JP7231795B1 - コンパクトなレーザベース光生成デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、デバイス１０００を備える構成１であって、デバイス１０００が、ルミネッセンス材料を含む要素１００及び光透過要素２００を備え、（ａ）デバイス１０００が、第１のデバイス軸Ａ１を有し、（ｂ）ルミネッセンス材料を含む要素１００が、第１の光１１が照射されるとルミネッセンス材料光１１１を放出するように構成されたルミネッセンス材料１１０を含み、ルミネッセンス材料を含む要素１００が、第１の長さＬ１及び第１の長さＬ１に垂直な固有の第１の寸法Ｄ１を有し、Ｄ１／Ｌ１＜１であり、ルミネッセンス材料を含む要素１００が、第１のデバイス軸Ａ１からゼロでない第１の距離ｒ１の所に構成されており、ルミネッセンス材料を含む要素１００が、第１のデバイス軸Ａ１を少なくとも部分的に取り囲んでおり、（ｃ）光透過要素２００が、第１の光１１に対して透過性であり、光透過要素２００が、要素光入射部２０１及び要素光出射部２０２を備え、要素光出射部２０２とルミネッセンス材料１１０が、放射的に結合されており、（ｉ）第１のデバイス軸Ａ１が、光透過要素２００を横切る、（ｉｉ）光透過要素２００が、第１のデバイス軸Ａ１を少なくとも部分的に取り囲んでいる、のうちの１つ以上が当てはまり、（ｄ）ルミネッセンス材料を含む要素１００が、（ａ）光透過要素２００及び（ｂ）オプションの熱伝導要素３００のうちの１つ以上と熱接触している、構成１を提供する。

Description

本発明は、デバイスを備える（照明）構成に関する。また、本発明は、そのような構成を備える照明器具又はスポットライト（又は他の用途）に関する。

当該技術分野では、波長変換要素が知られている。例えば、米国特許出願公開第２０１９／０３３１９９１号は、第１の蛍光体領域と、第１の蛍光体領域の厚さ方向に配置されている第２の蛍光体領域であって、第１の蛍光体領域内に配置された蛍光体粒子の粒径とは異なる粒径を有する蛍光体粒子を有する、第２の蛍光体領域とを備える、波長変換要素について記載している。米国特許出願公開第２０１９／０３３１９９１号は、そのような波長変換要素と、波長変換要素が設けられているベースプレートと、ベースプレートを回転駆動するモータとを備える蛍光体ホイールについても記載している。

白色ＬＥＤ源は、例えば最大で約３００ｌｍ／ｍｍ^２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源は、最大約２０，０００ｌｍ／ｍｍ^２までの強度を与えることができる。Ｃｅでドープされたガーネット（例えば、ＹＡＧ、ＬｕＡＧ）は、極めて高い化学的安定性をガーネットマトリックスが有しているため、青色レーザ光でポンピングするために使用することが可能な最も好適なルミネッセンス変換器であり得る。更には、低いＣｅ濃度（例えば、０．５％未満）では、温度消光は、約２００℃よりも高い場合にのみ生じ得る。更に、Ｃｅからの発光が極めて速い減衰時間を有するので、光学飽和が本質的に回避され得る。自動車などの用途では、低いＣＲＩにおける約５０００Ｋよりも高い相関色温度が望ましい。しかし、他の用途では、例えば、少なくとも９０のような高いＣＲＩと、例えば、最大３０００Ｋのような比較的低いＣＣＴとを有する光源が望ましい場合がある。例えば、いくつかの用途では、ＣＲＩ≧９０及びより低いＣＣＴ≦３０００Ｋを有する１ＧＣｄ／ｍ^２よりも高い強度が、望ましいようである。良好なカラーレンダリング及び／又はＲ９の場合、赤色蛍光体の添加が有用な場合がある。しかし、そのような蛍光体は、多くの場合、高いポンプ出力に耐えることができず、かつ、又は熱消光を示し、かつ／又は劣化を示すようである。

したがって、本発明の一態様は、上述した欠点のうちの１つ以上を、好ましくは更に少なくとも部分的に取り除く、代替的な解決策を提供することである。本発明は、従来技術の欠点のうちの少なくとも１つを克服若しくは改善すること、又は有用な代替物を提供することを、目的として有してもよい。

それゆえ、第１の態様では、本発明は、デバイスを備える構成であって、デバイスが、ルミネッセンス材料を含む要素及び光透過要素を備える、構成を提供する。特に、デバイスは、第１のデバイス軸（Ａ１）を有する。更に、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１の光が照射されるとルミネッセンス材料光を放出するように構成されたルミネッセンス材料を含む。特定の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１の長さ（Ｌ１）及び第１の長さ（Ｌ１）に垂直な固有の第１の寸法（Ｄ１）を有する。更により特定の実施形態では、Ｄ１／Ｌ１＜１である。更に、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）から第１の距離（ｒ１）の所に構成されている。特に、この距離は、ゼロでない距離である。更に、特定の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）を少なくとも部分的に取り囲んでもよい。特に、光透過要素は、第１の光に対して透過性である。また更に、実施形態では、光透過要素は、（特に第１の光のための）要素光入射部及び（やはり特に第１の光のための）要素光出射部を備える。更なる特定の実施形態では、要素光出射部とルミネッセンス材料は、放射的に結合されている。特定の実施形態では、（ｉ）第１のデバイス軸（Ａ１）が、光透過要素を横切る、（ｉｉ）光透過要素が、第１のデバイス軸（Ａ１）を少なくとも部分的に取り囲んでいる、のうちの１つ以上が当てはまってもよい。特に、また更なる実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、（ａ）光透過要素及び（ｂ）オプションの熱伝導要素のうちの１つ以上と熱接触してもよい。それゆえ、特定の実施形態では、本発明は、デバイスを備える構成であって、デバイスが、ルミネッセンス材料を含む要素及び光透過要素を備え、（ａ）デバイスが、第１のデバイス軸（Ａ１）を有し、（ｂ）ルミネッセンス材料を含む要素が、第１の光が照射されるとルミネッセンス材料光を放出するように構成されたルミネッセンス材料を含み、ルミネッセンス材料を含む要素が、第１の長さ（Ｌ１）及び第１の長さ（Ｌ１）に垂直な固有の第１の寸法（Ｄ１）を有し、Ｄ１／Ｌ１＜１であり、ルミネッセンス材料を含む要素が、第１のデバイス軸（Ａ１）から（ゼロでない）第１の距離（ｒ１）の所に構成されており、ルミネッセンス材料を含む要素が、第１のデバイス軸（Ａ１）を少なくとも部分的に取り囲んでおり、（ｃ）光透過要素が、第１の光に対して透過性であり、光透過要素が、（第１の光のための）要素光入射部及び（第１の光のための）要素光出射部を備え、要素光出射部とルミネッセンス材料が、放射的に結合されており、（ｉ）第１のデバイス軸（Ａ１）が、光透過要素を横切る、（ｉｉ）光透過要素が、第１のデバイス軸（Ａ１）を少なくとも部分的に取り囲んでいる、のうちの１つ以上が当てはまり、（ｄ）ルミネッセンス材料を含む要素が、（ａ）光透過要素及び（ｂ）オプションの熱伝導要素のうちの１つ以上と熱接触している、構成を提供する。

そのようなデバイスによれば、熱効果が低減され得、かつ／又は熱の放散が増大され得る。更に、非常に強い光生成デバイスを提供することが可能であり得る。更に、比較的小さな光生成デバイスを提供することが可能であり得る。それゆえ、より高い輝度を有するコンパクトな光生成デバイスが提供され得る。本明細書では、とりわけ、実施形態では、回転透明ロッドにリングとして取り付けられている（セラミック）蛍光体によって青色レーザ光が変換され得る、コンパクトなレーザ光エンジンが提供される。実施形態では、レーザ光は、ロッドの内側からの光を蛍光体に集束させるドーム状端部を通ってロッドに入る。回転ロッドは、サファイア製とすることができ、蛍光体の改善された熱管理をもたらす。本発明は、とりわけ、同じ面積の規則形状の上面発光型蛍光体と比べて高い明るさの光源を達成するために、より良好な横方向の熱拡散及びホットスポット形成のより低い可能性を可能にするレーザベース光源のための代替的な蛍光体の幾何学的形状を提供する。これらの代替的な源形状により光を効果的に管理することが可能であり、同等のコリメートビーム性能をもたらすようでもある。

上述のように、構成はデバイスを備える。このデバイスは、光源、特に固体光源、更により特定的にレーザＬＥＤの光源光が照射されると光を提供し得る（以下も更に参照）。光源は、構成の一部であってもよいが、本明細書に記載の全ての実施形態の構成に必ずしも備えられる訳ではない。光源と組み合わせた構成は、光を生成するように構成され得る。それゆえ、本明細書では、そのような構成は、「光生成システム」、「照明システム」、「光生成デバイス」又は「照明デバイス」と示される場合もある。「構成」という用語は、いくつかの異なるデバイスが構成に備えられ得るので、適用される。実施形態では、構成の１つ以上の要素（１つ以上のデバイスなど）が、単一のハウジングによって囲まれてもよい。更に、実施形態では、構成は、単一のデバイス及び複数の光源を備えてもよい。また更に、実施形態では、構成は、複数のデバイスと、１つ以上が各デバイスと機能的に結合されている複数の光源も備えてもよい。

デバイスは、ルミネッセンス材料を含む要素及び光透過要素を備える。それゆえ、本明細書では、デバイスは、「ルミネッセンス材料を含むデバイス」と示される場合もある。更に、特に、デバイスは、第１のデバイス軸（Ａ１）を有する。実施形態では、これは、対称軸であってもよい。特定の実施形態では、これは、ルミネッセンス材料を含む要素及び光透過要素のうちの１つ以上の回転軸であってもよい。それゆえ、実施形態では、第１のデバイス軸は、光透過要素の回転軸である。また他の実施形態では、第１のデバイス軸は、ルミネッセンス材料を含む要素の回転軸である。また更なる特定の実施形態では、第１のデバイス軸は、ルミネッセンス材料を含む要素及び光透過要素の回転軸である。第１のデバイス軸は、延長軸であってもよい。回転軸という用語は特に、Ｃ^ｎ本の軸（又は「Ｃ^ｎ本の回転軸（rotation axis）」又は「Ｃ^ｎ本の回転軸（rotational axis）」）を指し、ｎは少なくとも２である。当該技術分野で知られているように、３次元体を同等の構成にする３６０°／ｎの回転は、Ｃ＾^ｎの対称操作を含む。Ｃ^ｎ本の対称軸による操作は、位数ｎの巡回群と同形である群を含む。ルミネッセンス材料を含む要素が、ルミネッセンス材料を含むリング状要素として提供される場合、デバイス軸は、ルミネッセンス材料を含むリング状要素に平行な平面に垂直に構成されてもよい。

実施形態では、デバイスは、少なくとも２００μｍ、少なくとも５００μｍなどの長さ又は高さを有してもよい。更に、実施形態では、デバイスは、最大１００ｍｍ、最大５０ｍｍ、最大約２０ｍｍなどのような長さ又は高さを有してもよい。デバイスは、更なる光学部品が利用可能である場合、より大きくてもよい。特に、ルミネッセンス材料を含む要素及び光透過要素から本質的に成るデバイスの実施形態は、そのような寸法を有してもよいが、他の寸法が排除されない。

ルミネッセンス材料を含む要素は、第１の光が照射されるとルミネッセンス材料光を放出するように構成されたルミネッセンス材料を含む。それゆえ、第１の光は、ルミネッセンス材料が励起され得る１つ以上の波長を有し得る。特に、実施形態では、ルミネッセンス材料は、（第１の（レーザ）光源（以下を更に参照）の）青色光の少なくとも一部を（可視の）ルミネッセンス材料光に変換するように構成されてもよい。

以下では、ルミネッセンス材料に関するいくつかの特定の実施形態が記載される。ルミネッセンス材料を含む要素は、実施形態では、ルミネッセンス材料、例えば、発光セラミックルミネッセンス材料を含むリング状要素、セリウムドープガーネットルミネッセンス材料を含むリング状要素などから本質的になってもよい。「ルミネッセンス材料を含む要素」という用語は、ルミネッセンス材料を含む要素を共に形成する、（空間的に）離れた部分から成る、ルミネッセンス材料を含む要素を指す場合もある。例えば、２つの半円又は４つの四半円が、ルミネッセンス材料を含むリング状要素を共に形成してもよい。本発明は、ルミネッセンス材料を含むリング状要素に限定されない。ルミネッセンス材料を含む要素の隣り合う部分が、互いに接触してもよく、又は物理的に接触しておらず、よって空間的に離れていてもよい。そのような部分は、本明細書では、「セクション」と示される場合もある。

