに置き換えられ得る。ここで、百分率は、（当技術分野において知られているように）モルを指し、例えば、EP3149108も参照されたい。更に他の特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（Ｙｘ１－ｘ３Ｃｅｘ３）３Ａｌ５Ｏ１２を含み、ｘ１＋ｘ３＝１であり、０＜ｘ３≦０．２であり、０．００１乃至０．１などである。
【0040】
特定の実施形態においては、前記光生成デバイスは、セリウムを含むガーネットのタイプから選択されるルミネッセンス材料しか含まないことがある。もっと他の特定の実施形態においては、前記光生成デバイスは、（Ｙｘ１－ｘ２－ｘ３Ａ'ｘ２Ｃｅｘ３）３（Ａｌｙ１－ｙ２Ｂ'ｙ２）５Ｏ１２などの、単一のタイプのルミネッセンス材料を含む。従って、特定の実施形態においては、前記光生成デバイスは、ルミネッセンス材料を有し、前記ルミネッセンス材料の少なくとも８５重量％、更により特に少なくとも約９０重量％、例えば更にもっとより特に少なくとも約９５重量％が、（Ｙｘ１－ｘ２－ｘ３Ａ'ｘ２Ｃｅｘ３）３（Ａｌｙ１－ｙ２Ｂ'ｙ２）５Ｏ１２を含む。ここで、Ａ'は、ランタニドから成るグループから選択される１つ以上の元素を含み、Ｂ'は、Ｇａ Ｉｎ及びＳｃから成るグループから選択される１つ以上の元素を含み、ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＝１であり、ｘ３＞０であり、０＜ｘ２＋ｘ３≦０．２であり、ｙ１＋ｙ２＝１であり、０≦ｙ２≦０．２である。特に、ｘ３は、０．００１乃至０．１の範囲から選択される。実施形態においては、ｘ２＝０であることに留意されたい。その代わりに、又は加えて、実施形態においては、ｙ２＝０である。
【0041】
特定の実施形態においては、Ａは、特に、少なくともＹを含んでもよく、Ｂは、特に、少なくともＡｌを含んでもよい。
【0042】
実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、その代わりに、又は加えて、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋及び／又はＭＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋及び／又はＣａ２ＡｌＳｉ３Ｏ２Ｎ５：Ｅｕ２＋などのうちの１つ以上を含んでもよく、Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上、特に実施形態においては、少なくともＳｒを含む。実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕから成るグループから選択される１つ以上の材料を含んでもよい。これらの化合物において、ユーロピウム（Ｅｕ）は、実質的に二価のものである、又は二価のものしかなく、示されている二価カチオンのうちの１つ以上を置き換える。一般に、Ｅｕは、カチオンの１０％よりも多い量では存在せず、Ｅｕの存在は、特に、Ｅｕが置き換えるカチオンに対して、約０．５乃至１０％の範囲内、より特に約０．５乃至５％の範囲内である。「：Ｅｕ」という用語は、金属イオンの一部が、Ｅｕ（これらの例においてはＥｕ２＋）に置き換えられることを示している。例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕにおいて２％のＥｕと仮定すると、正しい式は、（Ｃａ０．９８Ｅｕ０．０２）ＡｌＳｉＮ３となり得る。二価ユーロピウムは、一般に、上記の二価アルカリ土類カチオンなどの、二価カチオン、特にＣａ、Ｓｒ又はＢａを置き換える。材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕは、ＭＳ：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。更に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕは、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、Ｓｒ及び／又はＢａを含む。更なる特定の実施形態においては、Ｍは、Ｓｒ及び／又はＢａ（Ｅｕの存在は考慮に入れていない）から成り、Ｂａ１．５Ｓｒ０．５Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（即ち、７５％のＢａ；２５％のＳｒ）のような、特に５０乃至１００％、より特に５０乃至９０％のＢａ、及び５０乃至０％、特に５０乃至１０％のＳｒから成る。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。同様に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕは、ＭＡｌＳｉＮ３：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。上記のルミネッセンス材料におけるＥｕは、当業者には知られているように、実質的に二価状態にある、又は二価状態にしかない。
【0043】
実施形態においては、赤色ルミネッセンス材料は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕから成るグループから選択される１つ以上の材料を含んでもよい。これらの化合物において、ユーロピウム（Ｅｕ）は、実質的に二価のものである、又は二価のものしかなく、示されている二価カチオンのうちの１つ以上を置き換える。一般に、Ｅｕは、カチオンの１０％よりも多い量では存在せず、Ｅｕの存在は、特に、Ｅｕが置き換えるカチオンに対して、約０．５乃至１０％の範囲内、より特に約０．５乃至５％の範囲内である。「：Ｅｕ」という用語は、金属イオンの一部が、Ｅｕ（これらの例においてはＥｕ２＋）に置き換えられることを示している。例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕにおいて２％のＥｕと仮定すると、正しい式は、（Ｃａ０．９８Ｅｕ０．０２）ＡｌＳｉＮ３となり得る。二価ユーロピウムは、一般に、上記の二価アルカリ土類カチオンなどの、二価カチオン、特にＣａ、Ｓｒ又はＢａを置き換える。
【0044】
材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕは、ＭＳ：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。
【0045】
更に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕは、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、Ｓｒ及び／又はＢａを含む。更なる特定の実施形態においては、Ｍは、Ｓｒ及び／又はＢａ（Ｅｕの存在は考慮に入れていない）から成り、Ｂａ１．５Ｓｒ０．５Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（即ち、７５％のＢａ；２５％のＳｒ）のような、特に５０乃至１００％、より特に５０乃至９０％のＢａ、及び５０乃至０％、特に５０乃至１０％のＳｒから成る。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。
【0046】
同様に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕは、ＭＡｌＳｉＮ３：Ｅｕと示されることもあり、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）から成るグループから選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物においては、カルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より特にカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが、導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置き換える。
【0047】
上記のルミネッセンス材料におけるＥｕは、当業者には知られているように、実質的に二価状態にある、又は二価状態にしかない。
【0048】
青色ルミネッセンス材料は、ＹＳＯ（Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋）、若しくは同様の化合物、又はＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋）、若しくは同様の化合物を含んでもよい。
【0049】
「ルミネッセンス材料」という用語は、本明細書においては、特に、無機ルミネッセンス材料に関する。
【0050】
「ルミネッセンス材料」という用語の代わりに、「蛍光体」という用語が適用されることもある。これらの用語は、当業者には知られている。
【0051】
その代わりに、又は加えて、他のルミネッセンス材料が適用されることもある。例えば、量子ドット及び／又は有機色素が、適用されてもよく、随意に、例えばＰＭＭＡ又はポリシロキサンなどのようなポリマのような、透過性マトリックスに埋め込まれてもよい。
【0052】
量子ドットは、一般にわずか数ナノメートルの幅又は直径を有する半導体材料の小さい結晶である。量子ドットは、入射光によって励起されるときに、前記結晶のサイズ及び材料によって決定されている色の光を発する。従って、ドットのサイズを適合させることによって、特定の色の光が生成されることができる。可視域で発光する、最も知られている量子ドットは、硫化カドミウム（ＣｄＳ）及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）などのシェルを備えるセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）をベースにしている。リン化インジウム（ＩｎＰ）、並びに硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ２）及び／又は硫化銀インジウム（ＡｇＩｎＳ２）などの、カドミウムを含まない量子ドットも、使用されることができる。量子ドットは非常に狭い発光帯域を示し、従って、量子ドットは飽和色を示す。更には、発光色は、量子ドットのサイズを適合させることによって、容易に調整されることができる。本発明においては、当技術分野において知られている任意のタイプの量子ドットが使用され得る。しかしながら、環境に関する安全性及び懸念の理由で、カドミウムを含まない量子ドット、又は少なくともカドミウム含有量が非常に少ない量子ドットを使用することが好ましい場合がある。