ルミネッセンス材料を含む要素は、単一のルミネッセンス材料を本質的に含んでもよい。しかし、他の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、複数の異なるルミネッセンス材料を含んでもよい。そのような異なるルミネッセンス材料は、それぞれのルミネッセンス材料光の異なるスペクトルパワー分布を有してもよい。代替的又は付加的に、そ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）を有してもよい。異なるルミネッセンス材料光の色又はカラーポイント（又はスペクトルパワー分布）は、ｕ'について少なくとも０．０１、かつ／又はｖ'について少なくとも０．０１、更により特定的に、ｕ'について少なくとも０．０２、かつ／又はｖ'について少なくとも０．０２だけ異なってもよい。またより特定の実施形態では、それぞれのカラーポイントは、ｕ'について少なくとも０．０３、かつ／又はｖ'について少なくとも０．０３だけ異なってもよい。ここで、ｕ'及びｖ'は、ＣＩＥ １９７６ ＵＣＳ（uniform chromaticity scale；均等色度）図における、光の色座標である。それゆえ、特定の実施形態では、「ルミネッセンス材料を含む要素」という用語は、ルミネッセンス材料を含む要素を共に形成する、（空間的に）離れた部分から成る、ルミネッセンス材料を含む要素であって、（空間的に）離れた部分のうちの２つ以上が異なるルミネッセンス材料を含む、要素を指す場合もある。

特に、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１の長さ（Ｌ１）及び第１の長さ（Ｌ１）に垂直な固有の第１の寸法（Ｄ１）を有する。この第１の寸法は、厚さ若しくは幅、高さ、又は直径であってもよい。更により特定的に、Ｄ１は、円相当径を指す場合がある。（不規則に形成された）二次元形状の円相当径（すなわち、ＥＣＤ；equivalent circular diameter）は、等価面積の円の直径である。例えば、辺ａを有する正方形の円相当径は、２^＊ａ^＊ＳＱＲＴ（１／π）である。ここで、「断面形状」という用語は、第１の長さに垂直な断面を指す。特に、Ｄ１／Ｌ１＜１である。それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、長さが固有寸法よりも大きくなり得るので、１よりも大きなアスペクト比を有し得る。特定の実施形態では、Ｄ１／Ｌ１≦５、更により特定的にＤ１／Ｌ１≦１０である。また更なる特定の実施形態では、Ｄ１／Ｌ１≦２０である。概して、Ｄ１／Ｌ１≧０．００１であるが、他の値も可能であり得る。ルミネッセンス材料を含む要素が複数の部分を備える場合、個々の部分の累積長さが、第１の長さをもたらし得る。例えば、リングのような形状の場合、リングは、円の長さ（すなわち、２＊π＊ｒ、ｒは、例えば、リングの最大半径と最小半径との間の平均半径であり得る）と本質的に同じである第１の長さ（以下も参照）を有してもよい。固有の第１の寸法は、第１の長さに垂直なリングのような形状の断面の円相当径であってもよい。特に、断面は、第１のデバイス軸に平行に構成されてもよい。

この比Ｄ１／Ｌ１＜１は、熱を伝達できる要素との比較的大きな熱接触を可能にする。例えば、このために、光透過要素又は（他の）熱伝導要素が適用されてもよい。この比Ｄ１／Ｌ１＜１は、ルミネッセンス材料を含む要素が比較的薄くなり得るので、集束光が適用される実施形態に関連し得る。例えば、長さは、実施形態では、約０．５～２００ｍｍ、約３～３０ｍｍなどの範囲から選択されてもよい。実施形態では、固有の第１の寸法は、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍなどであってもよい。それゆえ、更なる特定の実施形態では、長さは、実施形態では、少なくとも１ｍｍ、特に少なくとも２ｍｍなど、特に少なくとも約３ｍｍなどであってもよい。

実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素の外面の少なくとも約２５％、少なくとも約５０％など、実施形態では、５０％～７５％が、（ａ）光透過要素及び（ｂ）オプションの熱伝導要素のうちの１つ以上と熱接触してもよい。

特定の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）から第１の距離（ｒ１）の所に構成されている。特に、これはゼロでない距離を指す。それゆえ、更なる特定の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）からゼロでない第１の距離（ｒ１）の所に構成されている。このゼロでない距離は、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍのような範囲から選択されてもよい。このゼロでない距離は、少なくとも約～０．２ｍｍの範囲から選択されてもよい。他の実施形態では、ゼロでない距離は、最大約２０ｍｍ、最大約１０ｍｍなど、より特定的に最大約１ｍｍ、特定の実施形態では、最大０．５ｍｍでさえあってもよい。特に、ゼロでない第１の距離は、０．１～２０ｍｍの範囲から選択されてもよい。しかし、他の値も可能であり得る。

特に、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）を少なくとも部分的に取り囲んでいる。例えば、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）を取り囲んでもよく、選択された形状を有する。それゆえ、特定の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）を取り囲んでもよく、円形、六角形、八角形及び十角形から選択される形状を有する。上記のように、第１のデバイス軸（Ａ１）を取り囲む、ルミネッセンス材料を含む要素は、実施形態では、単一の要素、実施形態では、リング状要素などから成ってもよい。また他の実施形態では、第１のデバイス軸（Ａ１）を取り囲む、ルミネッセンス材料を含む要素は、実施形態では、２つ以上の部分から成り（上記も参照）、そのうちの２つ以上が、互いに接触してもよく、又は物理的に接触しておらず、よって空間的に離れていてもよい。特定の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、リングのような形状を有する。特に、そのような実施形態では、第１の長さ（Ｌ１）は、円の長さ（Ｌｃ）であってもよい。更に、特にそのような実施形態では、固有の第１の寸法（Ｄ１）は、ルミネッセンス材料を含む要素の高さ（Ｈ１）若しくは幅（Ｗ１）、又は特に円相当径であってもよい。更に、そのような実施形態では、特にＤ１／Ｌ１≦１０である。ルミネッセンス材料を含む要素が、ゼロでない高さ及びゼロでない幅を有し得るので、ルミネッセンス材料を含む要素の円の長さは、ルミネッセンス材料を含む要素の本体軸によって規定される長さであり得る。そのような本体軸は、ルミネッセンス材料を含む要素の外面に対して長さ平均距離の所に構成されてもよい。例えば、ルミネッセンス材料を含む要素の任意の断面は、中点を有してもよい。中点同士を結ぶと、本体軸ＢＡが得られ得る。

更に、デバイスは光透過要素を備える。光透過要素は特に、第１の光に対して透過性である。例えば、光透過要素は、ガーネットタイプの材料のようなセラミック本体を備えてもよい。代替的な実施形態では、光透過要素は、Ａｌ_２Ｏ_３ベースの材料などのアルミナ材料を含んでもよい。実施形態では、光透過要素は、例えば、サファイアを含んでもよい。ＣａＦ_２、ＭｇＯ、ＢａＦ_２、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２ガーネット、ＡＬＯＮ（酸窒化アルミニウム）、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４及びＭｇＦ_２のうちの１つ以上のような他の材料も可能であり得る。

光透過要素は、第１の光をルミネッセンス材料にガイドするために、かつ／又はルミネッセンス材料を含む要素の中又は上に光を集束させるために使用されてもよい。更に、光透過要素は、ルミネッセンス材料を含む要素から離れるように熱をガイドするために使用されてもよい。このようにして、ルミネッセンス材料を含む要素、より特定的にはルミネッセンス材料は、第１の光によって照射されるときに、より低い温度となり得、このことは、効率性及び／又は寿命を改善し得る。それゆえ、光透過要素は、光ガイドの機能を有し、オプションとして光学要素の機能、特に集束機能を有し得る。また更に、光透過要素は、熱ガイド特性も有し得、これによって、ルミネッセンス材料を含む要素から離れるように熱がガイドされ得る。

特に、光透過要素は、（第１の光のための）要素光入射部及び（第１の光のための）要素光出射部を備える。それゆえ、第１の光は、要素光入射部を通って光透過要素に入り、光透過要素を通って伝播し、要素光出射部で光透過要素から出ることができる。その後、第１の光は、ルミネッセンス材料を含む要素の少なくとも一部を照射し得る。それゆえ、特に要素光出射部とルミネッセンス材料は、放射的に結合されてもよい。要素光入射部及び要素光出射部は、光透過要素の表面の部分であってもよい。光透過要素は特に、光透過性材料の本体である。要素光入射部と要素光出射部との間に、光透過性材料が構成され得る。

「放射的に結合されている」又は「光学的に結合されている」という用語及び類似の用語は特に、（ｉ）光源などの光生成要素と、（ｉｉ）別の物品又は材料とが、光透過性本体によって放出された放射線の少なくとも一部が物品又は材料によって受けられるように、互いに関連付けられていることを意味する場合がある。換言すれば、物品又は材料は、光透過性本体と受光関係で構成されている。光透過性本体の放射線の少なくとも一部が、物品又は材料によって受け取られることになる。このことは、実施形態では、光透過性本体（の光放出表面）と直接的に物理的に接触している物品又は材料などであってもよい。このことは、実施形態では、空気、気体、又は、液体若しくは固体の光ガイド材料のような、媒体を介してもよい。実施形態では、レンズ、反射器、光学フィルタのような１つ以上の光学素子もまた、光透過性本体と物品又は材料との間の光路内に構成されてもよい。

用語「光」及び「放射線」は、本明細書では、用語「光」が可視光のみを指すことが文脈から明らかではない限り、互換的に使用される。それゆえ、用語「光」及び「放射線」は、ＵＶ放射線、可視光、及びＩＲ放射線を指す場合がある。特に照明用途に関する、特定の実施形態では、用語「光」及び「放射線」は、可視光を指す。用語「可視」、「可視光」、又は「可視発光」、及び同様の用語は、約３８０～７８０ｎｍの範囲の１つ以上の波長を有する光を指す。

上記のように、特に光透過要素は、第１の光をルミネッセンス材料にガイドするために、かつ／又はルミネッセンス材料を含む要素の中又は上に光を集束させるために使用されてもよい。それゆえ、（ｉ）第１のデバイス軸（Ａ１）が、光透過要素を横切る、（ｉｉ）光透過要素が、第１のデバイス軸（Ａ１）を少なくとも部分的に取り囲んでいる、のうちの１つ以上が当てはまる場合が有用なようである。これら２つのオプションに関するいくつかの実施形態が以下で記載される。

例えば、実施形態では、レンズ状光透過要素が、光透過要素の少なくとも一部の上流に構成されてもよい。そのような光透過要素の実施形態では、光透過要素は、透過要素軸（Ａ２）を有してもよい。特定の実施形態では、光透過要素と第１のデバイス軸（Ａ１）は、一致してもよい（又は実施形態では、少なくとも平行に構成されてもよい）。そのような実施形態では、第１のデバイス軸（Ａ１）は、光透過要素を横切る。更に、そのような実施形態では、光透過要素は、例えば、ルミネッセンス材料を含む要素の中又は上に第１の光を集束させるために、レンズとして構成されてもよい。光透過要素の実施形態、例えばレンズは、実施形態では、第１のデバイス軸（Ａ１）が光透過要素を横切るだけでなく、実施形態では、光透過要素が第１のデバイス軸（Ａ１）を少なくとも部分的に取り囲んでいる実施形態に適合してもよい。更に、ルミネッセンス材料を含む要素が（第１のデバイス軸に関して）特定の対称性を有し得るので、光透過要素は、実施形態では、本質的に同じ（又は関連する）対称性を有し得る。

ある実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、サファイアロッドに取り付けられている。その結果、ルミネッセンス材料を含む要素の冷却性が改善される。

光透過要素は、曲面を有するドーム状本体を備え、曲面の少なくとも一部が、要素光入射部を備え、光透過要素は、透過要素軸（Ａ２）を有し、第１のデバイス軸（Ａ１）と透過要素軸（Ａ２）が一致する。特に、実施形態では、ドーム状本体は、ルミネッセンス材料を含む要素の上又は中に第１の光を集束させるように構成されている。それゆえ、ドーム状本体、第１の光源、及びルミネッセンス材料を含む要素は、第１の光源の第１の光が、ルミネッセンス材料を含む要素の中又は上に集束されるように、選択及び構成されてもよい。

特定の実施形態では、光透過要素は、ルミネッセンス材料を含む要素と熱接触するように構成されてもよい。

実施形態では、光透過要素は、ロッド形状（又は円錐形状）を有してもよい。ロッド状（又は円錐状）光透過要素は、円形断面を有し得る。更に、そのような光透過要素の実施形態は、第１の面及び第２の面を有してもよい。光透過要素の第１の面及び第２の面は、光透過要素の長さ又は高さを本質的に規定してもよい。第１の面と第２の面との間に、ロッド状（又は円錐状）光透過要素は、外部側面を有する。実施形態では、第１の面は、要素光入射部を備えてもよい。第２の面及び／又は外部側面は、要素光出射部を備えてもよい。第１の光は、第１の光の少なくとも一部が第１の面から第２の面及び／又は外部側面の１つ以上の方向に伝播するように、特に提供されてもよい。ルミネッセンス材料を含む要素は、第２の面及び／又は外部側面のうちの１つ以上と放射的に結合されてもよい。例えば、ルミネッセンス材料を含む要素は、外部側面の少なくとも一部を囲む要素として構成されてもよい。代替的に（又は付加的に）、ルミネッセンス材料を含む要素が、第２の面の要素として構成されてもよい。両方の実施形態では、第１のデバイス軸（Ａ１）は、光透過要素を横切ってもよく、光透過要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）を少なくとも部分的に取り囲んでもよい。それゆえ、特定の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、光透過要素を少なくとも部分的に取り囲んでもよく、特に、ルミネッセンス材料を含む要素は、要素入射部及び要素出射部を備え、要素入射部と要素光出射部は、放射的に結合されており、要素入射部は、要素出射部よりも第１のデバイス軸（Ａ１）に近接して構成されている。