【0053】
量子ドットの代わりに、又は量子ドットに加えて、他の量子閉じ込め構造が使用されることもある。「量子閉じ込め構造」は、本願との関連においては、例えば、量子井戸、量子ドット、量子ロッド、トライポッド、テトラポッド、又はナノワイヤなどとして理解されたい。
【0054】
有機蛍光体も使用されることができる。適切な有機蛍光体材料の例は、ペリレン誘導体をベースとした有機ルミネッセンス材料、例えば、ＢＡＳＦによってＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）という名称で販売されている化合物である。適切な化合物の例は、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｒｅｄ Ｆ３０５、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｏｒａｎｇｅ Ｆ２４０、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｙｅｌｌｏｗ Ｆ０８３、及びＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｆ１７０を含むが、これらに限定されない。
【0055】
異なるルミネッセンス材料は、異なるスペクトルパワー分布のそれぞれのルミネッセンス材料光を有し得る。その代わりに、又は加えて、このような異なるルミネッセンス材料は、特に、異なるカラーポイント（又は主波長）を有し得る。
【0056】
上記のように、他のルミネッセンス材料も可能であり得る。従って、特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、二価ユーロピウム含有窒化物、二価ユーロピウム含有酸窒化物、二価ユーロピウム含有ケイ酸塩、セリウムを含むガーネット、及び量子構造のグループから選択される。量子構造は、例えば、量子ドット又は量子ロッド（又は他の量子型粒子）（上記参照）を含み得る。量子構造は、量子井戸も含み得る。量子構造は、フォトニック結晶も含み得る。
【0057】
前記（無機）ルミネッセンス材料は、実施形態においては、単結晶として、若しくはセラミック体として、又は（ポリマ体の）ポリマ材料のような別の材料中に分散されたルミネッセンス材料として提供されてもよい。有機ルミネッセンス材料及び／又は量子ドットも、（ポリマ体の）ポリマ材料のような別の材料中に分散されてもよい。
【0058】
前記ルミネッセンス本体は、特に、前記デバイス光の少なくとも一部を受け取るよう構成される。従って、実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、前記光生成デバイスの下流に構成される。更に、前記ルミネッセンス本体は、特に、前記光生成デバイスと受光関係にあるよう構成され得る。
【0059】
「上流」及び「下流」という用語は、光生成手段（ここでは、特に、前記光源）からの光の伝搬に対するアイテム又は特徴の配置に関し、前記光生成手段からの光ビーム内の第１位置に対して、前記光生成手段により近い前記光ビーム内の第２位置は「上流」であり、前記光生成手段からより遠く離れた前記光ビーム内の第３位置は「下流」である。
【0060】
「放射結合される」又は「光学的に結合される」という用語は、特に、（i）光源などの光生成要素と、（ii）別のアイテム又は材料とが、前記光生成要素によって発せられる放射線の少なくとも一部が前記アイテム又は材料によって受け取られるように、互いに関連付けられることを意味し得る。換言すれば、前記アイテム又は材料は、前記光生成要素と受光関係にあるよう構成される。前記光生成要素の前記放射線の少なくとも一部は、前記アイテム又は材料によって受け取られる。これは、実施形態においては、前記光生成要素（の発光面）と物理的に接触している前記アイテム又は材料のような、直接的なものであってもよい。これは、実施形態においては、空気、気体、又は液体若しくは固体導光材料のような媒体を介するものであってもよい。実施形態においては、レンズ、反射器、光学フィルタのような１つ以上の光学系も、光生成要素とアイテム又は材料との間の光路内に構成されてもよい。
【0061】
前記ルミネッセンス本体は、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して透過性である。前記ルミネッセンス本体が透過性であってもよいので、前記キャビティ開口部から離れた位置において生成されるルミネッセンス材料光（下記参照）は、随意に１回以上の反射後に、前記キャビティ開口部まで伝搬し、前記キャビティ開口部を介して前記キャビティから脱出し得る。
【0062】
特定の実施形態においては、材料は、或る波長における又は或る波長範囲内の、特に、本明細書において記載されているような放射線源によって生成される放射線の波長における又は波長範囲内の、放射線の、前記放射線の垂直照射下での、１ｍｍの厚さの前記材料の層を通る、特に５ｍｍの厚さの前記材料の層を通る透過率が、少なくとも４０％などの、少なくとも６０％のような、特に少なくとも８０％などの、少なくとも約８５％などの、更に少なくとも約９０％などの、少なくとも約２０％である場合に、透過性とみなされ得る。
【0063】
前記光透過性材料は、導光特性又は導波特性を有し得る。従って、前記光透過性材料は、本明細書においては、導波路材料又は導光材料とも示される。前記光透過性材料は、一般に、前記光透過性材料の長さに垂直な方向において、（Ｎ）ＵＶ放射線、可視放射線及び（Ｎ）ＩＲ放射線のうちの１つ以上の、実施形態においては少なくとも可視光などの（ある程度の）透過率を有する。実施形態においては、３価セリウムのような活性剤（ドーパント）がなければ、可視放射線における内部透過率は１００％に近いかもしれない。
【0064】
１つ以上のルミネッセンス波長（luminescence wavelength）に対する前記光透過性材料（それ自体）の透過率は、少なくとも９０％／ｃｍ、更により特には少なくとも９５％／ｃｍなどの、少なくとも９８％／ｃｍなどの、少なくとも９９％／ｃｍなどの、少なくとも８０％／ｃｍであってもよい。これは、例えば、１ｃｍ３の立方体状の光透過性材料が、（前記光透過性材料の前記ルミネッセンス材料の発光の発光極大に対応する波長などの）選択されたルミネッセンス波長を有する放射線の垂直照射下で、少なくとも９５％の透過率を有することを意味する。
【0065】
本明細書においては、透過率の値は、特に、（例えば空気との）界面におけるフレネル損失を考慮に入れていない透過率を指す。従って、「透過率」という用語は、特に、内部透過率を指す。前記内部透過率は、例えば、異なる幅であって、前記異なる幅にわたって透過率が測定される異なる幅を有する２つ以上のボディの透過率を測定することによって決定されてもよい。その場合、このような測定に基づいて、フレネル反射損失の寄与が決定されることができ、（その結果として、）前記内部透過率が決定されることができる。従って、特に、本明細書において示される透過率の値は、フレネル損失を無視している。
【0066】
実施形態においては、（光インカップリングプロセス中の）フレネル反射損失を抑制するような反射防止コーティングが前記ルミネッセンス本体に施されてもよい。
【0067】
関心のある波長に対する透過率が高いのに加えて、前記波長に対する散乱が、特に低くてもよい。従って、散乱効果しか考慮に入れていない（従って、（高い透過率に鑑みていずれにしても低いはずである）あり得る吸収を考慮に入れていない）関心のある波長の平均自由行程は、前記ボディの長さの少なくとも２倍のような、前記ボディの長さの少なくとも０．５倍であってもよい。例えば、実施形態においては、散乱効果しか考慮に入れていない平均自由行程は、少なくとも１０ｍｍなどの、少なくとも５ｍｍであってもよい。関心のある波長は、特に、前記ルミネッセンス材料の発光の発光極大における波長であってもよい。「平均自由行程」という用語は、特に、光線がその伝搬方向を変化させる散乱事象を経験する前に進む平均距離である。
【0068】
実施形態においては、前記光透過性材料を有する要素は、本質的に、前記光透過性材料から成っていてもよい。特定の実施形態においては、前記光透過性材料を有する要素は、光学透明要素（light transparent element）であってもよい。
【0069】
特に、前記光学透明要素などの前記光透過性要素は、実施形態においては、前記光透過性要素の長さの少なくとも２倍などの、少なくとも前記光透過性要素の長さ（又は厚さ）の吸収長及び／又は散乱長を有してもよい。前記吸収長は、長さであって、前記長さにわたる吸収により伝搬方向に沿った光の強度が１／ｅで低下する長さと定義され得る。同様に、前記散乱長は、伝搬方向に沿った長さであって、前記伝搬方向に沿った光が、散乱により失われ、それによって、係数１／ｅで低下する長さと定義され得る。従って、ここでは、前記長さは、特に、第１面と第２面との間に構成される前記光透過性材料を備える前記光透過性要素の前記第１面と前記第２面との間の距離を指し得る。
【0070】