上記のように、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）からゼロでない距離の所に構成されてもよい。同様に、このことは、実施形態では、光透過要素に当てはまる場合がある。例えば、実施形態では、光透過要素は、ルミネッセンス材料を含む要素と（第１のデバイス軸に関して）同様の対称性を有してもよい。それゆえ、実施形態では、光透過要素は（また）、第１のデバイス軸（Ａ１）を少なくとも部分的に取り囲んでもよい。

実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、光透過要素に対して突出している。このことは、ルミネッセンス材料光の抽出を（更に）促し得る。例えば、光透過要素は、（第１のデバイス軸に関する）第１の外径を有してもよい。ルミネッセンス材料を含む要素は、リングの大きい方の直径などの（第１のデバイス軸に関する）第２の外径を有してもよい。更に、ルミネッセンス材料を含む要素は、（第１のデバイス軸に関する）第３の最小直径又はリングによる小さい方の直径などの内径を有してもよい。第３の直径は特に、実施形態では、第１の距離（ｒ１）に等しくてもよい。第３の直径は、実施形態では、第１の外径よりも小さくてもよいが、後者は、第２の外径よりも小さくてもよい。例えば、リングは、例えば、実施形態では、ドーム直径よりも１～２０％大きな、ドームよりも（わずかに）大きな直径を有してもよい。

ルミネッセンス材料を含む要素から離れるように熱を伝達するために、それは、ルミネッセンス材料を含む要素が、十分な、特により高い熱伝導率を有する要素と熱接触するように構成されている場合に特に有用である。実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、光透過要素と熱接触してもよい。光透過要素の熱伝導率は、実施形態では、中程度～良好であってもよい。例えば、実施形態では、熱伝導率は、少なくとも１０Ｗ／ｍ／Ｋ、例えば、特に少なくとも１２Ｗ／ｍ／Ｋであってもよい。更に、特に、金属が実質的により高い熱伝導率を有し得るので、そのような光透過要素は、（光透過要素よりも高い熱伝導率を有する）熱伝導性材料と（も）熱接触してもよい。代替的又は付加的に、ルミネッセンス材料を含む要素は、金属などの熱伝導性材料と（も）熱伝導性であってもよい。Ｄ１／Ｌ１の比は、（ａ）光透過要素及び（ｂ）オプションの熱伝導要素のうちの１つ以上などの熱伝導性材料との比較的大きな接触面を可能にする。それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、（ａ）光透過要素及び（ｂ）オプションの熱伝導要素のうちの１つ以上と熱接触するように構成されてもよい。（特に光透過要素でない）熱伝導性材料は、ヒートシンクに備えられてもよく、又はヒートシンクに熱的に結合されてもよい。熱伝導要素の例は、ヒートシンク（又はヒートスプレッダ）である。

熱伝導性材料は特に、少なくとも約１０Ｗ／ｍ／Ｋ、例えば、特に少なくとも約２０Ｗ／ｍ／Ｋ、少なくとも約３０Ｗ／ｍ／Ｋ、少なくとも約１００Ｗ／ｍ／Ｋ、特に少なくとも約２００Ｗ／ｍ／Ｋなどの熱伝導率を有してもよい。ヒートシンクは、当該技術分野において既知である。用語「ヒートシンク（heatsink）」（又は、ヒートシンク（heat sink））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た熱を、流体（冷却）媒体、多くの場合は空気又は冷却液に伝達する、受動的熱交換器であってもよい。それにより、熱は、デバイスから（少なくとも部分的に）放散される。ヒートシンクは特に、ヒートシンクを取り囲む流体冷却媒体と接触する、ヒートシンクの表面積を、最大化するように設計されている。それゆえ、特に、ヒートシンクは、複数のフィンを備えてもよい。例えば、ヒートシンクは、複数のフィンが延出している本体であってもよい。ヒートシンクは、特に熱伝導性材料を含む（より特定的には、熱伝導性材料から成る）。実施形態では、ヒートシンクは、銅、アルミニウム、銀、金、シリコンカーバイド、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミニウムシリコンカーバイド、酸化ベリリウム、シリコンカーバイド複合材料、アルミニウムシリコンカーバイド、銅タングステン合金、銅モリブデンカーバイド、炭素、ダイヤモンド、及びグラファイトのうちの１つ以上を含んでもよく、あるいはそれらから成るものであってもよい。あるいは、又は更に、ヒートシンクは、酸化アルミニウムを含んでもよく、又は酸化アルミニウムから成るものであってもよい。用語「ヒートシンク」はまた、複数の（異なる）ヒートシンクを指す場合もある。要素が別の要素と熱接触していると見なされ得るのは、要素が熱のプロセスを通じてエネルギーを交換することができる場合である。実施形態では、熱接触は、物理的接触によって達成されることができる。実施形態では、熱接触は、熱伝導性接着剤（又は、熱伝導性粘着剤）などの、熱伝導性材料を介して達成されてもよい。熱接触はまた、２つの要素が互いに対して約１０μｍ以下の距離の所に配置されている場合にも、２つの要素間で達成され得るが、最大で１００μｍなどの、より大きい距離も可能であり得る。距離が短いほど、熱接触は良好となる。特に、距離は、５μｍ以下などの、１０μｍ以下である。距離は、対応の要素の、２つの対応の表面間の距離であってもよい。距離は、平均距離であってもよい。例えば、２つの要素は、複数の位置などの１つ以上の位置で、物理的に接触していてもよいが、１つ以上の他の位置、特に複数の他の位置では、要素は物理的に接触していない。例えば、このことは、一方又は両方の要素が粗面を有する場合に当てはまり得る。それゆえ、実施形態では、２つの要素間の距離は、平均して１０μｍ以下であってもよい（ただし、最大で１００μｍなどの、より大きい平均距離も可能であり得る）。実施形態では、２つの要素の２つの表面は、１つ以上の距離ホルダにより、距離が保たれてもよい。

それゆえ、実施形態では、光透過要素は、少なくとも１０Ｗ／ｍ／Ｋの熱伝導率を有し、デバイスは、熱伝導要素を更に備えてもよく、熱伝導要素は、光透過要素と熱接触している。

特に、デバイスは、ルミネッセンス材料を含む要素及び光透過要素を備える。これらは、単一のデバイスに統合されてもよい。それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素と光透過要素は、（直接）機械的に結合されてもよい。更に、デバイスは、熱伝導要素を備えてもよい。それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素と光透過要素は、オプションとして（直接）機械的に結合されてもよいが、ルミネッセンス材料を含む要素及び光透過要素のうちの少なくとも一方が、（直接）機械的に結合されてもよい。したがって、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、光透過要素及び／又は（ｂ）オプションの熱伝導要素に機械的に結合されている。例えば、構成は、そのようなデバイス及び光源を備えてもよく、後者は、前者と放射的に結合されているが、実施形態では、互いに直接接触していない。以下もまた更に参照されたい。特定の実施形態では、デバイスは、デバイス軸を中心に本質的に回転対称であってもよい。それゆえ、実施形態では、デバイス軸は、Ｃ_ｎの対称性を有してもよく、ｎは少なくとも２である。

上記のように、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、ルミネッセンス材料を含むセラミック本体を備える。これは、比較的安定し、熱的に安定した解決策を提供し得る。それゆえ、ルミネッセンス材料は、セラミック本体として提供されてもよい。更に、実施形態では、同じルミネッセンス材料を含んでもよく、又は異なるルミネッセンス材料を含んでもよい、２つ以上のセラミック本体が適用されてもよい。代替的な実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、内部に分散したルミネッセンス材料を含むポリマ本体を備え、ポリマ本体は、ポリマ材料を含み、実施形態では、シリコーンを含む。しかし、アクリレートなどの代替的なポリマ、又は（水ガラスのような）シリケートなども可能であり得る。そのような解決策は、比較的容易に形成可能かつ製造可能な解決策を提供し得る。上記のように、特定の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、リング状である。

実施形態では、構成は、本明細書では第１の光源とも示される光源を備えてもよい。第１の光源は、第１の光を生成するように構成されている。特に、第１の光源は、レーザ光源を含む。それゆえ、実施形態では、構成は、第１の光を生成するように構成された第１の光源を更に備えてもよく、第１の光源はレーザ光源を備える。用語「光源」とは、発光ダイオード（light emitting diode；ＬＥＤ）、共振空洞発光ダイオード（resonant cavity light emitting diode；ＲＣＬＥＤ）、垂直共振器レーザダイオード（vertical cavity laser diode；ＶＣＳＥＬ）、端面発光レーザなどの、半導体発光デバイスを指す場合がある。用語「光源」はまた、パッシブマトリックス（passive-matrix organic light-emitting diode；ＰＭＯＬＥＤ）又はアクティブマトリックス（active-matrix organic light-emitting diode；ＡＭＯＬＥＤ）などの、有機発光ダイオードを指す場合もある。特定の実施形態では、光源は、固体光源（ＬＥＤ又はレーザダイオードなど）を含む。一実施形態では、光源は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を含む。ＬＥＤという用語はまた、複数のＬＥＤを指す場合もある。更には、用語「光源」は、実施形態ではまた、いわゆるチップオンボード（chips-on-board；ＣＯＢ）光源を指す場合もある。用語「ＣＯＢ」は特に、封入も接続もされることなく、ＰＣＢなどの基板上に直接実装されている、半導体チップの形態のＬＥＤチップを指す。それゆえ、複数の半導体光源が、同じ基板上に構成されてもよい。実施形態では、ＣＯＢは、単一の照明モジュールとして一体に構成されている、マルチＬＥＤチップである。用語「光源」はまた、２～２０００個の固体光源などの、複数の（本質的に同一の（又は異なる））光源に関する場合もある。実施形態では、光源は、ＬＥＤなどの単一の固体光源の下流の、又は複数の固体光源の下流の（すなわち、例えば、複数のＬＥＤによって共有されている）、１つ以上のマイクロ光学要素（マイクロレンズのアレイ）を含んでもよい。実施形態では、光源は、オンチップ光学素子を有するＬＥＤを含み得る。実施形態では、光源は、（実施形態では、オンチップビームステアリングを提供する）（光学素子を有する、又は有さない）画素化された単一のＬＥＤを含む。用語「レーザ光源」とは特に、レーザを指す。そのようなレーザは特に、ＵＶ、可視、又は赤外の１つ以上の波長を有する、特に、２００～２０００ｎｍ、例えば３００～１５００ｎｍ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に構成されてもよい。用語「レーザ」とは特に、電磁放射線の誘導放出に基づく光増幅のプロセスを介して、光を放出するデバイスを指す。特に、実施形態では、用語「レーザ」は、固体レーザを指す場合がある。それゆえ、実施形態では、光源は、レーザ光源を含む。実施形態では、「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（アレクサンドライト）レーザ、クロムＺｎＳｅ（Ｃｒ：ＺｎＳｅ）レーザ、２価サマリウムドープフッ化カルシウム（Ｓｍ：ＣａＦ_２）レーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、エルビウムドープ及びエルビウム－イッテルビウム共ドープガラスレーザ、Ｆセンターレーザ、ホルミウムＹＡＧ（Ｈｏ：ＹＡＧ）レーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＮｄＣｒＹＡＧレーザ、ネオジムドープイットリウムカルシウムオキソボレートＮｄ：ＹＣａ_４Ｏ（ＢＯ_３）_３若しくはＮｄ：ＹＣＯＢ、ネオジムドープイットリウムオルソバナジン酸塩（Ｎｄ：ＹＶＯ_４）レーザ、ネオジムガラス（Ｎｄ：ガラス）レーザ、ネオジムＹＬＦ（Ｎｄ：ＹＬＦ）固体レーザ、プロメチウム１４７ドープリン酸ガラス（１４７Ｐｍ^３＋：ガラス）固体レーザ、ルビーレーザ（Ａｌ_２Ｏ_３：Ｃｒ^３＋）、ツリウムＹＡＧ（Ｔｍ：ＹＡＧ）レーザ、チタンサファイア（Ｔｉ：サファイア；Ａｌ_２Ｏ_３：Ｔｉ^３＋）レーザ、３価ウランドープフッ化カルシウム（Ｕ：ＣａＦ_２）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、Ｙｂ_２Ｏ_３（ガラス又はセラミック）レーザなどのうちの１つ以上を指す場合がある。実施形態では、用語「レーザ」又は「固体レーザ」は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、鉛塩、垂直キャビティ面発光レーザ（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つ以上を指す場合がある。

以下から導出され得るように、用語「レーザ光源」はまた、複数の（異なる又は同一の）レーザ光源を指す場合もある。特定の実施形態では、用語「レーザ光源」は、複数Ｎ個の（同一の）レーザ光源を指す場合がある。実施形態では、Ｎ＝２以上である。特定の実施形態では、Ｎは、特に少なくとも８などの、少なくとも５であってもよい。このようにして、より高い輝度が得られてもよい。実施形態では、レーザ光源は、レーザバンク内に配置されてもよい（上記もまた参照）。レーザバンクは、実施形態では、ヒートシンク、及び／又は光学素子、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。

レーザ光源は、レーザ光源光（又は、「レーザ光」）を生成するように構成されている。光源光は、レーザ光源光から本質的に成るものであってもよい。光源光はまた、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含んでもよい。例えば、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含む単一の光ビームを供給するために、光ガイドにインカップルされてもよい。それゆえ、特定の実施形態では、光源光は特に、コリメートされた光源光である。また更なる実施形態では、光源光は特に、（コリメートされた）レーザ光源光である。語句「異なる光源」又は「複数の異なる光源」、及び同様の語句は、実施形態では、少なくとも２つの異なるビンから選択されている複数の固体光源を指す場合がある。同様に、語句「同一の光源」又は「複数の同じ光源」、及び同様の語句は、実施形態では、同じビンから選択されている複数の固体光源を指す場合がある。

光源は特に、光軸（Ｏ）、（或るビーム形状、）及び或るスペクトルパワー分布を有する、光源光を生成するように構成されている。光源光は、実施形態では、レーザにおいて既知であるような帯域幅を有する、１つ以上の帯域を有し得る。特定の実施形態では、帯域は、１０ｎｍ以下などの、室温において２０ｎｍ未満の範囲の半値全幅（ＦＷＨＭ）を有するものなどの、比較的明確な線であってもよい。それゆえ、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、エネルギー尺度上の強度）を有する。

（光源光の）ビームは、集束された又はコリメートされた、（レーザ）光源光のビームであってもよい。用語「集束された」とは特に、小さいスポットに収束していることを指す場合がある。この小さいスポットは、個別の変換器領域にあってもよく、又は、変換器領域の（僅かに）上流に、若しくは変換器領域の（僅かに）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、（側面での）個別の変換器領域におけるビームの（光軸に対して垂直な）断面形状が、（光源光が個別の変換器領域を照射する場所での）個別の変換器領域の（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ってもよい。（集束）レンズのような１つ以上の光学素子を使用して、集束が実行されてもよい。特に、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。レンズ及び／又は放物面ミラーなどの、コリメーション要素のような１つ以上の（他の）光学素子を使用して、コリメーションが実行されてもよい。実施形態では、（レーザ）光源光のビームは、実施形態では≦２°（ＦＷＨＭ）、より特定的には≦１°（ＦＷＨＭ）、最も特定的には≦０．５°（ＦＷＨＭ）などの、比較的高度にコリメートされもよい。それゆえ、≦２°（ＦＷＨＭ）は、（高度に）コリメートされた光源光と見なされてもよい。（高度な）コリメーションをもたらすために、光学素子が使用されてもよい（上記もまた参照）。実施形態では、コリメートのための光学部品は、ドーム状光透過要素などの光透過要素によって提供される。代替的又は付加的に、更なる光学部品がコリメートに適用されてもよい。

本明細書では、第１の光源は特に、レーザ光源（又は、特に同じビンの複数のレーザ光源及び／若しくは異なるビンの複数の光源を備えてもよい。異なる光源が使用される場合、これらは、（異なる）第１の光でルミネッセンス材料を励起してもよい。しかし、異なる光源が使用される場合、これらは、他の実施形態では、異なる第１の光で異なるルミネッセンス材料を励起してもよい。ルミネッセンス材料に関しては、更に以下も参照されたい。「異なる第１の光」という用語は特に、異なるスペクトルパワー分布を指す場合がある。

更に、レーザ光源は特に、レーザＬＥＤを備える。レーザＬＥＤの光源光を集束させる光学部品は特に、デバイスに、例えば、ドーム状光透過要素などに備えられてもよい（上記も参照）。

それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、光透過要素を介して第１の（レーザ）光によって照射される。より特定的に、実施形態では、光透過要素の少なくとも一部を囲み、内側からポンピングされる。驚くべきことに、このことは、ルミネッセンス材料を含む要素の温度をより低く又は比較的低く保つために有益なようである。外側からポンピングすると、温度上昇は、内側からポンピングするよりも高くなる場合がある。

実施形態では、光学部品は、ルミネッセンス材料を含む要素を、その長さの少なくとも一部にわたって照射するように形成されてもよい。例えば、少なくとも２５％、少なくとも５０％のような長さにわたって、ルミネッセンス材料を含む要素は、（特に１つのレーザ又は複数のレーザからの）（集束された）第１の光によって照射されてもよい。それゆえ、光学部品は、第１の光を集束させるためだけでなく、ルミネッセンス材料を含む要素の少なくとも一部にわたって分散させるために使用され得る。

しかし、代替的な実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素の小さな部分のみが、動作時間の一部の間に照射されてもよい。そのような実施形態では、時間積分されてではあるが、本質的に全長にわたって、ルミネッセンス材料を含む要素が照射されてもよい。

また更なる実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、動作中に回転してもよい。これは、ルミネッセンス材料のより小さな加熱を可能にし得る。カラーホイールタイプの用途が、当該技術分野で知られている（上記も参照）。それゆえ、特定の実施形態では、構成は、ルミネッセンス材料を含む要素を第１のデバイス軸（Ａ１）を中心に回転させるように構成されたアクチュエータを更に備え、構成の動作モード中に、ルミネッセンス材料を含む要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）を中心に回転する。また更に、上記からも導き出され得るように、特に、第１の光源は、回転するルミネッセンス材料を含む要素に対して静止して構成されてもよい。したがって、実施形態では、構成は、ルミネッセンス材料を含む要素を第１のデバイス軸（Ａ１）を中心に回転駆動するモータを備えてもよい。それゆえ、実施形態では、動作中に、ルミネッセンス材料を含む要素と光透過要素は、機械的に結合され得るので、第１のデバイス軸（Ａ１）を中心に回転し得る。それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素及び光透過要素は、第１のデバイス軸（Ａ１）を中心に回転可能であり、ルミネッセンス材料を含む要素と光透過要素は、機械的に結合され得る。更なる実施形態では、動作中に、ルミネッセンス材料を含む要素、光透過要素及び熱伝導要素は、（機械的に結合され得るので；より詳細については、例えば上記を参照）第１のデバイス軸（Ａ１）を中心に回転してもよい。

レンズ及び／又は反射要素が、第１の光（又はルミネッセンス材料光）の方向を変えるために使用されてもよい。例えば、ロッド状光透過要素が適用される場合、ルミネッセンス材料を含む要素の少なくとも一部にわたって第１の光を分散させることが望ましい場合がある。したがって、特定の実施形態では、光透過要素は、ルミネッセンス材料を含む要素の方へ、レーザ光源などの第１の光源からの第１の光の方向を変えるように、かつ／又はルミネッセンス材料光の方向を変えるように構成された第１の反射要素を備える。特に、構成の動作モードでは、第１の光源は、ルミネッセンス材料を含む要素に対して静止して構成されている。特定の実施形態では、第１の反射要素は特に、ルミネッセンス材料を含む要素にわたって第１の光を分散させるように構成されてもよく、また更なる特定の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、リング状構造を有する。

特定の実施形態では、第１のルミネッセンス材料は、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅタイプのルミネッセンス材料を含み、Ａは、実施形態では、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つ以上から成り、Ｂは、実施形態では、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上から成る。特に、Ａは、Ｙ、Ｇｄ及びＬｕのうちの１つ以上、特にＹ及びＬｕのうちの１つ以上から成ってもよい。特に、Ｂは、Ａｌ及びＧａのうちの１つ以上、より特定的に少なくともＡｌ、本質的に完全にＡｌなどから成ってもよい。それゆえ、特に好適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、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２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。そのようなガーネットは、セリウム（Ｃｅ）で、プラセオジム（Ｐｒ）で、又は、セリウムとプラセオジムとの組み合わせでドープされてもよいが、しかしながら、特にＣｅでドープされてもよい。特に、Ｂは、アルミニウム（Ａｌ）を含むが、Ｂはまた、ガリウム（Ｇａ）、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％、より特定的には最大でＡｌの約１０％含んでもよい（すなわち、Ｂイオンは、９０モル％以上のＡｌと、１０モル％以下のＧａ、Ｓｃ、及びＩｎのうちの１つ以上とから本質的に成る）。Ｂは、特に、最大で約１０％のガリウムを含んでもよい。別の変形形態では、Ｂ及びＯは、Ｓｉ及びＮによって少なくとも部分的に置換されてもよい。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）から成る群から選択されてもよい。更に、Ｇｄ及び／又はＴｂは特に、最大でＡの約２０％の量でのみ存在する。特定の実施形態では、ガーネットルミネッセンス材料は、（Ｙ_１－ｘＬｕ_ｘ）_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｃｅを含み、ｘは、０以上かつ１以下である。用語「：Ｃｅ」は、ルミネッセンス材料中の金属イオンの一部（すなわち、ガーネットでは、「Ａ」イオンの一部）が、Ｃｅによって置換されていることを示す。例えば、（Ｙ_１－ｘＬｕ_ｘ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅの場合、Ｙ及び／又はＬｕの一部が、Ｃｅによって置換されている。このことは、当業者には既知である。Ｃｅは、一般に１０％以下でＡを置換することになり、一般に、Ｃｅ濃度は、（Ａに対して）０．１～４％、特に０．１～２％の範囲となる。１％のＣｅ及び１０％のＹを想定すると、完全な正しい式は、（Ｙ_０．１Ｌｕ_０．８９Ｃｅ_０．０１）_３Ａｌ_５Ｏ_１２とすることが可能である。ガーネット中のＣｅは、当業者には既知であるように、実質的に三価の状態であるか、又は三価の状態のみである。

実施形態では、第１のルミネッセンス材料は（よって）、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２を含み、特定の実施形態では、Ｂ－Ｏの最大１０％が、Ｓｉ－Ｎによって置換されてもよい。

特定の実施形態では、ルミネッセンス材料は、（Ｙ_{ｘ１－ｘ２－ｘ３}Ａ'_ｘ２Ｃｅ_ｘ３）_３（Ａｌ_{ｙ１－ｙ２}Ｂ'_ｙ２）_５Ｏ_１２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群から選択される１つ以上の元素から成り、Ｂ'は、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃから成る群から選択される１つ以上の元素から成る。実施形態では、ｘ３は、０．００１～０．１の範囲から選択される。本発明では、特に、少なくとも０．８のような、＞０．２などの、ｘ１＞０である。Ｙを有するガーネットは、好適なスペクトルパワー分布をもたらし得る。

特定の実施形態では、Ｂ－Ｏの最大１０％が、Ｓｉ－Ｎによって置換されてもよい。ここで、Ｂ－ＯのＢは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｃのうちの１つ以上を指し（Ｏは、酸素を指す）、特定の実施形態では、Ｂ－Ｏは、Ａｌ－Ｏを指す場合がある。上述のように、特定の実施形態では、ｘ３は、０．００１～０．０４の範囲から選択されてもよい。特に、そのようなルミネッセンス材料は、好適なスペクトル分布を有し（しかしながら、以下も参照）、比較的高い効率を有し、比較的高い熱安定性を有し、（第１の光源光及び第２の光源光（及び光学フィルタ）の組み合わせで）高いＣＲＩを可能にし得る。それゆえ、特定の実施形態では、Ａは、Ｌｕ及びＧｄから成る群から選択されてもよい。あるいは、又は更に、Ｂは、Ｇａを含んでもよい。それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス材料は、（Ｙ_{ｘ１－ｘ２－ｘ３}（Ｌｕ，Ｇｄ）_ｘ２Ｃｅ_ｘ３）_３（Ａｌ_{ｙ１－ｙ２}Ｇａ_ｙ２）_５Ｏ_１２を含み、式中、Ｌｕ及び／又はＧｄが利用可能であってもよい。更により特定的には、ｘ３は、０．００１～０．１の範囲から選択され、０＜ｘ２＋ｘ３≦０．１であり、０≦ｙ２≦０．１である。更には、特定の実施形態では、Ｂ－Ｏの最大１％が、Ｓｉ－Ｎによって置換されてもよい。ここで、百分率は（当該技術分野において既知であるような）モルを指すものであり、例えば、欧州特許第３１４９１０８号もまた参照されたい。また更なる特定の実施形態では、ルミネッセンス材料は、（Ｙ_{ｘ１－ｘ３}Ｃｅ_ｘ３）_３Ａｌ_５Ｏ_１２を含み、式中、ｘ１＋ｘ３＝１であり、０．００１～０．１などの、０＜ｘ３≦０．２である。

特定の実施形態では、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のみを含んでもよい。また更なる特定の実施形態では、光生成デバイスは、（Ｙ_{ｘ１－ｘ２－ｘ３}Ａ'_ｘ２Ｃｅ_ｘ３）_３（Ａｌ_{ｙ１－ｙ２}Ｂ'_ｙ２）_５Ｏ_１２などの、単一のタイプのルミネッセンス材料を含む。それゆえ、特定の実施形態では、光生成デバイスは、ルミネッセンス材料を含み、ルミネッセンス材料の少なくとも８５重量％、更により特定的には少なくとも約９０重量％、また更により特定的には少なくとも約９５重量％などが、（Ｙ_{ｘ１－ｘ２－ｘ３}Ａ'_ｘ２Ｃｅ_ｘ３）_３（Ａｌ_{ｙ１－ｙ２}Ｂ'_ｙ２）_５Ｏ_１２を含む。ここで、Ａ'は、ランタニドから成る群から選択される１つ以上の元素から成り、Ｂ'は、Ｇａ Ｉｎ及びＳｃから成る群から選択される１つ以上の元素から成り、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、０．００１～０．１の範囲から選択される。実施形態では、ｘ２＝０である点に留意されたい。あるいは、又は更に、実施形態では、ｙ２＝０である。