従って、実施形態においては、前記ルミネッセンス本体が、前記ルミネッセンス本体に垂直に、前記デバイス光を照射される場合、（（前記デバイス光のパワーに対して）少なくとも約３０％などの）前記デバイス光の一部が、前記ルミネッセンス本体の高さに平行に伝搬する場合に透過され得るということが当てはまり得る。更に、実施形態においては、前記ルミネッセンス本体が、前記ルミネッセンス本体に垂直に、前記ルミネッセンス材料光の重心波長と本質的に同じ波長を有する光を照射される場合には、（（前記光のパワーに対して）少なくとも約５０％などの）前記光の一部が、前記ルミネッセンス本体の高さに平行に伝搬する場合に透過され得る。更に、実施形態においては、前記ルミネッセンス本体が、前記ルミネッセンス本体に垂直に、前記ルミネッセンス材料光の重心波長と本質的に同じ波長を有する光を照射される場合には、（（前記光のパワーに対して）少なくとも約３０％などの）前記光の一部が、前記ルミネッセンス本体の長さに平行に伝搬する場合に透過され得る。
【0071】
λｃとも示される「重心波長」という用語は、当技術分野において知られており、光エネルギの半分がより短い波長にあり、光エネルギの半分がより長い波長にある波長値を指し、値はナノメートル（ｎｍ）単位で示される。それは、式λｃ＝Σλ＊Ｉ（λ）／（ΣＩ（λ））によって表されるような、スペクトルパワー分布の積分を２等分に分ける波長であり、総和は、関心のある波長範囲にわたるものであり、Ｉ（λ）は、スペクトルエネルギ密度である（即ち、積分強度に正規化された発光帯域にわたる波長及び強度の積の積分である）。前記重心波長は、例えば、動作条件において決定されてもよい。
【0072】
前記システムは、第１光学系を更に有してもよい。前記第１光学系は、前記デバイス光の少なくとも一部に対して透過性であり、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して反射性である。
【0073】
前記第１光学系は、前記ルミネッセンス本体の（より）大部分に励起放射線を照射することを可能にする一方で、キャビティ開口部を備える前記キャビティは、本質的に、前記ルミネッセンス材料光に、前記キャビティ開口部のみを介して前記ルミネッセンス本体（及び前記キャビティ）から脱出させ得る。このやり方においては、相対的により大きな領域が励起される可能性があり、相対的により大きな領域が冷却される可能性があり、集中発光が得られる可能性がある。
【0074】
更に、前記第１光学系は、前記キャビティの一部を画定する。そのため、前記第１光学系は、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部に対して反射性であることが望ましいと思われる。このやり方においては、励起光は、前記キャビティ内へ透過され得る一方で、ルミネッセンス材料光は、（前記キャビティ開口部を介して脱出しない限り）前記キャビティ内にとどまる。
【0075】
例えば、実施形態においては、前記デバイス光の照射下で、前記第１光学系を照らす前記デバイス光のパワー（「光パワー（optical power）」）の、少なくとも５０％、更により特には少なくとも７０％などの、更にもっとより特には少なくとも８０％のような、少なくとも９０％などの、少なくとも４０％が透過され得る。実施形態においては、前記第１光学系は、デバイス放射線を垂直に又は或る角度の下で受け取るよう最適化されてもよい。
【0076】
従って、本明細書においては、「パワー」という用語は、「光パワー」を指すこともある。
【0077】
例えば、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料光の垂直照射下で、前記第１光学系を照らす前記ルミネッセンス材料光のパワーの、少なくとも５０％、更により特には少なくとも６０％などの、更にもっとより特には少なくとも６５％のような、少なくとも７０％などの、少なくとも４０％が反射され得る。前記ルミネッセンス材料光は、様々な角度の下で前記第１光学系を照らし得ることに留意されたい。しかしながら、ここでは、比較可能性のために、前記垂直照射が選ばれている。
【0078】
前記第１光学系は、第１表面積（Ａ１）を有する一次光学面を有し、前記一次光学面は、前記光生成デバイスと受光関係にあるよう構成される。従って、前記光学面の少なくとも一部は、前記デバイス光によって照らされ得る。前記第１光学系は、前記ルミネッセンス本体に向けられ得る二次光学面も有してもよい。前記システムの動作中の前記ルミネッセンス本体は、ルミネッセンス材料光を供給し得るので、前記二次光学面は、前記ルミネッセンス本体と受光関係にあるよう構成され得る。
【0079】
上記のように、実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、キャビティによって囲まれる。特に、このキャビティは、前記ルミネッセンス材料光に対して反射性のキャビティである。従って、前記ルミネッセンス本体から脱出するルミネッセンス材料光は、キャビティ壁部によって反射されて前記ルミネッセンス本体内へ戻され得る。このやり方においては、一種の内部反射が引き起こされる可能性があり、ルミネッセンス材料光は、本質的に、前記キャビティ開口部を介してしか前記キャビティから脱出しない可能性がある。特に、前記キャビティから脱出する前記ルミネッセンス材料光の少なくとも５０％は、前記キャビティ開口部を介して脱出する。ここでは、百分率は、脱出するそのルミネッセンス材料光のパワーに対するものである。従って、前記ルミネッセンス本体、キャビティ及びキャビティ開口部は、前記キャビティから脱出する前記ルミネッセンス材料光の、特に、少なくとも４０％であって、更により特には少なくとも５０％、特には少なくとも６０％、更により特には少なくとも７０％などの、更により特には少なくとも８０％のような、少なくとも４０％が、前記キャビティ開口部を介して脱出するように構成され得る。従って、前記キャビティから脱出する前記ルミネッセンス材料光の少なくとも５０％は、前記キャビティ開口部の最小断面積（Ａ２）を介して脱出する。ここでは、百分率は、前記キャビティから脱出する全てのルミネッセンス材料光の光パワーの百分率を指す。
【0080】
前記キャビティ（又は前記キャビティ壁部）の少なくとも一部は、前記第１光学系によって画定されてもよいことに留意されたい。前記キャビティは、前記ルミネッセンス材料光に対して反射性の、（反射）壁部によって画定されてもよい。前記壁部の面積の２５乃至５０％のような、１０乃至６０％の範囲内などの、最大約６０％が、前記第１光学系(即ち、前記第１光学系の二次面)によって画定されてもよい。
【0081】
実施形態においては、前記キャビティはまた、前記デバイス光に対して反射性のキャビティであってもよい。
【0082】
前記キャビティは、キャビティ開口部を有する。前記キャビティ開口部は、最小断面積（Ａ２）を有する。前記キャビティ開口部は、例えば円柱形状のキャビティ開口部のように、一定の断面形状及びサイズを有することがあるが、前記キャビティ開口部は、円錐形のキャビティ開口部のようにキャビティ長さにわたって変化する断面サイズを有することもある。従って、本明細書においては、前記最小断面積が選ばれている。前記キャビティ開口部の長さは、実施形態においては、前記最小断面積の円相当径より小さくてもよい。
【0083】
実施形態においては、前記キャビティ開口部は、円形の、又は少なくとも６つの辺（六角形）などの４つより多くの辺を持つ多角形の断面形状を有してもよい。これは、特に、照明アプリケーションに有用であり得る。
【0084】
実施形態においては、前記キャビティ開口部は、正方形又は矩形の断面形状を有してもよい。これは、特に、投影アプリケーションに有用であり得る。
【0085】
実施形態においては、前記第１光学系及び前記キャビティ開口部は、円形、正方形、矩形、六角形などから選択されるような、本質的に同じ形状を有してもよい。
【0086】
（不規則な形状の）２次元形状の円相当径（又はＥＣＤ）は、相当面積の円の直径である。例えば、辺ａを備える正方形の円相当径は、２＊ａ＊ＳＱＲＴ（１／π）である。円の場合、直径は円相当径と同じである。ｘｙ平面内の、直径Ｄを備える円が、領域のサイズを変えずに、（前記ｘｙ平面内で）任意の他の形状に歪まされる場合には、その形状の円相当径はＤとなる。
【0087】
従って、上記のように、前記キャビティは、前記第１光学系によって少なくとも部分的に画定される。更に、実施形態においては、Ａ２＜Ａ１である。従って、前記キャビティ開口部の前記最小断面積は、前記第１光学系の前記一次面の面積より小さい。
【0088】
上記から導き出され得るように、前記キャビティ開口部は任意の断面形状を有してもよい。特に、前記断面形状は、円形又は矩形であってもよいが、実施形態においては、リング状などであることもある。更に、「キャビティ開口部」という用語は、複数のキャビティ開口部を指すこともある。例えば、実施形態においては、前記キャビティの或る側部及び前記キャビティの反対側の側部にキャビティ開口部があることがある。例えば、実施形態においては、格子状のキャビティ開口部が設けられてもよい。累積断面積Ａ２に対して、Ａ２＜Ａ１であることが当てはまる。従って、２つ以上のキャビティ開口部がある場合、Ａ２は、前記キャビティ開口部の累積最小断面積を指す。従って、前記ルミネッセンス材料光が前記キャビティから脱出し得る領域は、（一般に）前記第１光学系の受光領域よりも小さい。
【0089】
特定の実施形態においては、０．０５≦Ａ２／Ａ１≦０．３である。小さすぎる比率は、ルミネッセンス材料光の損失をもたらす可能性があり、大きすぎる比率は、相対的に強いスポットを与えない可能性がある。従って、本明細書において示されている範囲では、高い輝度及び良好な効率が得られ得る。
【0090】
上記のように、前記キャビティは、前記第１光学系によって少なくとも部分的に画定される。更に、前記キャビティは、反射器又は例えばヒートシンクのような反射性熱伝導性要素によって画定されてもよい。従って、前記キャビティ開口部は、前記第１光学系によって、又は例えば前記熱伝導性要素によって構成されてもよい。特定の実施形態においては、前記第１光学系によって構成され得る単一のキャビティ開口部がある。代替実施形態においては、全てが前記第１光学系によって構成される複数のキャビティ開口部があってもよい。前記第１光学系は、前記キャビティ開口部を有する。前記第１光学系の前記第１表面積は、前記光学系の面積によって規定される（と共に、前記キャビティ開口部の面積を含まない）ことに留意されたい。従って、例えば、前記第１光学系としてダイクロイックミラーを仮定すると（下記の実施形態参照）、前記ダイクロイックミラーの面積は、このようなダイクロイックミラーにおける前記キャビティ開口部によって規定されない。従って、例えば、第３面積Ａ３を持つ外円、及び面積Ａ２を持つ（前記第１光学系における）（円柱状の）キャビティ開口部によって画定される円形の第１光学系を仮定すると、前記第１光学系の面積は、Ａ１＝Ａ３－Ａ２である。
【0091】
前記キャビティ開口部は、実施形態においては、一般に、物理的な開口部であってもよく、特定の他の実施形態においては、ガラス又は石英又はセラミックのような本質的に透明な材料であってもよいことに留意されたい。従って、前記キャビティ開口部（それ自体）は、前記ルミネッセンス材料光に対する（又は前記デバイス光に対する）、少なくとも約９９％などの、（物理的な開口部の場合における）１００％などの、少なくとも約９８％の透過率を有し得る。
【0092】
上記のように、実施形態においては、前記第１光学系は、前記ルミネッセンス本体がデバイス光を照射され得る相対的に大きな領域を可能にするために使用され得る一方で、前記ルミネッセンス材料光は、容易には前記第１光学系を介して脱出しない可能性がある。従って、特に、前記第１光学系のかなりの部分が、前記デバイス光を照射され得る。このことは、更に、熱管理を容易にし得る。例えば、集束レーザスポットは、強い発光スポットを供給する可能性もあるが、前記ルミネッセンス材料を局所的にかなり加熱する可能性がある。しかしながら、本発明においては、前記励起光は、前記ルミネッセンス本体にわたって分散され得る一方で、依然として、強い発光スポットが供給され得る。このことは、前記ルミネッセンス材料のより低い加熱をもたらす可能性があり、このことは、（前記ルミネッセンス本体及び／又は前記ルミネッセンス材料の）効率及び／又は寿命に有益である可能性がある。
【0093】
従って、前記デバイス光は、実施形態においては、前記第１光学系の少なくとも一部にわたって、又は前記第１光学系のかなりの部分にわたってさえも、広げられ得る。これは、例えば、当業者には既知の、前記光生成デバイスの特性によって、若しくは光学系を使用することによって、若しくは複数の光生成デバイスを使用することによって、又はこれらのうちの２つ以上の組み合わせなどによって、発散しているビームで達成され得る。前記光生成デバイスのビーム形状に影響を与えるための光学系は、本明細書においては、第２光学系と示されることもある。
【0094】
従って、実施形態においては、前記光生成デバイス及び随意の第２光学系は、前記第１表面積（Ａ１）の少なくとも３０％などの、少なくとも４０％のような、少なくとも２５％に前記デバイス光を照射するよう構成され得る。更により特に、実施形態においては、前記光生成デバイス及び随意の第２光学系は、前記第１表面積（Ａ１）の少なくとも６０％又は少なくとも７０％などの、前記第１表面積（Ａ１）の少なくとも５０％に前記デバイス光を照射するよう構成され得る。
【0095】
実施形態においては、前記ルミネッセンス本体に到達する前記デバイス光の少なくとも４０％などの、少なくとも３０％が、前記第１光学系によって透過され得る。ここでは、百分率は、先と同様に、前記ルミネッセンス本体に到達する前記デバイス光の総パワーの百分率を指し得る。特に、前記ルミネッセンス本体に到達する前記デバイス光の少なくとも６０％などの、特定の実施形態においては少なくとも７０％のような、少なくとも５０％が、前記第１光学系によって透過され得る。実施形態においては、前記ルミネッセンス本体に到達する前記デバイス光の少なくとも９０％などの、少なくとも９５％のような、少なくとも８０％が、前記第１光学系によって透過され得る。
【0096】
実施形態においては、前記ルミネッセンス本体に到達する前記デバイス光の最大約６０％などの、最大約７０％が、前記キャビティ開口部を介して前記ルミネッセンス本体に到達し得る。実施形態においては、前記第１光学系が前記キャビティ開口部を有する場合に、そうであり得る。特に、実施形態においては、前記ルミネッセンス本体に到達する前記デバイス光の最大約４０％などの、最大約３０％のような、最大約５０％が、前記キャビティ開口部を介して前記ルミネッセンス本体に到達し得る。特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス本体に到達する前記デバイス光の５乃至４０％の範囲内のものが、前記キャビティ開口部を介して前記ルミネッセンス本体に到達し得る。従って、前記ルミネッセンス本体に到達する前記デバイス光の光パワーの最大４０％などの、前記光パワーの最大７０％が、前記キャビティ開口部を介して前記ルミネッセンス本体に到達し得る。他の部分は、前記第１光学系を介して前記ルミネッセンス本体に到達し得る。
【0097】
従って、特定の実施形態においては、前記光生成システムは、前記ルミネッセンス本体に入射する前記デバイス光の特に少なくとも６０％などの、少なくとも５０％が、前記第１光学系を透過した後に前記ルミネッセンス本体に入射するように構成され得る。
【0098】
上記のように、このキャビティは、特に、前記ルミネッセンス材料光の、実質的に前記キャビティ開口部のみを介しての前記キャビティからの脱出を可能にする、前記ルミネッセンス材料光に対して反射性のキャビティであってもよい。この目的のために、キャビティは、前記ルミネッセンス材料光に対して反射性であるキャビティ壁部を有してもよい（上記も参照）。
【0099】
実施形態においては、前記キャビティの少なくとも一部は、反射性である（熱伝導性材料を含む）熱伝導性要素によって、及び／又は（熱伝導性材料を含む）このような熱伝導性要素上の反射器によって設けられてもよい。
【0100】
熱伝導性要素は、特に、熱伝導性材料を有する。熱伝導性材料は、特に、少なくとも約３０Ｗ／ｍ／ｋのような、少なくとも約１００Ｗ／ｍ／ｋなどの、特に少なくとも約２００Ｗ／ｍ／ｋのような、少なくとも約２０Ｗ／ｍ／ｋの熱伝導率を有し得る。更に他の特定の実施形態においては、熱伝導性材料は、特に、少なくとも約１０Ｗ／ｍ／ｋの熱伝導率を有し得る。
【0101】
実施形態においては、前記熱伝導性材料は、銅、アルミニウム、銀、金、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミニウムケイ素炭化物、酸化ベリリウム、炭化ケイ素複合体、アルミニウムケイ素炭化物、銅タングステン合金、銅モリブデン炭化物、炭素、ダイヤモンド、及び黒鉛のうちの１つ以上を有してもよい。その代わりに、又は加えて、前記熱伝導性材料は、酸化アルミニウムを有してもよく、又は酸化アルミニウムから成ってもよい。
【0102】
ヒートシンクは、当技術分野においては知られている。「ヒートシンク」という用語（又はヒートシンク）は、特に、電子デバイス又は機械デバイスなどのデバイスによって生成される熱を、流体（冷却）媒体、多くの場合、空気又は冷却液に伝達する受動熱交換器であってもよい。それによって、前記熱は、(少なくとも部分的に)前記デバイスから遠くに放散される。ヒートシンクは、特に、前記ヒートシンクを取り囲む前記流体冷却媒体と接触する前記ヒートシンクの表面積を最大にするよう設計される。従って、特に、ヒートシンクは、複数のフィンを有してもよい。例えば、前記ヒートシンクは、複数のフィンが延在する本体であってもよい。
【0103】
ヒートシンクは、特に、熱伝導性材料を有する（より特には、熱伝導性材料から成る）。「ヒートシンク」という用語は、複数の（異なる）ヒートシンクを指すこともある。
【0104】
従って、実施形態においては、前記光生成システムは、ヒートシンクなどの熱伝導性要素を更に有してもよく、前記ルミネッセンス本体は、前記ヒートシンクなどの前記熱伝導性要素によって少なくとも部分的に囲まれ、前記ルミネッセンス本体は、前記ヒートシンクなどの前記熱伝導性要素と熱的に結合され、（ｉ）前記ヒートシンクなどの前記熱伝導性要素が、前記ルミネッセンス材料光に対して反射性であること、及び（ｉｉ）前記ルミネッセンス本体と前記ヒートシンクなどの前記熱伝導性要素との間に構成される反射器が、前記ルミネッセンス材料光に対して反射性であることのうちの１つ以上が当てはまる。従って、実施形態においては、前記キャビティ壁部は、（ｉ）前記ルミネッセンス材料光に対して反射性であるヒートシンクなどの熱伝導性要素、及び（ｉｉ）前記ルミネッセンス本体とヒートシンクなどの熱伝導性要素との間に構成される反射器のうちの１つ以上によって画定され得る。例えば、アルミニウムヒートシンクは、前記ルミネッセンス材料光に対して十分な反射性であり得る。それ故、特定の実施形態においては、前記ヒートシンクと前記第１光学系とが、前記キャビティを画定し得る。前記反射器は、実施形態においては、ＴｉＯ２、ＢａＳＯ４、若しくはＡｌ２Ｏ３、又は当業者には既知の他の材料のうちの１つ以上のコーティングなどの反射コーティングであってもよい。
【0105】
実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、ヒートシンクなどの前記熱伝導性要素と熱的に結合されてもよいが、光学的に結合されなくてもよい。
【0106】
要素が、光学的接触している、又は光学的に結合される場合、それらは、実施形態においては、互いに物理的接触していてもよく、又は他の実施形態においては、例えば、約１ｍｍ未満、好ましくは１００μｍ未満の厚さを有する、例えば、光学的接着剤などの光学材料、又は他の光学的に透明な界面材料の（薄い）層で互いに分離されてもよい。光学的に透明な界面材料が利用されない場合、光学的接触している２つの要素間の（平均）距離は、特に、最大で、発光極大の波長のような、関連性のある波長程度であってもよい。可視波長の場合は、これは、０．７μｍ未満などの、１μｍ未満であってもよく、青色の場合は、更により小さくなる。従って、光結合が望まれる場合、光学的に透明な界面材料が利用されることがある。更に他の実施形態においては、光学的に透明な界面材料が利用されない場合、光学的接触している２つの要素間の平均距離は、特に、最大で、発光極大の波長のような、関連性のある波長程度であってもよい。従って、光学的接触が望ましい場合には、物理的接触があってもよい。しかしながら、このような実施形態においてでさえ、ゼロではない平均距離があってもよいが、その場合、前記レーザ光線の重心波長などの、関心波長以下の平均距離があり得る。