特定の実施形態では、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。

また更なる実施形態では、第１のルミネッセンス材料に加えて、光生成デバイスはまた、第１の光源光及び第１のルミネッセンス材料光のうちの１つ以上の一部を、更なるルミネッセンス材料光に変換するように特に構成されている、１つ以上の更なるルミネッセンス材料を備えてもよい。特に、実施形態では、光生成デバイスはまた、第１の光源光及び第１のルミネッセンス材料光のうちの１つ以上の一部を、第２のルミネッセンス材料光に変換するように特に構成されている、第２のルミネッセンス材料を備えてもよい。更には、特に第２のルミネッセンス材料光は、約５５０～７００ｎｍの範囲の１つ以上の波長を有する。更には、特定の実施形態では、第１のルミネッセンス材料光は、少なくとも２５ｎｍ、例えば少なくとも４０ｎｍの、特定の実施形態では（室温において）最大で約１５０ｎｍのような、半値全幅（ＦＷＨＭ）を有する。特に、第２のルミネッセンス材料光は、琥珀色及び／橙色の色点を有する。特に、実施形態では、第２のルミネッセンス材料光は、５９０～６０５ｎｍのスペクトル波長範囲から選択され、特に５９０～６００ｎｍのスペクトル波長範囲から選択される、主波長（λ_ｄ１）を有する。特に、第１のルミネッセンス材料光の（ワット単位の）スペクトルパワーの、少なくとも５０％、例えば少なくとも７０％は、５５０～６５０ｎｍの範囲内である。第２のルミネッセンス材料光は、例えば、琥珀色及び／又は橙色の波長範囲に主波長を有してもよい。そのような第２のルミネッセンス材料の例は、例えば、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋及び／又はＭＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋及び／又はＣａ_２ＡｌＳｉ_３Ｏ_２Ｎ_５：Ｅｕ^２＋などであってもよく、Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上から成り、特に実施形態では、少なくともＳｒである。それゆえ、実施形態では、光生成デバイスは、第１の光源光及び第１のルミネッセンス材料光のうちの１つ以上の一部を第２のルミネッセンス材料光に変換するように構成された、第２のルミネッセンス材料を更に備えてもよい。特に、第２のルミネッセンス材料及び第１のルミネッセンス材料は、第１のルミネッセンス材料光の一部を第２のルミネッセンス材料が変換するように構成されている。それゆえ、実施形態では、第２のルミネッセンス材料は、第１のルミネッセンス材料光の少なくとも一部を第２のルミネッセンス材料光に変換する（それにより、第１のルミネッセンス材料光が赤方偏移される）ように構成されてもよい。それゆえ、実施形態では、第２の発光は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕからなる群から選択される１つ以上の材料を含んでもよい。これらの化合物中、ユーロピウム（Ｅｕ）は、実質的に二価であるか、又は二価のみであり、示されている二価カチオンのうちの１つ以上を置換する。一般に、Ｅｕは、カチオンの１０％よりも多い量では存在することがなく、その存在は、特に、置換するカチオンに対して、約０．５～１０％の範囲、より特定的には、約０．５～５％の範囲となる。用語「：Ｅｕ」は、金属イオンの一部がＥｕ（これらの例ではＥｕ^２＋）で置換されていることを示す。例えば、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ中、２％のＥｕを仮定すると、正しい式は、（Ｃａ_０．９８Ｅｕ_０．０２）ＡｌＳｉＮ_３であり得る。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、特にＣａ、Ｓｒ、又はＢａなどの、二価カチオンを置換することになる。材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕは、ＭＳ：Ｅｕとしても示すことができ、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びカルシウム（Ｃａ）から成る群から選択される、１種以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物において、カルシウム又はストロンチウム、あるいはカルシウム及びストロンチウム、より特定的にはカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍ（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置換する。更には、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕはまた、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕとしても示すことができ、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びカルシウム（Ｃａ）から成る群から選択される、１種以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物において、Ｓｒ及び／又はＢａを含む。更なる特定の実施形態では、Ｍは、Ｓｒ及び／又はＢａ（Ｅｕの存在を考慮しない）からなり、特にＢａは５０～１００％、より具体的には５０～９０％、及びＳｒは５０～０％、特に５０～１０％であり、例えば、Ｂａ_１．５Ｓｒ_０．５Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ（すなわち、７５％Ｂａ；２５％Ｓｒ）である。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍ、すなわち、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置換する。同様に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕはまた、ＭＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕとしても示されることができ、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びカルシウム（Ｃａ）から成る群から選択される、１種以上の元素であり、特に、Ｍは、この化合物において、カルシウム又はストロンチウム、あるいはカルシウム及びストロンチウム、より特定的にはカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍ（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａのうちの１つ以上）の少なくとも一部を置換する。上述のルミネッセンス材料中のＥｕは、当業者には既知であるように、実質的に二価の状態であるか、又は二価の状態のみである。

上記のように、第１の光をビーム形成すること、及び／又は第１の光の方向を変えることが望ましいだけでなく、ルミネッセンス材料光をビーム形成すること、及び／又はルミネッセンス材料光の方向を変えることも望ましい場合がある。特定の実施形態では、構成（いくつかの特定の実施形態では、特にデバイス）は、ルミネッセンス材料光をビーム形成するように構成された第２の光学要素を更に備えてもよい。特定の実施形態では、第２の光学要素は、ハーフトロイダルレンズの形状又はハーフトロイダル反射器の形状を有する。他の実施形態では、第２の光学要素は、中空反射器などのコリメータの形状を有する。

ある実施形態では、構成は、制御システムを更に備えてもよい。制御システムは、第１の光源を制御するように構成されてもよい。代替的又は付加的に、制御システムは、複数の（異なる）第１の光源を制御するように構成されてもよい。代替的又は付加的に、制御システムは、上述のアクチュエータを制御するように構成されてもよい。用語「制御すること」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ことを指す。それゆえ、本明細書では、「制御すること」及び同様の用語は、例えば、要素に対して、例えば、測定すること、表示すること、作動すること、開放すること、移行すること、温度を変更することなどの挙動を課すこと（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）などを指す場合がある。その他にも、用語「制御すること」及び同様の用語は、監視することを更に含んでもよい。それゆえ、用語「制御すること」及び同様の用語は、要素に挙動を課すこと、並びにまた、要素に挙動を課して、当該要素を監視することを含んでもよい。要素を制御することは、「コントローラ」としてもまた示され得る、制御システムにより行われることができる。それゆえ、制御システムと要素とは、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。要素は、制御システムを含んでもよい。実施形態では、制御システムと要素とは、物理的に結合されなくてもよい。制御は、有線制御及び／又は無線制御を介して行われることができる。用語「制御システム」はまた、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場合もあり、複数の異なる制御システムのうちの、例えば１つの制御システムが、マスター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が、スレーブ制御システムであってもよい。制御システムは、ユーザインタフェースを含んでもよく、又はユーザインタフェースに機能的に結合されてもよい。制御システムはまた、リモートコントローラからの命令を受信して実行するように構成されてもよい。実施形態では、制御システムは、スマートフォン又はＩ－ｐｈｏｎｅ、タブレットなどのような、ポータブルデバイスなどのデバイス上の、アプリを介して制御されてもよい。よって、デバイスは、構成（いくつかの実施形態では、照明システムなど）に必ずしも結合されていないが、構成に（一時的に）機能的に結合されてもよい。それゆえ、実施形態では、制御システムは（また）、リモートデバイス上のアプリによって制御されるように構成されてもよい。そのような実施形態では、照明システムの制御システムは、スレーブ制御システムであってもよく、又は、スレーブモードにおいて制御してもよい。例えば、構成は、コード、特にそれぞれの構成に固有のコードによって識別可能であってもよい。照明システムの制御システムは、（固有の）コードの（光学センサ（例えば、ＱＲコードリーダ）のユーザインタフェースによって入力された）知識に基づいて構成へのアクセスを有する、外部制御システムによって制御されるように構成されてもよい。構成はまた、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＩＦＩ、ＬｉＦｉ、ＺｉｇＢｅｅ、ＢＬＥ、若しくはＷｉＭａｘ、又は別の無線技術などに基づいた、他のシステム又はデバイスと通信するための手段を備えてもよい。システム、装置、デバイス又は構成は、或る「モード」又は「動作モード」又は「動作のモード」において、アクションを実行してもよい。同様に、方法においては、アクション、又は段階、又はステップが、或る「モード」又は「動作モード（operation mode）」又は「動作のモード」又は「動作モード（operational mode）」において実行されてもよい。用語「モード」はまた、「制御モード」として示される場合もある。このことは、システム、装置、デバイス又は構成がまた、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に適合されてもよいことを排除するものではない。同様に、このことは、モードを実行する前に、及び／又は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てもよいことを排除し得ない。しかしながら、実施形態では、少なくとも制御モードを提供するように適合されている制御システムが、利用可能であってもよい。他のモードが利用可能である場合には、そのようなモードの選択は、特に、ユーザインタフェースを介して実行されてもよいが、センサ信号又は（時間）スキームに応じてモードを実行することのような、他のオプションもまた可能であり得る。動作モードは、実施形態ではまた、単一の動作モード（すなわち、更なる調整可能性を有さない、「オン」）でのみ動作することが可能な、システム、装置、デバイス又は構成を指す場合もある。それゆえ、実施形態では、制御システムは、ユーザインタフェースの入力信号、（センサの）センサ信号、及びタイマーのうちの１つ以上に応じて制御してもよい。用語「タイマー」とは、クロック及び／又は所定の時間スキームを指す場合がある。

また更なる態様では、本発明は、本明細書で定義される構成を備える照明器具又はスポットライトも提供し、構成は特に、第１の光源としてレーザ光源を備えてもよい。照明器具は、筐体、光学要素、ルーバ－などを更に備えてもよい。

照明デバイス（又は、照明器具）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、自己点灯ディスプレイシステム、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、インジケータ標識システム、装飾用照明システム、ポータブルシステム、自動車用アプリケーション、（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、園芸用照明、デジタル投影、又はＬＣＤバックライトなどの一部であってもよく、若しくは、それらに適用されてもよい。

デバイスは、白色光及び／又は有色光を提供してもよい。実施形態では、デバイスは、色が提供される選択された周波数により白色に知覚され得る有色光を提供してもよい。デバイス光は、（１つ以上の動作モードにおいて）ルミネッセンス材料光を含んでもよい。構成は、１つ以上の動作モードにおいて本明細書に記載のデバイスのうちの１つ以上のデバイス光を含む光を提供してもよい。オプションとして、更なるデバイスが利用可能であってもよい。

本明細書における用語「白色光」は、当業者には既知である。白色光は特に、２０００～２００００Ｋ、特に２７００～２００００Ｋなどの、約１８００～２００００Ｋ、一般照明に関しては特に約２７００Ｋ～６５００Ｋの範囲の相関色温度（correlated color temperature；ＣＣＴ）を有する光に関する。実施形態では、バックライトの目的に関しては、相関色温度（ＣＣＴ）は、特に約７０００Ｋ～２００００Ｋの範囲であってもよい。また更には、実施形態では、相関色温度（ＣＣＴ）は特に、ＢＢＬ（black body locus；黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（standard deviation of color matching；等色標準偏差）以内、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ以内、更により特定的にはＢＢＬから約５ＳＤＣＭ以内である。

また更なる態様では、本発明は、構成を備えるプロジェクタを提供する。プロジェクタは、レーザ光源又は複数のレーザ光源を備えてもよい。光源又は複数の光源は、ヒートシンク（レーザバンク）に配置されてもよい。レーザは、ＵＶ及び／又は青色光を放出してもよい。

更に、特定の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、第３のルミネッセンス材料（又は異なる第２のルミネッセンス材料）を含んでもよい。例えば、レーザはＵＶ光を放出してもよく、ルミネッセンス材料は、青色蛍光体を含んでもよく、第２のルミネッセンス材料は、緑色／黄色蛍光体を含んでもよく、第３のルミネッセンス材料は、橙色／赤色蛍光体を含んでもよい。

実施形態では、蛍光体ホイールが、光透過セクション及び／又は光反射セクションを備えてもよい。光透過性セクションは、開口部又はディフューザであってもよい。光反射セクションは、反射器／反射材料を含んでもよい。このようにして、第１の光、例えば青色光が同様に使用されてもよい。それゆえ、そのような蛍光体ホイールの１つ以上のセクションが、第１の光の少なくとも一部を変換するために使用されてもよく、１つ以上のセクションが、第１の光を反射又は透過するために使用されてもよく、その後それ自体が使用されてもよい。それゆえ、実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素は、１つ以上の異なるルミネッセンス材料を含む１つ以上のセクションと、第１の光を反射又は透過するように構成された１つ以上のセクションとを備えてもよい。ルミネッセンス材料を含むセクションは特に、ルミネッセンス材料光を変換する（また第１の光を透過又は反射しないが、いくつかの（小さな）部分が反射及び／又は透過され得る）ように構成されている。反射性又は透過性のセクションは特に、第１の光について、ルミネッセンス材料を含むセクションよりも高い反射又は透過を有してもよい。