【0107】
特定の実施形態においては、前記ヒートシンクは、前記キャビティ開口部を有してもよい。
【0108】
前記第１光学系は、実施形態においては、ダイクロイック要素を有してもよい。
【0109】
その代わりに、又は加えて、前記第１光学系は、（反射型）偏光フィルタを有し、前記デバイス光は、偏光デバイス光であり、前記偏光フィルタ及び前記光生成デバイスは、前記偏光デバイス光の少なくとも一部が前記偏光フィルタによって透過され、前記ルミネッセンス材料光の少なくとも一部が前記偏光フィルタによって反射されるように構成される。前記デバイス光は、実施形態においては、偏光レーザ光を有してもよい。実施形態においては、前記偏光フィルタは、反射型偏光フィルタであってもよい。「偏光フィルタ」という用語の代わりに、「偏光子」という用語が適用されることもある。
【0110】
前記第１光学系が偏光フィルタを有する実施形態においては、２つの対向配設される光生成デバイス、特に、レーザが、偏光を持つデバイス光を生成するよう構成されてもよく、前記光生成デバイス及び前記偏光フィルタは、前記デバイス光の少なくとも一部が前記偏光フィルタを介して透過されるように構成される。
【0111】
実施形態においては、前記偏光フィルタは、２つ以上の異なる偏光フィルタ、又は２つ以上の異なる偏光領域（polarization domain）を有してもよい。このような実施形態においては、異なる、レーザなどの光生成デバイスが、特定の偏光フィルタ又は偏光領域に少なくとも５０％の前記デバイス光を供給するよう構成されてもよい。
【0112】
実施形態においては、ｎ１個のレーザが、互いに対して３６０／ｎの角度をなして設けられてもよい。特定の実施形態においては、ｎ１は、４であってもよい。前記ｎ１個のレーザのうちの２つ以上が、異なる偏光を持つデバイス光を供給してもよい。例えば、前記ｎ１個のレーザのうちの１つ以上が、ｐ偏光を持つデバイス光を供給してもよく、前記ｎ１個のレーザのうちの１つ以上の他のものが、ｓ偏光を持つデバイス光を供給してもよい。例えば、ｎ１＝４である場合、実施形態においては、２つのレーザが、ｐ偏光を持つデバイス光を供給してもよく、２つのレーザが、ｐ偏光を持つデバイス光を供給してもよい。
【0113】
実施形態においては、前記デバイス光は、垂直照射下ではなく、角度をなして前記第１光学系に供給されてもよい。しかしながら、組み合わせも適用され得る。従って、特定の実施形態においては、前記光生成システムは、前記一次光学面と角度αをなす光軸（Ｏ）を持つ前記デバイス光を生成するよう構成されるｎ１個の光生成デバイスを有してもよく、前記角度αは、少なくとも４０°であり、且つ９０°より小さい。特に、実施形態においては、αは、５０乃至８０°の範囲から選択されてもよい。更に、実施形態においては、ｎ１≧１である。特定の実施形態においては、３≦ｎ１≦１２などの、４≦ｎ１≦８のような、ｎ１≧２である。しかしながら、より多くの光生成デバイスも可能であり得る。
【0114】
前記システムは、動作中、システム光を供給し得る。前記システム光は、動作モードにおいて、少なくとも、前記ルミネッセンス材料光を含み得る。この光には、他の光が混ぜられてもよい。これは、前記ルミネッセンス本体の下流で行われ得る。しかしながら、前記ルミネッセンス材料光と一緒に、デバイス光も、例えば、前記第１光学系における反射により、及び／又は前記キャビティ内での反射により、前記ルミネッセンス本体から離れるように伝搬し、前記キャビティ開口部（及び／又は第１光学系）を介して脱出する場合がある。
【0115】
従って、特定の実施形態においては、前記光生成システムは、システム光を生成するよう構成されてもよく、（前記ルミネッセンス材料は、前記デバイス光の一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成され、）動作中、前記デバイス光の少なくとも一部は、前記キャビティ開口部を介して前記キャビティから脱出し、前記システム光は、デバイス光及びルミネッセンス材料光を含む。
【0116】
前記システム、又は装置、又はデバイスは、或る「モード」又は「動作モード」又は「動作のモード」で動作を実行し得る。同様に、方法においては、動作、又は段階、又はステップが、或る「モード」又は「動作モード」又は「動作のモード」又は「動作可能モード」で実行され得る。「モード」という用語は、「制御モード」と示されることもある。これは、前記システム、又は装置、又はデバイスが、別の制御モード、又は複数の他の制御モードを提供するよう適合されることもあることを除外しない。同様に、これは、前記モードを実行する前に及び／又は前記モードを実行した後に、１つ以上の他のモードが実行され得ることを除外しない場合がある。
【0117】
実施形態においては、前記光生成デバイスは、例えば青色において、第１重心波長λ１を有するデバイス光を生成するよう構成されてもよく、前記ルミネッセンス材料光は、例えば、緑色、黄色、オレンジ色又は赤色において、第２重心波長λ２を有してもよく、λ２－λ１≧５０ｎｍである。実施形態においては、５０ｎｍ≦λ２－λ１≦２００ｎｍなどの、５０ｎｍ≦λ２－λ１≦２５０ｎｍである。実施形態においては、λ２－λ１≧７０ｎｍであり、特に、少なくとも１００ｎｍ差などの、少なくとも１１０ｎｍ差のような、λ２－λ１≧９０ｎｍである。
【0118】
実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、セラミック体を有してもよい。
【0119】
更なる実施形態及び態様については、以下に説明する。
【0120】
本明細書においては、「光」という用語が可視光のみを指すことが文脈から明らかな場合を除き、「光」及び「放射線」という用語は交換可能に使用される。従って、「光」及び「放射線」という用語は、ＵＶ放射線、可視光、及びＩＲ放射線を指すことがある。特に照明アプリケーションのための、特定の実施形態においては、「光」及び「放射線」という用語は、可視光を指す。
【0121】
ＵＶ放射線という用語は、特定の実施形態においては、近ＵＶ放射線（ＮＵＶ）を指すことがある。それ故、本明細書においては、一般にＵＶを指し、特定の実施形態においてはＮＵＶを指すために、「（Ｎ）ＵＶ」という用語も利用される。ＩＲ放射線という用語は、特定の実施形態においては、近ＩＲ放射線（ＮＩＲ）を指すことがある。それ故、本明細書においては、一般にＩＲを指し、特定の実施形態においてはＮＩＲを指すために、「（Ｎ）ＩＲ」という用語も利用される。
【0122】
ルミネッセンス材料層は、複数の異なるルミネッセンス材料を有することもある。「層」という用語は、多層を指すこともある。特に、前記ルミネッセンス材料層は、セラミック体を有する。「セラミック体」という用語は、特定の実施形態においては、複数のセラミック体を指すこともある。従って、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料層は、前記ルミネッセンス材料を含むセラミック体を有してもよい。更に、特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅタイプのルミネッセンス材料を含み、Ａは、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕのうちの１つ以上を含み、Ｂは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を含む。ルミネッセンス材料の例については、以下に記載する。
【0123】
上記のように、前記光生成システムは、動作モードにおいて、少なくとも前記ルミネッセンス材料放射線を含むシステム光を生成するよう構成される。前記システム光は、フィルタをかけて除去される場合を除いて、又は（全変換の場合において）未吸収デバイス光がない場合を除いて、未吸収デバイス光も含み得る。更に、前記動作モードにおいて前記システム光によって含まれ得る光を生成する、本明細書において記載されている以外の光生成デバイスが利用可能であり得る。更に、本明細書において記載されているのと同じ原理に従う、前記デバイス光の異なるスペクトルパワー分布を有し、随意に付随する光学系を備える複数の光生成デバイスが利用可能であることも可能であり得る。従って、「システム」という用語は、実施形態においては、複数のシステムに関することがあり、特定の実施形態においては、１つ以上の光学系などの１つ以上の要素を共有し得る複数のシステムに関することがある。特に、１つ以上の要素を共有し得るこのような複数のシステムは、少なくとも、ハウジングにおける開口部又は光透過性（固体）材料の端部窓（end window）のような、放射線出射窓を共有し得る。
【0124】
特に、実施形態においては、前記デバイス放射線は、ＵＶ及び可視放射線のうちの１つ以上を有してもよい。特定の実施形態においては、前記デバイス放射線は、本質的に、青色光のような、可視放射線である。特に、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料放射線は、可視放射線及びＩＲ放射線のうちの１つ以上を有してもよい。特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料放射線は、本質的に、随意に、前記ルミネッセンス材料放射線のスペクトルパワー分布のパワーの最大１０％などの、最大２０％が、７８０ｎｍを超える波長にある、黄色及び／又は赤色光のような、可視放射線である。
【0125】
実施形態においては、システムは、前記動作モードにおいて白色光を生成するよう構成されてもよい。これについては、以下で更に説明する。
【0126】
実施形態においては、前記ルミネッセンス本体及び前記光生成デバイスは、反射モードで構成されてもよい。他の実施形態においては、前記ルミネッセンス本体及び前記光生成デバイスは、透過モードで構成されてもよい。
【0127】
更に、前記システムは、制御システムを有してもよく、又は制御システムに機能的に結合されてもよい。前記制御システムは、前記光生成デバイスを制御してもよく、随意に、上記のような他のデバイスを制御してもよい。
【0128】
本明細書における「白色光」という用語は、当業者には知られている。前記白色光は、特に、約２０００Ｋと２００００Ｋとの間、特に２７００Ｋ乃至２００００Ｋ、全般照明の場合は特に約２７００Ｋ乃至６５００Ｋの範囲内のような、約１８００Ｋと２００００Ｋとの間の相関色温度（ＣＣＴ）を有する光に関する。実施形態においては、バックライト用途の場合は、前記相関色温度（ＣＣＴ）は、特に、約７０００乃至２００００Ｋの範囲内であり得る。更に他に、実施形態においては、前記相関色温度（ＣＣＴ）は、特にＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（カラーマッチングの標準偏差）内、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ内、更により特にＢＢＬから約５ＳＤＣＭ内である。
【0129】
「可視」、「可視光」又は「可視発光」という用語、及び同様の用語は、約３８０乃至７８０ｎｍの範囲内に１つ以上の波長を有する光を指す。本明細書においては、ＵＶは、特に、２００乃至３８０ｎｍの範囲から選択される波長を指すことがある。
【0130】
「紫色光」又は「紫色発光」という用語は、特に、約３８０乃至４４０ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「青色光」又は「青色発光」という用語は、特に、（幾らか紫色及びシアンの色相を含む）約４４０乃至４９５ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「緑色光」又は「緑色発光」という用語は、特に、約４９５乃至５７０ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「黄色光」又は「黄色発光」という用語は、特に、約５７０乃至５９０ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「オレンジ色光」又は「オレンジ色発光」という用語は、特に、約５９０乃至６２０ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「赤色光」又は「赤色発光」という用語は、特に、約６２０乃至７８０ｎｍの範囲内に波長を有する光に関する。「ピンク色光」又は「ピンク色発光」という用語は、青色成分と赤色成分とを有する光を指す。「シアン」という用語は、約４９０乃至５２０ｎｍの範囲から選択される１つ以上の波長を指すことがある。「琥珀色」という用語は、約５９０乃至６００ｎｍなどの、約５８５乃至６０５ｎｍの範囲から選択される１つ以上の波長を指すことがある。
【0131】
「制御する」という用語及び同様の用語は、特に、少なくとも、要素の挙動を決定すること、又は要素の動作を管理する（supervise）ことを指す。従って、本明細書においては、「制御する」という用語及び同様の用語は、例えば、測定する、表示する、作動する、開く、シフトする、温度を変更するなどのような、挙動を前記要素に課すこと（要素の挙動を決定すること又は要素の動作を管理すること）などを指すことがある。「制御する」という用語及び同様の用語は、その上、モニタすることを更に含むことがある。従って、「制御する」という用語及び同様の用語は、要素に挙動を課すことを含むことがあり、要素に挙動を課し、前記要素をモニタすることを含むこともある。前記要素の制御は、「コントローラ」と示されることもある制御システムで行われ得る。従って、前記制御システム及び前記要素は、少なくとも一時的に、又は恒久的に、機能的に結合されてもよい。前記要素が、前記制御システムを有してもよい。実施形態においては、前記制御システム及び前記要素は、物理的に結合されていなくてもよい。制御は、有線及び／又は無線制御を介して行われることができる。「制御システム」という用語は、特に機能的に結合されている、複数の異なる制御システムを指すこともあり、例えば、前記複数の異なる制御システムのうちの１つの制御システムは、マスタ制御システムであってもよく、１つ以上の他の制御システムは、スレーブ制御システムであってもよい。制御システムは、ユーザインターフェースを有してもよく、又はユーザインターフェースに機能的に結合されてもよい。
【0132】
従って、実施形態においては、前記制御システムは、ユーザインターフェースの入力信号、（センサの）センサ信号、及びタイマのうちの１つ以上に依存して制御してもよい。「タイマ」という用語は、クロック及び／又は所定の時間スキームを指すことがある。
【0133】
上記のように、前記光生成システムは、ルミネッセンス本体を更に有する。特に、前記ルミネッセンス本体は、ルミネッセンス材料を有し、前記ルミネッセンス本体は、前記ｎ個のレーザ光源と受光関係にあるよう構成され、前記ルミネッセンス材料は、前記レーザ光源光の少なくとも一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成される。特に、前記ルミネッセンス材料光は、黄色又は緑色においてカラーポイントを有するような、可視光を有する。
【0134】
前記ルミネッセンス材料は、（ＵＶ放射線及び可視放射線のうちの１つ以上から選択される）第１放射線の少なくとも一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成される。特に、実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、（放射線としての）青色光の少なくとも一部をルミネッセンス材料光に変換するよう構成されてもよい。特に、青色光が、部分的に変換される場合、前記青色光は、（前記デバイス光のための）青色光の供給源として、及び前記ルミネッセンス材料によって変換され得る励起光として、使用され得る。前記第１放射線は、特に、（固体）光源によって供給されてもよい（更に下記参照）。
【0135】
様々なルミネッセンス材料が利用される場合、１つ以上のルミネッセンス材料が、レーザ光源光を緑色及び黄色のルミネッセンス材料光のうちの１つ以上に変換するよう構成されてもよく、１つ以上の他のルミネッセンス材料が、レーザ光源光をオレンジ色及び赤色のルミネッセンス材料光のうちの１つ以上に変換するよう構成されてもよい。
【0136】
特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、前記ルミネッセンス材料を含むセラミック体を有する。他の例においては、前記ルミネッセンス本体は、単結晶を有する。更に他の特定の実施形態においては、様々なタイプのルミネッセンス本体が利用されてもよい。従って、前記本体は、特に、単結晶体及びセラミック体から選択され得る。後者は、前者よりも容易に作成され得るが、それにもかかわらず、良好な光学的特性及び／又は熱的特性を有し得る。従って、実施形態においては、前記本体は、セラミック体であってもよい。しかしながら、特定の実施形態においては、単結晶体とセラミック体との組み合わせも利用され得る。特に、前記ルミネッセンス本体は、セラミックルミネッセンス本体を有する。従って、特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス本体は、セラミックルミネッセンス材料によって画定される。それ故、特定の実施形態においては、前記ルミネッセンス材料は、セラミックルミネッセンス本体を設けられ得るルミネッセンス材料である。従って、前記ルミネッセンス本体は、セラミックルミネッセンス本体を含み得る。
【0137】
上記のルミネッセンス材料、特にガーネット材料の多くは、セラミック（セラミック体又はセラミックスラブ）として供給されることができる。少なくとも、これは、上記のＡ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅに、又はＡ３Ｂ'５Ｃ''３Ｏ１２：Ｃｅと記載される代替式で、当てはまる（下記も参照）。
【0138】
セラミック体は、当技術分野においては知られている。特に、前記セラミック材料は、随意に、後に（わずかに）酸化性の雰囲気中でのアニーリングが続く、焼結処理及び／又はホットプレス処理によって得られ得る。「セラミック」という用語は、特に、無機材料であって、とりわけ、１０－８乃至５００ＭＰａの範囲内などの、特に少なくとも０．５ＭＰａなどの、特に少なくとも１ＭＰａのような、１乃至約５００ＭＰａのような、少なくとも５ＭＰａ、又は少なくとも１０ＭＰａなどの、減圧、大気圧又は高圧の下で、特に一軸圧力又は等方圧（isostatic pressure）の下で、特に等方圧の下で、少なくとも５００℃、特に、少なくとも１０００℃などの、少なくとも１４００℃のような、少なくとも８００℃の温度で（多結晶）粉末を加熱することによって得られる無機材料に関する。セラミックを得るための特定の方法は、熱間等方圧加圧法（hot isostatic pressing）（ＨＩＰ）であり、ＨＩＰ処理は、上記のような温度及び圧力条件下のような、焼結後ＨＩＰ、カプセルＨＩＰ又は複合焼結ＨＩＰ処理であってもよい。このような方法によって得られる前記セラミックは、そのまま使用されてもよく、又は更に（研磨のような）処理をされてもよい。セラミックは、特に、理論密度（即ち、単結晶の密度）の、少なくとも９５％などの、９７乃至１００％の範囲内のような、少なくとも９０％（以上、下記参照）である密度を有する。セラミックは、依然として、多結晶である可能性があるが、粒（圧縮粒子又は圧縮凝集粒子）間の体積は減らされている、又は大幅に減らされている。ＨＩＰのような高圧下での加熱は、例えば、Ｎ２及びアルゴン（Ａｒ）のうちの１つ以上を含むような不活性ガス中で実施され得る。特に、高圧下での加熱の前に、１５００乃至１８００℃などの、１４００乃至１９００℃の範囲から選択される温度における焼結処理がある。このような焼結は、１０－２Ｐａ以下の圧力などの、減圧下で実施されてもよい。このような焼結は、既に、理論密度の少なくとも９５％、更により特には少なくとも９９％のオーダーの密度をもたらす可能性がある。予備焼結と、ＨＩＰのような、特に高圧下での、加熱との両方の後には、光透過体の密度は、単結晶の密度に近くなり得る。しかしながら、違いは、前記光透過体は多結晶であるので、前記光透過体においては粒界が利用可能であることである。このような粒界は、例えば、光学顕微鏡法又はＳＥＭによって検出されることができる。従って、本明細書においては、前記光透過体は、特に、（同じ材料の）単結晶と実質的に同一の密度を有する焼結多結晶を指す。従って、このような光透過体は、（特にＣｅ３＋などの光吸収種による吸収を除いて）可視光に対する透明性が高い可能性がある。