ここで、本発明の実施形態が、添付の概略図面を参照して例としてのみ説明され、図面中、対応する参照記号は、対応する部分を示す。
いくつかの態様及び実施形態を概略的に示す。 いくつかの態様及び実施形態を概略的に示す。 いくつかの態様及び実施形態を概略的に示す。 いくつかの態様及び実施形態を概略的に示す。 いくつかの態様及び実施形態を概略的に示す。 いくつかの態様及び実施形態を概略的に示す。 いくつかの更なる態様及び実施形態を概略的に示す。 いくつかの更なる態様及び実施形態を概略的に示す。 いくつかの更なる態様及び実施形態を概略的に示す。 いくつかの更なる態様及び実施形態を概略的に示す。 いくつかの実施形態を概略的に示す。 いくつかの実施形態を概略的に示す。 いくつかの実施形態を概略的に示す。 いくつかの実施形態を概略的に示す。 いくつかの実施形態を概略的に示す。 いくつかの実施形態を概略的に示す。概略図面は、必ずしも正しい縮尺ではない。

集束された青色レーザダイオードによってセラミック蛍光体をポンピングすることは、蛍光体変換白色ＬＥＤよりも１０～２０倍高い輝度を有する光源を作り出すことができ、よって、より狭いビーム角スポット又は小型化された照明器具を可能にする。青色レーザダイオード及びセラミックセリウムドープガーネット蛍光体の静的プレートから成る低出力狭ビーム光源が存在する。静的蛍光体構成の輝度は、特定の青色レーザ出力密度を超えてポンピングされた場合に蛍光体の熱消光を引き起こす、蛍光体の限られた熱拡散容量によって制限される。蛍光体を回転ホイールに取り付けることは、熱拡散を大幅に改善し得、より高いポンピング出力密度を可能にし得、静的蛍光体の場合よりも高い輝度をもたらし得る。そのような光エンジンは、例えば、投影システム及び舞台照明に使用することができる。回転ホイール蛍光体システムは、比較的かさばる場合がある。それゆえ、現在の静的蛍光体解決策よりも高い輝度を提供しながら、現在の回転蛍光体ホイール解決策よりもコンパクトである、レーザベースの光エンジンが必要とされている。

とりわけ、回転透明ロッドにリングとして取り付けられているセラミック蛍光体によって青色レーザ光が変換される、コンパクトなレーザ光エンジンが記載される。レーザ光は、ロッドの内側からの光を蛍光体に集束させるドーム状端部を通ってロッドに入る。回転ロッドは、サファイアから作ることができ、蛍光体の改善された熱管理をもたらす。これは、蛍光体ホイール解決策と比べてコンパクトなシステム、静的蛍光体解決策と比べて高い輝度を提供し得る。

本明細書に記載されるいくつかの実施形態の動作原理が、図１ａに示されている。例えばサファイアで作られた透明ロッドが、回転金属シャフトに取り付けられている。サファイアロッドは、青色レーザビームが導通される透明なドーム状キャップを有する。ドームは、レンズとして機能し、セラミック蛍光体材料のリングが取り付けられている、サファイアロッドの円筒部分にあるスポットに青色光を集束させる。それゆえ、とりわけ、回転ロッド上の蛍光体が提案される。例では、サファイアロッドは、青色レーザのための集束レンズとして機能する半球形キャップを有する。焦点は、リング形状の蛍光体が配置されている、ロッドの内面にある。この例では、半径ロッド＝５ｍｍ、波長＝４５０ｎｍ、屈折率＝１．７７９４、入射角（α）＝３８°での最も鮮明な焦点、蛍光体リングの位置＝キャップから３．９ｍｍである。入射角については、図１ａを参照されたい。

図１ａは、デバイス１０００を備える構成１の実施形態を概略的に示す。デバイス１０００は、ルミネッセンス材料を含む要素１００及び光透過要素２００を備える。更に、この実施形態では、デバイス１０００は、（熱伝導性も有し得る光透過要素２００の他に）熱伝導性材料を備える。デバイス１０００は、第１のデバイス軸Ａ１を有する。これは、回転軸であってもよい。

ルミネッセンス材料を含む要素１００は、（実施形態では、青色光であり得る）第１の光１１が照射されるとルミネッセンス材料光１１１を放出するように構成されたルミネッセンス材料１１０を含む。ルミネッセンス材料を含む要素１００は、第１の長さＬ１及び第１の長さＬ１に垂直な固有の第１の寸法Ｄ１を有する。例えば、実施形態では、Ｄ１／Ｌ１＜１である。ルミネッセンス材料を含む要素１００は、第１のデバイス軸Ａ１からゼロでない第１の距離ｒ１の所に構成されている。更に、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、第１のデバイス軸Ａ１を少なくとも部分的に取り囲んでいる。

光透過要素２００は、第１の光１１に対して透過性である。光透過要素２００は、（第１の光１１のための）要素光入射部２０１及び（第１の光１１のための）要素光出射部２０２を備える。要素光出射部２０２とルミネッセンス材料１１０は、放射的に結合されている。（ｉ）第１のデバイス軸Ａ１が、光透過要素２００を横切る、（ｉｉ）光透過要素２００が、第１のデバイス軸Ａ１を少なくとも部分的に取り囲んでいる、のうちの１つ以上が当てはまり得る。ここでは、第１の条件が当てはまり、実際には第２の条件も当てはまる。

ルミネッセンス材料を含む要素１００は、リングの大きい方の直径などの（第１のデバイス軸に対する）第２の外径を有してもよい。更に、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、リングによる小さい方の直径などの（第１のデバイス軸に対する）第３の最小直径又は内径を有してもよい。第３の直径は特に、実施形態では、第１の距離ｒ１に等しくてもよい。第３の直径は、実施形態では、第１の外径よりも小さくてもよいが、後者は、第２の外径よりも小さくてもよい。例えば、リングは、ドームよりも大きな直径、例えば、実施形態では、ドーム直径よりも１～２０％大きな直径を有してもよい。このことは、光が上面からだけでなく、蛍光体の側部小面からも出る可能性があるので、蛍光体からの光抽出を改善し得る。

ルミネッセンス材料を含む要素１００は、（ａ）光透過要素２００及び（ｂ）オプションの熱伝導要素３００のうちの１つ以上と熱接触している。

図１ａは、ルミネッセンス材料を含む要素１００が、光透過要素２００及び／又は（オプションの）熱伝導要素３００に機械的に結合されている、実施形態も概略的に示す。後者は、ヒートシンクであってもよく、又はヒートシンクに熱的に結合されてもよい。特定の実施形態では、光透過要素２００は、少なくとも１０Ｗ／ｍ／Ｋの熱伝導率を有する。よって、デバイス１０００は、そのような熱伝導要素３００を更に備えてもよい。特に、熱伝導要素３００は、光透過要素２００と熱接触してもよい。熱伝導要素３００は、ヒートシンクであってもよく、又はヒートシンクに熱的に結合されてもよい（図示せず）。

実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、第１のデバイス軸Ａ１を取り囲んでおり、円形、四角形、六角形、八角形及び十角形から選択される形状を有する。図１ｂ及び図１ｃも参照されたい。例えば、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、リングのような形状を有してもよい。第１の長さＬ１は、円の長さＬｃであってもよい。円の長さは、リングのような形状の平均周長であってもよい。固有の第１の寸法Ｄ１は、ルミネッセンス材料を含む要素１００の高さＨ１又は幅Ｗ１であってもよい。特定の実施形態では、Ｄ１／Ｌ１≦１０である。

参照符号ＢＡは、本体軸を示す。そのような本体軸は、ルミネッセンス材料を含む要素の外面に対して長さ平均距離の所に構成されてもよい。断面（図１ｂの破線の四角形を参照）では、それは、断面（四角形）の中央である。

図１ｃを参照すると、リングのような形状の場合、リングは、円の長さ（すなわち、２^＊π^＊ｒ、ｒは、例えば、リングの最大半径と最小半径との間）の平均半径であり得る）と本質的に同じである第１の長さ（以下も参照）を有してもよい。固有の第１の寸法は、高さＨ１又は幅Ｗ１であってもよいが、特に、第１の長さに垂直なリングのような形状の断面の円相当径（図示せず）であってもよい。平均半径は、１／２^＊Ｗ及び１／２^＊Ｈ１にある本体軸によって規定されてもよい。ルミネッセンス材料を含む要素の任意の断面は、中点を有してもよい。中点同士を結ぶと、本体軸（破線）が得られ得る。

円形状の代わりに、形状は、四角形、六角形、八角形又は十角形であってもよい。特に、形状は、円形、六角形、八角形又は十角形であってもよい。更により特定的に、（リングのような）円形である。

実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、ルミネッセンス材料１１０を含むセラミック本体を備えてもよい。また他の実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、ポリマ本体１２０であって、ルミネッセンス材料１１０が内部に分散したポリマ本体１２０を備えてもよく、ポリマ本体１２０は、ポリマ材料１２５を含む。ルミネッセンス材料１１０は、ポリマ材料１２５の内部に分散してもよい。ある実施形態が、図１ｄに概略的に示されている。図１ｄは、ルミネッセンス材料を含む要素１００の実施形態の断面を概略的に示す。ポリマ材料１２５は、例えば、シリコーンを含んでもよい。

とりわけ図１ａに概略的に示されるように、光透過要素２００は、曲面２１５を有するドーム状本体２１０を備えてもよい。曲面２１５の少なくとも一部が、要素光入射部２０１を備える。実施形態では、曲面２１５の別の部分のような、ドーム状本体２１０の別の部分、又は図１ａのようなまた別の部分などが、光出射部２０２を備えてもよい。光透過要素２００は、透過要素軸Ａ２を有する。ここで、この実施形態では、第１のデバイス軸Ａ１と透過要素軸Ａ２は（本質的に）一致する。特に、ドーム状本体２１０は、ルミネッセンス材料を含む要素１００の上又は中に（第１の光源の）第１の光１１を集束させるように構成されてもよい。

図１ａ及び図１ｂに概略的に示されるように、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、光透過要素２００を少なくとも部分的に取り囲んでいる。ルミネッセンス材料を含む要素１００は、要素入射部１０１及び要素出射部１０２を備えてもよい。少なくとも、図１ａ及びいくつかの他の図に概略的に示される実施形態では、ルミネッセンス材料を含む要素１００が特に、透過モードで構成されている、ルミネッセンス材料の少なくとも一部が、要素入射部１０１と要素出射部１０２との間に構成されている。反射モード（以下を参照）では、要素入射部１０１と要素出射部１０２は、実施形態では、重複してもよく、又は一致してもよい。要素入射部１０１と要素光出射部２０２は、放射的に結合されている。実施形態では、特に反射モードでは、要素入射部１０１は、要素出射部１０２よりも第１のデバイス軸Ａ１の近くに構成されてもよい。

ルミネッセンス材料を含む要素１００は、リング形状を有してもよい。ルミネッセンス材料を含む要素１００は、単一のルミネッセンス材料１１０を含んでもよい。しかし、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、複数の異なるルミネッセンス材料１１０も含んでもよく、それらは、オプションとして別個に構成されてもよい。よって、ルミネッセンス材料を含むリング状要素（「蛍光体リング」）１００は、単一のルミネッセンス材料１１０を含んでもよく、図１ｅの実施形態Ｉを参照されたい。しかし、代替的な実施形態では、ルミネッセンス材料を含むリング状要素１００は、図１ｅの実施形態ＩＩに概略的に示されるように、例えば、ＲＧＢＹのセクタにセクタ化されてもよい。このことは、カラーレンダリングを改善するために、又は用途ニーズに応じて色温度を適合するために適用されてもよい。１つ以上の光源が適用されてもよい。異なるルミネッセンス材料１１０が適用される場合、オプションとして、異なるタイプの光源を適用して、異なるルミネッセンス材料に最適化された光源光を提供してもよい。異なるセクタ又はセクションの異なるルミネッセンス材料が、参照符号１１０'、１１０''、１１０'''及び１１０''''で示されている。ここで、例として、４つの異なるルミネッセンス材料が適用される。しかし、より少ない又はより多い異なるルミネッセンス材料が適用されてもよい。１つ以上のセクションはまた、反射性又は透過性であってもよい（かつ（他の）ルミネッセンス材料も励起する光源によって励起され得るルミネッセンス材料を本質的に含まない）。異なるルミネッセンス材料は、全てが同じ第１の光源によって励起され得るように選択されてもよい。しかし、代替的又は付加的に、２つ以上の異なる第１の光源が、異なるルミネッセンス材料を励起するために適用されてもよく、それにより、光源のうちの少なくとも１つが、ルミネッセンス材料のうちの少なくとも１つを励起できてもよい。２つ以上の異なる第１の光源のうちの２つ以上が、同じルミネッセンス材料を励起し得る可能性もある。

図１ｆは、３つの変形形態を概略的に示す。第１の変形形態Ｉは、ルミネッセンス材料を含むディスク様要素１００である。特に、そのような変形形態は、本明細書に記載の実施形態の全てでなければ、ほとんどの部分でない場合がある。変形形態ＩＩは、ルミネッセンス材料を含むディスク様要素１００を概略的に示し、それは、光透過要素２００の光透過性材料の周りに構成されてもよい。光透過要素２００の光透過性材料はまた、ルミネッセンス材料を含むディスク様要素１００の上方若しくは下方にあってもよく、又は同要素を挟んでもよい（すなわち、上方及び下方で）ことに留意されたい。変形形態ＩＩは、より多くのルミネッセンス材料光１１１が、縁部からよりも上層又は下層から出ることができる、実施形態を概略的に示す。しかし、変形形態ＩＩＩは、より少ないルミネッセンス材料光１１１が、縁部からよりも上層又は下層から出ることができる、実施形態を概略的に示す。