【0139】
前記光生成システムは、例えば、オフィス照明システム、家庭用アプリケーションシステム、店舗照明システム、家庭用照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、光ファイバアプリケーションシステム、投影システム、自己照明ディスプレイシステム(self-lit display system)、画素化ディスプレイシステム、セグメント化ディスプレイシステム、警告標識システム、医療用照明アプリケーションシステム、インジケータサインシステム、装飾照明システム、携帯用システム、自動車アプリケーション、（屋外）道路照明システム、都市照明システム、温室照明システム、園芸照明、デジタル投影、又はＬＣＤバックライトの一部であってもよく、又はそれらにおいて利用されてもよい。前記光生成システム（又は前記照明器具）は、例えば光通信システム又は消毒システムの一部であってもよく、又はそれらにおいて利用されてもよい。
【0140】
更に他の態様においては、本発明は、本明細書において規定されているような光生成システムを有するランプ又は照明器具も提供する。前記照明器具は、ハウジング、光学要素、ルーバーなどなどを更に含み得る。前記ランプ又は前記照明器具は、前記光生成システムを囲むハウジングを更に含み得る。前記ランプ又は前記照明器具は、前記ハウジングにおける光窓（light window）、又はハウジング開口部を有してもよく、前記システム光は、前記光窓又は前記ハウジング開口部を通して、前記ハウジングから脱出し得る。更に他の態様においては、本発明は、本明細書において規定されているような光生成システムを有する投影デバイスも提供する。特に、投影デバイス又は「プロジェクタ」又は「画像プロジェクタ」は、例えば投影スクリーンなどの表面に画像（又は動画）を投影する光学デバイスであり得る。前記投影デバイスは、本明細書において記載されているような光生成システムを１つ以上含み得る。前記光生成システムは、消毒又は光無線通信のためにも使用され得る。従って、本発明は、或る態様においては、ランプ、照明器具、プロジェクタデバイス、消毒デバイス、及び光無線通信デバイスのグループから選択される光生成デバイスであって、本明細書において規定されているような光生成システムを有する光生成デバイスも提供する。
【図面の簡単な説明】
【0141】
ここで、ほんの一例として、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略的な図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【図1a】実施形態及び変形例を概略的に図示する。
【図1b】実施形態及び変形例を概略的に図示する。
【図2a】幾つかの実施形態及び態様を概略的に図示する。
【図2b】幾つかの実施形態及び態様を概略的に図示する。
【図2c】幾つかの実施形態及び態様を概略的に図示する。
【図2d】幾つかの実施形態及び態様を概略的に図示する。
【図2e】幾つかの実施形態及び態様を概略的に図示する。
【図2f】幾つかの実施形態及び態様を概略的に図示する。
【図3】幾つか応用例を示す。
【0142】
概略的な図面は、必ずしも縮尺通りではない。
【発明を実施するための形態】
【0143】
レーザベースの光源は、非常に高い強度をもたらす可能性があるため、多くの関心を集めている。レーザが蛍光体をポンピングするために使用される、自動車のヘッドライト及びプロジェクションテレビなどの製品が、既に市場に出回っている。
【0144】
Ｃｅドープガーネット（例えば、ＹＡＧ、ＬｕＡＧ）は、ガーネット母材が最も高い化学的安定性を持ち、０．５％未満のＣｅ濃度においては２００℃超でしか温度消光が生じないので、この目的のために使用されることができる適切なルミネッセンス変換器である。この目的のために、０．０４ｍｍ×（０．２ｍｍ＊０．２ｍｍ）から１６ｍｍ×（４ｍｍ＊４ｍｍ）までのサイズを持つ蛍光体セラミックが使用されることができる。
【0145】
反射モードの場合には、青色レーザ光が蛍光体に入射し、青色光のほぼ完全な変換を実現し、変換光の発光をもたらす。相対的に高い安定性及び熱伝導率を備えるガーネット蛍光体の使用が提案されるのは、この理由のためである。しかしながら、極めて高い出力密度が使用される場合、熱管理は依然として課題である。
【0146】
高輝度を得るためには、可能な限り小さい蛍光体タイルを使用することが有用である可能性がある。しかしながら、サイズが減少すると、熱消光によって輝度が制限される。更に、サイズが減少すると、蛍光体タイルをポンピングすることが困難になり、複雑でコストのかかるレーザ・蛍光体アーキテクチャをもたらす。
【0147】
ここでは、とりわけ、高反射ヒートシンクに蛍光体を配置し、反対側に黄色／緑色（及び随意に赤色）の光のためのダイクロイック反射器を配設することを提案する。蛍光体は、ダイクロイックミラーを通して上面において（複数の）レーザの照射を受けることができる。実施形態においては、ダイクロイック反射器は、（中央）物理的発光孔であって、蛍光体発光の、このような孔を介する意図的な脱出のための（中央）物理的発光孔を有する。実施形態においては、例えば複数のポイントにおける、上面における照射は、好ましくは、縁端部の近くである。蛍光体は、実施形態においては、（側面もヒートシンク内に配設され得る）（セラミック）（多結晶／単結晶）（円盤状）タイルであってよい。発光孔の表面積（Ａ２）と上面の面積（Ａ１）との比率は、実施形態においては、０．０５から０．３までの範囲内であり得る。蛍光体タイルは、変換器において光の指向性を得るために（円錐形に）成形されてもよい。
【0148】
図１ａ及び１ｂは、光生成デバイス１００と、ルミネッセンス本体２００と、第１光学系４１０とを有する光生成システム１０００の実施形態を概略的に図示している。
【0149】
光生成デバイス１００は、デバイス光１０１を生成するよう構成される。特定の実施形態においては、光生成デバイス１００は、レーザを有する、又はレーザである。従って、実施形態においては、デバイス光１０１は、レーザ光であってもよい。図１は、ｎ１＝８個の光生成デバイスを備える実施形態を概略的に図示している。実施形態においては、例えば複数のポイントにおける、上面における照射は、特に、縁端部の近くであり得る。例えば、図１ａ乃至１ｂを参照すると、従って、システム１０００は、一次光学面４１１と角度αをなす光軸Ｏを持つデバイス光１０１を生成するよう構成されるｎ１個の光生成デバイス１００を含み得る。実施形態においては、角度αは、少なくとも４０°であり、且つ９０°より小さい。特に、αは、５０乃至８０°の範囲から選択され得る。更に、特定の実施形態においては、ｎ１≧２である。しかしながら、ｎ１は、１であることもある。
【0150】
システム１０００は、ルミネッセンス材料２１０を含むルミネッセンス本体２００を更に有する。より大きな円で示されているのとほぼ同じ領域が、円柱状のルミネッセンス本体２００であってもよく、ルミネッセンス本体２００のうちの中央部のみが見える（更に下記参照）。
【0151】
ルミネッセンス材料２１０は、デバイス光１０１の少なくとも一部をルミネッセンス材料光２１１に変換するよう構成される。特に、ルミネッセンス本体２００は、ルミネッセンス材料光２１１の少なくとも一部に対して透過性である。
【0152】
参照符号４１０は、第１光学系を指している。上から見られるように、この実施形態においては、第１光学系４１０は、ルミネッセンス本体２００の一部（かなりの部分）を覆う。従って、第１光学系４１０がデバイス光１０１に対して透過性でない限り、このような光は、第１光学系を介してルミネッセンス本体２００に到達しない可能性がある、又は減少した強度でしか到達しない可能性がある。
【0153】
図１ａは、第１光学系４１０の一次面４１１におけるデバイス光１０１の（８個の）スポットを概略的に示している。
【0154】
実施形態においては、光生成デバイス１００及び随意の第２光学系（下記参照）は、第１表面積Ａ１の少なくとも５０％にデバイス光１０１を照射するよう構成されてもよい。
【0155】
更に、実施形態においては、光生成システム１０００は、ルミネッセンス本体２００に入射するデバイス光１０１の少なくとも６０％が、第１光学系４１０を透過した後にルミネッセンス本体２００に入射するように構成されてもよい。実施形態においては、例えばルミネッセンス本体２００に到達するデバイス光１０１の最大約４０％などの、デバイス光１０１の一部は、キャビティ開口部５１０を介して入射する可能性もある。
【0156】
図１ｂにおいて見られるように、デバイス光１０１は、第１光学系と交差する光軸を有してもよい。従って、キャビティ開口部５１０を介してルミネッセンス本体に直接到達するデバイス光１０１は全くない、又は一部しかない場合がある（更に下記参照）。
【0157】
特に、第１光学系４１０は、デバイス光１０１の少なくとも一部に対して透過性であり、ルミネッセンス材料光２１１の少なくとも一部に対して反射性である。
【0158】
第１光学系４１０は、ルミネッセンス本体２００から離れる方に向けられる一次光学面４１１と、ルミネッセンス本体２００に向けられる二次光学面４１２とを有する。一次光学面４１１は、第１表面積Ａ１を有する。図１ａ乃至１ｂにおいて概略的に図示されているように、一次光学面４１１は、光生成デバイス１００と受光関係にあるよう構成されてもよい。
【0159】
この実施形態においては、一次光学系４１０とキャビティ開口部５１０とが本質的に同じ形状 を有してもよいことに留意されたい（ここでは円形）。
【0160】