とりわけ、変形形態ＩＩ及びＩＩＩは、ルミネッセンス材料を含む要素の外面の少なくとも２５％、例えば、少なくとも約５０％、５０～７５％などが、（ａ）光透過要素及び（ｂ）オプションの熱伝導要素のうちの１つ以上と熱接触していることを可能にする（例えば、図１ａ、図２ａ及び図２ｂを参照）。

図面に概略的に示されるように、デバイス軸は、ルミネッセンス材料を含むリング状要素に平行な平面に垂直に構成されてもよい。

オプションとして、図２ａの左側（実施形態Ｉ）に示されるように、変換された光のより高い収集効率のためにダイクロイックコーティングが施される（実施形態Ｉ）。図２ａの右側の実施形態ＩＩでは、透明ロッドが、場合によっては円筒レンズと組み合わせて、変換された光をコリメートするための放物面状領域を有し得ることが示されている。参照符号２４０がダイクロイックコーティングを指し、参照符号２５０が放物面反射器を指す。この放物面反射器は、本質的に、光透過要素２００の形状によって設けられる。それゆえ、実施形態では、光透過要素２００の少なくとも一部が、ルミネッセンス材料光１１１のための放物面反射器２５０として構成されてもよい。それゆえ、オプションとして、変換された光のより高い収集効率のために、ダイクロイックコーティングが施されてもよい（実施形態Ｉ）。オプションとして、透明ロッドが、変換された光をコリメートするための放物面状領域を有してもよい（実施形態ＩＩ）。

実施形態Ｉは、透過モードの実施形態でもあるが、実施形態ＩＩは、反射モードの実施形態である。

実施形態Ｉでは、ルミネッセンス材料を含む（リング状）要素は、光透過要素２００から突出している。実施形態ＩＩでは、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、（ある種の）放物面反射器が形作られるように形成されている空洞内に構成されている。曲率は、集束を更に支援し得る。反射（特に、ルミネッセンス材料光１１１の逆反射）は、両方の実施形態で、反射器２４０によって低減され得る。特に、反射器２４０は、第１の光１１に対して透過性であるが、ルミネッセンス材料光１１１に対して反射性である。それゆえ、反射器２４０は、ダイクロイックコーティングのようなダイクロイック反射器であってもよい。

実施形態では、熱伝導要素３００は、光透過要素２００の単一の面に熱的に結合されてもよい。熱結合は、接触面を増加させることによって高められてもよい。実施形態では、銅シャフト（又は他の金属シャフト）などの熱伝導要素は、熱伝達経路を改善する、又は強制対流を作り出すために、図２ｂに示されるように拡張又は適合されてもよい。図２ｂの実施形態の断面図が、図２ｃに概略的に示されている。参照符号３０１は、熱伝導要素３００の壁要素の開口部を指す。それゆえ、熱伝導要素３００は、光透過要素２００が少なくとも部分的に存在する中空部を備えてもよい。更に、熱伝導要素３００は、光透過要素２００を少なくとも部分的に囲む壁部を備えてもよく、その壁部は、開口部３０１であって、ルミネッセンス材料を含む要素１００のための、又はルミネッセンス材料を含む要素１００から開口部３０１を介してルミネッセンス材料光１１１を出すための開口部を備えてもよい。

図２ｄは、第１の光１１を生成するように構成された第１の光源１０を更に備える、構成１の実施形態を概略的に示す。特に、第１の光源１０は、レーザＬＥＤなどのレーザ光源を備える。レーザ光のコリメーションの少なくとも一部が、ここではドームを備える光透過要素２００によって提供されてもよい。

また、図２ｄは、構成１が、ルミネッセンス材料を含む要素１００を第１のデバイス軸Ａ１を中心に回転させるように構成されたアクチュエータ４００を更に備える、実施形態を概略的に示す。特に、構成１の動作モード中に、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、第１のデバイス軸Ａ１を中心に回転し、第１の光源１０は、回転するルミネッセンス材料を含む要素１００に対して静止して構成されている。構成は、単一の光源１０を備えてもよい。しかし、他の実施形態では、２つ以上の光源１０が利用可能であってもよい。また更なる実施形態では、２つ以上の異なるタイプの第１の光源１０が利用可能であってもよい。

それゆえ、とりわけ、本発明は、青色レーザ光が通ってセラミック蛍光体のリング状領域に集束されるドーム状エンドキャップを備えた回転する透明ロッドを備えるレーザ光エンジンを提供する。ロッドは、サファイア製であってもよい。蛍光体リングは、例えば、ＲＧＢＹにセクタ化されてもよい。ダイクロイックコーティングが、効率を高めるために施されてもよい。更に、ロッドは、熱経路を改善するように適合されているシャフトに取り付けられてもよい。これは、例えば、小売スポット、娯楽スポット、狭いビーム幅スポットなどとして使用される、良好な色品質を有する高い明るさの光源を可能にし得る。

ドーム状キャップを示されたように通って蛍光体をポンピングすることにより、熱拡散容量が改善されるようである。このことを証明するために、熱シミュレーションモデルを使用した。これらのシミュレーションでは、温度分布が、リング状蛍光体全体にわたって分布する３０Ｗの熱入力を仮定して計算される。これは、１００Ｗの青色レーザ光によって１ｍｍ^２のスポットをポンピングするときに発生する熱に相当する。ロッドの高速回転により、この熱は、蛍光体リング全体に広がる。冷却は、空気中への対流及び銅シャフトを通した伝導によって行われる。モデルでは、集束レーザスポット内の温度がどの程度であるかは計算されないが、蛍光体リング、すなわち、ロッドの回転によってレーザスポットに入る蛍光体の準定常的な温度分布がどの程度になるかが計算される。２つの状況、すなわち、意図されるように、青色レーザ光がサファイアロッドを通って入射する状況（例えば、図２ａを参照）と、レーザ光が空気から入射する他の状況（図２ａの参照符号Ｒ１１を参照）とが比較される。驚くべきことに、両方の場合で、最高温度は、蛍光体－空気界面にあるが、左側の場合、レーザは、サファイア－蛍光体界面に入射する。それぞれのＴｍａｘは、９１．９℃及び９９．５℃である。更に、レーザが入る側での蛍光体の温度はそれぞれ、８７．５℃及び９９．５℃である。ΔＴ＝１２℃の相当かつ有意な温度差がある。それゆえ、蛍光体の熱消光を防止するために、青色レーザ光がサファイアロッドを通って入射する場合が有利であると結論付けられる。（３０Ｗの代わりに５Ｗに熱の入力が低減された）熱モデルシミュレーションでは、蛍光体の温度は、内側からポンピングする場合に内側で５９℃に達し、外側からポンピングする場合に外側で１１１℃に達し、５２℃の差である。

レーザベース光源の構造は、青色ポンプレーザと、透過モード又は反射モードのいずれかで照明される（通常はＹＡＧ：Ｃｅベースの）セラミック蛍光体とを備えてもよい。蛍光体変換レーザポンプ源は全て、本質的にランベルトエミッタであり、明るさが特に、放出フラックスの量及び光源の面積によって決定され得る。光源の明るさを最大化するために、蛍光体の面積が最小化される傾向にあり、ポンプレーザ光の指向性が、これらの小さな蛍光体領域に高いポンプ出力を伝達することを可能にする。また、高い明るさを達成する可能性を通常制限する要因は、レーザポンプの（通常、モジュール及び蛍光体の構造に応じて１０～３０Ｗ／ｍｍ^２の範囲にある）高い出力密度から生じる高温での蛍光体の熱消光である。反射型又は透過型ポンピング構造では、蛍光体は、高い熱伝導率を有する透明材料に埋め込まれたか、又は高反射性基材を有する金属ヒートシンクに熱的に取り付けられたかのいずれかの、コンパクトな規則的形状（円形、正方形、六角形）を有し得る。（例えば、娯楽用照明器具の場合に１０ｋｌｍ（キロルーメン）の範囲にある）高い光束の伝達を必要とするレーザベース源の場合、蛍光体のサイズが急速に増大し、（サンプルの中心における）冷却及びホットスポットの形成に伴うより多くの問題をもたらし得る。

反射モードで使用され、（約数ミクロンの最適化された厚さでシリコーン結合された）ヒートシンクと同様の熱界面を有する異なるサイズ範囲の蛍光体サンプルの性能比較を行った。最大温度にあり、面積１０ｍｍ^２のサンプルの熱消光を開始する、異なるサイズのシリコーン結合された蛍光体サンプルを用いた熱光学試験の結果を生成した。実現された最大出力密度は、１８Ｗ／ｍｍ^２であった。同様に、０．５×０．５ｍｍ^２のより小さな蛍光体について結果を生成した。より小さな蛍光体サンプルは、（０．５×０．５ｍｍ^２のサンプルによって）およそ３０Ｗ／ｍｍ^２を超えるポンプ出力密度に達することができたが、大きな蛍光体サンプル（１０ｍｍ^２）の場合、熱消光効果が、１７Ｗ／ｍｍ^２のレベルですでに現れる（全て、ヒートシンクへのシリコーン結合を用いた）。したがって、高いフラックス、それゆえ、より大きな蛍光体面積が必要とされる光源の場合、より良好な熱管理をもたらす代替的な蛍光体の幾何学的形状が好ましい場合がある。

本明細書では、同じ面積の規則的形状の上面発光型蛍光体と比較して、より良好な熱管理及び最終的により高い明るさを可能にする、レーザベース光源の代替的な蛍光体の幾何学的形状が提案される。これらの代替的な光源形状により光を効果的に管理することが可能であり、同等のコリメートビーム性能をもたらすようである。

とりわけ、それは、（再び）図１ｆに関連付けられる。蛍光体のコンパクトな規則的形状の２つの代替案が提案される。可能な形状が、図１ｆの変形形態ＩＩ及びＩＩＩに図示されている。変形形態Ｉは、蛍光体のコンパクトな形状を示し、変形形態ＩＩ及びＩＩＩはそれぞれ、上面発光型蛍光体を有する代替的なリング形状及び側面発光型蛍光体を有する代替的なリング形状を示している。それゆえ、上面発光型の（円）形状の代替として、上面発光型リング源又は側面発光型リング源が提案される。高強度レーザ励起の場合の代替的な蛍光体源の形状の幾何学的形状は、より良好な横方向の熱拡散に有利であり、ホットスポット形成の可能性を低減し得、最終的にはより高い源の明るさを達成可能にする。

蛍光体変換器の規則的な２次元形状は、ＬＥＤに使用されてもよいが、レーザ変換光源に使用されてもよい。それらは、コンパクトであり得、容易な光管理を可能にし得る。光操作／ビーム形成のための光源の理想的な開始状況は、点源であり得る。また、より高いフラックス出力が必要とされる場合、ヒートシンクに対する熱界面の実際的な制限及び蛍光体上の最大レーザポンプ出力密度により、蛍光体サイズも増大し得る。規則的な２次元形状源からのヒートシンクへの熱伝達は、蛍光体平面に（横方向に）入り、ヒートシンクに直接進む。横方向の熱拡散は、より大きな変換器サイズに対して効率が低くなるようである。したがって、横方向の熱伝達をより効率的にするために、２次元の蛍光体形状から１次元形状になることが有益であり得る。円形状を線形状に換えることが、オプションとなり得るが、線源による効率的な光管理（例えば、狭い光のコリメートビームを作ること）は、困難なようである。線源を閉じてリングにし、よって、より効率的な熱拡散を有する準１次元の蛍光体リング形状を作ること（とりわけ、図１ｆの変形形態ＩＩ及びＩＩＩを参照）は、光管理をより容易にもする。

本明細書に記載及び／又は図示される例では、異なるリング形状源から始まる同等のコリメートビームを作ることが可能なようである。狭いコリメートビームを作り出すために、各源タイプと組み合わされた反射器光学部品をモデル化した。同等の結果を有するために、源形状が異なる等しい放出面積１０ｍｍ^２及び最大固定反射器直径５０ｍｍを有することを選択する。

参照状況として、面積１０ｍｍ^２（φ３．５７ｍｍ）の上面発光型円形蛍光体を選択する。同じ直径φ３．５７ｍｍの側面発光型リング蛍光体は、同じ発光面積１０ｍｍ^２を有するために、蛍光体層の幅０．８９ｍｍを有するであろう。また、リング厚さ０．９ｍｍの上面発光型リングは、内径６．６ｍｍ及び外径７．５ｍｍを有するであろう。光源よりも２６．２ｍｍ高い放物面反射器と組み合わされた参照源は、中央ビーム出力５２．１ｃｄ／ｌｍの５．６°ＦＷＨＭのコリメートビームをもたらす。反射器の高さは、ビーム幅、及び反射器壁と相互作用しない制御されていない流出光の量を決定する。ここで、参照状況として（源から）２６．２ｍｍの反射器高さを選択した。

蛍光体変換器の代替的な形状が、リング形状であり、蛍光体幅が、周囲に沿ったその長さよりもはるかに小さい。蛍光体リング直径３．５７ｍｍ及び蛍光体幅０．８９ｍｍを有するそのような構造の例が、図３ｂに示されている。この例示的な実施形態では、蛍光体が、良好な熱伝導性材料（例えばサファイア）から作られた光学的に透明なロッドに取り付けられている。例では、光が、蛍光体上に焦点を有する放物面反射器によって収集及びコリメートされる。反射器の同じ出力直径を用いると、これは、中央ビーム出力４８．３ｃｄ／ｌｍの５．７５°ＦＷＨＭのビームをもたらす。蛍光体ポンピングは、ロッド上部の反射器を使用して、ポンプビームを蛍光体リングの方に向けることによって実現することができる。透明ロッドは、円形断面を有することができるが、多角形（例えば六角形）断面を有することもできる。ロッドは、システムにおける更なる熱除去を促すために金属ヒートシンクに取り付けることができる。この構成の光学性能は、コンパクトな参照源の元の性能と非常に類似しているが、同時に、この発想は、より高い明るさが達成され得るように、熱管理における追加の利点をもたらす。