概略的に図示されているように、ルミネッセンス本体２００は、キャビティ開口部５１０を有するキャビティ５００によって囲まれる。キャビティ開口部は、最小断面積Ａ２を有する。これらの概略的に図示されている実施形態においては、キャビティ５００は、光学系４１０によって少なくとも部分的に画定されることに留意されたい。更に、概略的に図示されているように、Ａ２＜Ａ１である。特定の実施形態においては、０．０５≦Ａ２／Ａ１≦０．３である。
【0161】
概略的に図示されている実施形態においては、第１光学系４１０は、キャビティ開口部５１０を有する。
【0162】
実施形態においては、第１光学系４１０は、ダイクロイック要素を有する。代替実施形態においては、第１光学系４１０は、反射型偏光フィルタを有してもよく、デバイス光１０１は、偏光デバイス光１０１であり、偏光フィルタ及び光生成デバイス１００は、偏光デバイス光１０１の少なくとも一部が偏光フィルタによって透過され、ルミネッセンス材料光２１１の少なくとも一部が偏光フィルタによって反射されるように構成される。
【0163】
参照符号１００１は、ルミネッセンス材料光２１１を含み得る、システム１０００のシステム光を示している。
【0164】
従って、光生成システム１０００は、特に、システム光１００１を生成するよう構成され、ルミネッセンス材料２１０は、デバイス光１０１の一部を変換するよう構成され、動作中、デバイス光１０１の少なくとも一部は、キャビティ開口部５１０を介してキャビティ５００から脱出し、システム光１００１は、ルミネッセンス材料光２１１を含み、随意に、デバイス光１０１を含む。
【0165】
参照符号６００は、ヒートシンク又は他の熱伝導性要素を指している。この実施形態においては、ヒートシンク（又は他の熱伝導性要素）６００がキャビティ５００の少なくとも一部を画定することに留意されたい。ヒートシンク（又は他の熱伝導性要素）は、ルミネッセンス材料光２１１（及びデバイス光（１０１））に対して少なくとも部分的に反射性であってもよい。
【0166】
図２ａ乃至２ｂにおける実施形態を参照すると、角度αは、９０°である場合もある。このような実施形態においては、デバイス放射線１０１を透過又は反射することができ、且つルミネッセンス材料放射線２１１を反射又は透過することができる第３光学系４３０、特にダイクロイックのものが利用され得る（図２ａにおける実施形態Ｉ及びＩＩ参照）。しかしながら、図２ｂにおける実施形態Ｉは、この実施形態において第３光学系４３０として示されている単純な反射器が利用され得ることも示している。
【0167】
図２ｂにおける実施形態ＩＩは、レンズなどの第２光学系４２０が、デバイス光１０１のビーム形状を制御するために使用され得ることを示している。
【0168】
図２ｃは、ルミネッセンス本体２００の他の形状も可能であり得ることを示している。例えば、蛍光体タイルは、変換器において光の指向性を得るために（円錐形に）成形されてもよい。破線領域は、これらの態様を説明するためだけに、キャビティ５００及びキャビティ開口部５１０を概略的に示している。
【0169】
図２ｄを参照するが、図１ａ乃至２ｃも参照すると、光生成システム１０００がヒートシンク６００を有する実施形態が概略的に図示されている。ルミネッセンス本体２００は、少なくとも部分的に、ヒートシンク６００によって囲まれる。特に、ルミネッセンス本体２００は、ヒートシンク６００と熱的に結合されてもよい。更に、（ｉ）ヒートシンク６００が、ルミネッセンス材料光２１１に対して反射性であること（図１ａ乃至２ｃ参照）、及び（ｉｉ）ルミネッセンス本体２００とヒートシンク６００との間に構成される反射器６１０が、ルミネッセンス材料光２１１に対して反射性であること（図２ｄ参照）のうちの１つ以上が当てはまる実施形態が、図示されている。従って、実施形態においては、反射器６１０の少なくとも一部が、キャビティ５００のキャビティ壁部を画定してもよい。
【0170】
従って、実施形態においては、ヒートシンク６００及び第１光学系４１０が、キャビティ５００を画定する。更に他の実施形態においては、第１光学系４１０と、反射器６１０及びヒートシンク６００のうちの１つ以上とが、キャビティ５００を画定してもよい。
【0171】
図２ｅは、幾つかの代替実施形態を概略的に図示しており、実施形態Ｉは、２つ以上のキャビティ開口部５１０を有するように見え、前記キャビティ開口部５１０は、リング状のキャビティ開口部５１０の場合には、1つの同じ開口部である。図２ｅの実施形態Ｉは、Ａ１が、幾つかの部分（例えば、外側リング及び内側リング）によって規定される場合があり、Ａ２が、例えばリング状のキャビティ開口部５１０（又は複数のキャビティ開口部）によって規定される場合があることを示している。
【0172】
図２ｅの実施形態ＩＩは、ヒートシンク６００がキャビティ開口部５１０を有する実施形態を概略的に図示している。
【0173】
図２ｆは、ルミネッセンス本体２００の形状の幾つかの実施形態を概略的に図示している。ルミネッセンス本体２００は、第１長さＬ１、第１高さＨ１及び第１幅Ｗ１を有し得る。特に、Ｈ１≦０．５＊Ｌ１且つＨ１≦０．５＊Ｗ１である。円形断面の場合には、Ｗ１＝Ｌ１＝Ｄ１（直径）であることに留意されたい。長さ、幅又は直径が、高さＨ１にわたって変化する場合（実施形態ＩＩＩ参照）、高さＨ１にわたって平均した平均値が適用され得る。
【0174】
実施形態においては、光生成デバイス１００は、第１重心波長λ１を有するデバイス光１０１を生成するよう構成され、ルミネッセンス材料光２１１は、第２重心波長λ２を有し、λ２－λ１≧５０ｎｍである。更に、実施形態においては、ルミネッセンス材料２１０は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅタイプのルミネッセンス材料を含み、Ａは、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕのうちの１つ以上を含み、Ｂは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を含む。
【0175】
図３は、上記のような光生成システム１０００を含む照明器具２の実施形態を概略的に図示している。参照符号３０１は、光生成システム１０００によって含まれる又は光生成システム１０００に機能的に結合される制御システム３００と機能的に結合され得るユーザインターフェースを示している。図３は、光生成システム１０００を有するランプ１の実施形態も概略的に図示している。参照符号３は、壁などに、画像を投影するために使用され得る、プロジェクタデバイス又はプロジェクタシステムを示しており、前記プロジェクタデバイス又はプロジェクタシステムも、システム１０００を含み得る。
【0176】
「複数」という用語は、２つ以上を指す。
【0177】
本明細書における「実質的に」又は「本質的に」という用語、及び同様の用語は、当業者には理解されるだろう。「実質的に」又は「本質的に」という用語は、「全体的に」、「完全に」、「全て」などを備える実施形態も含み得る。従って、実施形態においては、「実質的に」又は「本質的に」という形容詞が取り除かれることもある。適用可能な場合には、「実質的に」という用語又は「本質的に」という用語は、１００％を含む、９５％以上、特に９９％以上、更により特に９９．５％以上などの、９０％以上に関することもある。
【0178】
「有する」という用語は、「有する」という用語が「から成る」を意味する実施形態も含む。
【0179】
「及び／又は」という用語は、特に、「及び／又は」の前及び後で言及されている項目のうちの１つ以上に関する。例えば、「項目１及び／又は項目２」という語句、及び同様の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ以上に関し得る。「有する」という用語は、或る実施形態においては、「から成る」を指す場合があるが、別の実施形態においては、「少なくとも規定されている種を含み、随意に、１つ以上の他の種を含む」を指す場合もある。
【0180】
更に、明細書及び特許請求の範囲における、第１、第２、第３などの用語は、同様の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、逐次的又は時間的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書において記載されている本発明の実施形態は、本明細書において記載又は図示されている順序以外の順序で動作が可能であることは理解されるべきである。
【0181】
特許請求の範囲において、括弧内に配置される如何なる参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。
【0182】
「有する」という動詞及びその語形変化の使用は、請求項において示されている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。文脈から明らかに別の意味が必要とされない限り、明細書及び特許請求の範囲全体を通して、「有する」などの単語は、排他的又は網羅的な意味とは対照的な、包括的な意味で、即ち、「含むが、これに限定されない」という意味で解釈されるべきである。
【0183】
要素の単数形表記は、このような要素の複数の存在を除外するものではない。
【0184】
本発明は、デバイス、装置、若しくはシステムを制御し得る、又は本明細書において記載されている方法若しくはプロセスを実行し得る制御システムも提供する。更に他に、本発明は、デバイス、装置、又はシステムに機能的に結合される又は含まれるコンピュータにおいて実行するときに、このようなデバイス、装置、又はシステムの１つ以上の制御可能な要素を制御するコンピュータプログラム製品も提供する。
【0185】
本発明は、更に、明細書において記載されている、及び／又は添付の図面において示されている、特徴付けている特徴のうちの１つ以上を有するデバイス、装置、又はシステムに当てはまる。本発明は、更に、明細書において記載されている、及び／又は添付の図面において示されている、特徴付けている特徴のうちの１つ以上を有する方法又はプロセスに関する。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図3】
【国際調査報告】