それゆえ、実施形態（例えば、図３ａを参照）では、光透過要素２００は、ルミネッセンス材料を含む要素１００の方へ、レーザ光源などの第１の光源１０からの第１の光１１の方向を変えるように、かつ／又はルミネッセンス材料光１１１の方向を変えるように構成された第１の反射要素２２０を備えてもよい。特に、構成１の動作モードでは、第１の光源１０は、ルミネッセンス材料を含む要素１００に対して静止して構成されている。参照符号２０は、レーザＬＥＤなどの光源１０のためのビーム形成光学部品を指す。

また、図３ａは、第１の反射要素２２０が、ルミネッセンス材料を含む要素１００にわたって第１の光１１を分散させるように構成されている、実施形態も示す。よって、特に、ルミネッセンス材料を含む要素１００は、リング状構造を有してもよい。更に、図３ｂは、構成１が、ルミネッセンス材料光１１１をビーム形成するように構成された第２の光学要素２３０を更に備える、実施形態を示す。図３ａのデバイス１０００は、図３ｂの第２の光学要素２３０内に少なくとも部分的に配置されてもよい。このようにして、横方向に放出されるルミネッセンス材料光１１１は、ルミネッセンス材料光１１１の（より）コリメートされたビームとして、第２の光学要素２３０の出口を介して構成１から離れることができる。

図４ａは、（透過構成にある）上面発光型リング状蛍光体二重反射器の実施形態を概略的に示す。第１の内部反射器は、回転放物面の形状を有し、光のコリメートビームを第２の反射器の方へと側方に向ける。この第２の反射器は、供給源に垂直な方向に光の方向を変えるように傾斜したほぼ直線状の壁を有する。制御されていない流出光の量は、第１の反射器の焦点及びサイズによって決定される。モデル化されたビーム幅は３．１°ＦＷＨＭであり、中央ビーム出力は３４．５ｃｄ／ｌｍである。この例では、制御されていない光の量が多いため、ビーム強度を犠牲にして、参照状況よりも更に狭いビームに達することが可能である。この構成の利点の１つは、反射器の高さ（図示の例では１５ｍｍ）が低減され得ることである。提示された設計例は、この構造での最終的な性能数を表すものではなく、むしろ、更に最適化され得る可能な光学的解決策の例示として示されている。例えば、蛍光体リングの上部に置かれたハーフトロイダルレンズを有する、図４ａ～図４ｂに図示されるようなリング源を用いたビーム形成のためのレンズ光学部品を使用することも可能である。ポンプレーザビームを形成してリングにするために使用される光学部品の例として、平行な（又はわずかに収束している）レーザビームを蛍光体励起のためのリング形状に変換するアキシコンタイプのレンズが示されている。

図４ａは、デバイス１０００が、ルミネッセンス材料光１１１をビーム形成するように構成されたそのような第２の光学要素２３０を更に備える、実施形態を概略的に示す。ここで、例として、第２の光学要素２３０は、ハーフトロイダルレンズ形状を有する。参照符号２０'及び２０''は、レーザＬＥＤなどの光源１０のためのビーム形成光学部品２０を指す。

図４ｂは、更なる第２の光学要素２３０を含む代替的な構成を概略的に示す。参照符号２３１及び２３２はそれぞれ、外側及び内側反射器を指す。それゆえ、図４ａ及び図４ｂには、代替的に使用され得る異なる解決策が示されている。図４ａのデバイス１０００は、図４ｂの第２の光学要素２３０に少なくとも部分的に配置されてもよい。

図５は、反射構造を有する上部エミッタの実施形態を概略的に示す。蛍光体からのより効率的な熱除去のために、反射構造が好ましい。蛍光体リングが、高反射面を有する（金属）ヒートシンクに取り付けられている。蛍光体の上方には、軸方向回転対称の光学要素が置かれている。要素は、入射する青色レーザビームを蛍光体上のポンプ光のリングに集束させるレンズとして機能する。要素の上部には、青色光を透過し、緑色～黄色の蛍光体変換光を反射するダイクロイックコーティングが施されている。蛍光体からの変換された光は、このコーティングによって側方に反射され、反射器の方に導かれ、反射器は、光のコリメートビームを捉えて源に垂直な遠距離場へと導く。

本発明は、高い明るさの源が必要とされる用途、例えば、小売照明及びサービス業照明、娯楽照明に適用され得る。とりわけ、本発明は、蛍光体が準１次元性（一方向の寸法（幅）が、他の方向（長さ又は周長）の寸法よりもはるかに小さなリング状蛍光体）を有する、静的レーザポンプ蛍光体構成を提供し得る。実施形態では、外周形状が、円形、（正方形）、六角形などである。実施形態では、蛍光体が、良好な熱伝導率（例えば、サファイア）又は非透明のヒートシンク（例えば、銅若しくはセラミック又は組み合わせ）を有する透明光学材料に取り付けられる。また更に、実施形態では、蛍光体発光の主要な方向が、蛍光体形状の平面に垂直であり（例えば、上面発光型リング）、又は蛍光体形状の面内である（側面発光型リング）。

図６を参照すると、本発明は、本明細書に定義されるような構成１を備える、照明器具２又はスポットライト３も提供する。特に、構成１は、レーザ光源を備える第１の光源１０を備えてもよい。参照符号１３００は制御システムを指し、参照符号１３０１は、制御システム１３００に機能的に接続されたユーザインタフェースを指す。参照符号１０００１は、１つ以上の動作モードにおいて１つ以上のデバイスの少なくともルミネッセンス材料光を含む、照明器具又はスポットライトの光を指す。

用語「複数」は、２つ以上を指す。

本明細書の用語「実質的に（substantially）」若しくは「本質的に（essentially）」、及び同様の用語は、当業者には理解されるであろう。用語「実質的に」又は「本質的に」はまた、「全体的に（entirely）」、「完全に（completely）」、「全て（all）」などを伴う実施形態も含み得る。それゆえ、実施形態では、実質的に又は本質的にという形容詞はまた、削除される場合もある。適用可能な場合、用語「実質的に」又は用語「本質的に」はまた、９５％以上、特に９９％以上、更により特定的には９９．５％以上などの、１００％を含めた９０％以上にも関連し得る。

用語「備える（comprise）」は、用語「備える（comprises）」が「から成る（consists of）」を意味する実施形態もまた含む。

用語「及び／又は」は、特に、「及び／又は」の前後で言及された項目のうちの１つ以上に関連する。例えば、語句「項目１及び／又は項目２」、及び同様の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ以上に関連する場合もある。用語「含む（comprising）」は、一実施形態では、「から成る（consisting of）」を指す場合もあるが、別の実施形態ではまた、「少なくとも定義されている種、及びオプションとして１つ以上の他の種を包含する」も指す場合がある。

更には、明細書本文及び請求項での、第１、第２、第３などの用語は、類似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、連続的又は時系列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、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書で説明又は図示されるもの以外の、他の順序での動作が可能である点を理解されたい。

本明細書では、デバイス、装置、又はシステムは、とりわけ、動作中について説明されてもよい。当業者には明らかとなるように、本発明は、動作の方法、又は動作中のデバイス、装置、若しくはシステムに限定されるものではない。

上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく、むしろ例示するものであり、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの代替的実施形態を設計することが可能となる点に留意されたい。

請求項では、括弧内のいかなる参照符号も、その請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。

動詞「備える、含む（to comprise）」及びその活用形の使用は、請求項に記述されたもの以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。文脈が明らかにそうではないことを必要としない限り、明細書本文及び請求項の全体を通して、単語「含む（comprise）」、「含んでいる（comprising）」などは、排他的又は網羅的な意味ではなく包括的な意味で、すなわち、「含むが、限定されない」という意味で解釈されたい。

要素に先行する冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数のそのような要素が存在することを排除するものではない。

本発明は、いくつかの個別要素を含むハードウェアによって、及び、好適にプログラムされたコンピュータによって実施されてもよい。いくつかの手段を列挙する、デバイスの請求項、又は装置の請求項、又はシステムの請求項では、これらの手段のうちのいくつかは、１つの同一のハードウェア物品によって具現化されてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。

本発明はまた、デバイス、装置、若しくはシステムを制御し得るか、又は、本明細書で説明され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。また更には、本発明はまた、デバイス、装置、若しくはシステムに機能的に結合されているか、又は、デバイス、装置、若しくはシステムによって含まれている、コンピュータ上で実行されると、そのようなデバイス、装置、若しくはシステムの１つ以上の制御可能要素を制御する、コンピュータプログラム製品も提供する。

本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、デバイス、装置、若しくはシステムに適用される。本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、方法又はプロセスに関する。

本特許で論じられている様々な態様は、更なる利点をもたらすために組み合わされることも可能である。更には、当業者は、実施形態が組み合わされることが可能であり、また、３つ以上の実施形態が組み合わされることも可能である点を理解するであろう。更には、特徴のうちのいくつかは、１つ以上の分割出願のための基礎を形成し得るものである。

Claims (15)

1. デバイスを備える構成であって、前記デバイスが、ルミネッセンス材料を含む要素及び光透過要素を備え、
   前記デバイスが、第１のデバイス軸を有し、
   前記ルミネッセンス材料を含む要素が、第１の光が照射されるとルミネッセンス材料光を放出するように構成されたルミネッセンス材料を含み、前記ルミネッセンス材料を含む要素が、第１の長さＬ１及び前記第１の長さＬ１に垂直な固有の第１の寸法Ｄ１を有し、Ｄ１／Ｌ１＜１であり、前記ルミネッセンス材料を含む要素が、前記第１のデバイス軸からゼロでない第１の距離の所に構成されており、前記ルミネッセンス材料を含む要素が、前記第１のデバイス軸を少なくとも部分的に取り囲んでおり、
   前記光透過要素が、前記第１の光に対して透過性であり、前記光透過要素が、要素光入射部及び要素光出射部を備え、前記要素光出射部と前記ルミネッセンス材料とが、放射的に結合されており、（ｉ）前記第１のデバイス軸が、前記光透過要素を横切る、（ｉｉ）前記光透過要素が、前記第１のデバイス軸を少なくとも部分的に取り囲んでいる、のうちの１つ以上が当てはまり、
   前記ルミネッセンス材料を含む要素が、（ａ）前記光透過要素及び（ｂ）オプションの熱伝導要素のうちの１つ以上と熱接触しており、
   前記光透過要素が、曲面を有するドーム状本体を備え、前記曲面の少なくとも一部が、前記要素光入射部を備え、前記光透過要素が、透過要素軸を有し、前記第１のデバイス軸と前記透過要素軸が一致している、構成。
2. 前記ルミネッセンス材料を含む要素が、前記光透過要素及び／又はオプションの前記熱伝導要素に機械的に結合されている、請求項１に記載の構成。
3. 前記ルミネッセンス材料を含む要素が、前記第１のデバイス軸を取り囲んでおり、円形、四角形、六角形、八角形及び十角形から選択される形状を有する、請求項１又は２に記載の構成。
4. 前記ルミネッセンス材料を含む要素が、リングのような形状を有し、前記第１の長さＬ１が、円の長さであり、前記固有の第１の寸法Ｄ１が、前記ルミネッセンス材料を含む要素の高さ又は幅であり、Ｄ１／Ｌ１≦１０である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構成。
5. 前記ルミネッセンス材料を含む要素が、前記ルミネッセンス材料を含むセラミック本体を備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構成。
6. 前記ルミネッセンス材料を含む要素が、ポリマ本体であって、前記ポリマ本体内に分散した前記ルミネッセンス材料を含むポリマ本体を備え、前記ポリマ本体が、シリコーンを含むポリマ材料を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構成。
7. 前記ルミネッセンス材料を含む要素が、サファイアロッドに取り付けられている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の構成。
8. 前記ドーム状本体が、前記ルミネッセンス材料を含む要素の上又は中に前記第１の光を集束させるように構成されている、請求項１に記載の構成。
9. 前記第１の光を生成するように構成された第１の光源を更に備え、前記第１の光源が、レーザ光源を含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の構成。
10. 前記構成が、前記ルミネッセンス材料を含む要素を前記第１のデバイス軸を中心に回転させるように構成されたアクチュエータを更に備え、前記構成の動作モード中に、前記ルミネッセンス材料を含む要素が、前記第１のデバイス軸を中心に回転し、前記第１の光源が、回転する前記ルミネッセンス材料を含む要素に対して静止して構成されている、請求項９に記載の構成。
11. 前記ルミネッセンス材料を含む要素が、前記光透過要素を少なくとも部分的に取り囲んでおり、前記ルミネッセンス材料を含む要素が、要素入射部及び要素出射部を備え、前記要素入射部と前記要素光出射部とが、放射的に結合されており、前記要素入射部が、前記要素出射部よりも前記第１のデバイス軸に近接して構成されている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の構成。
12. 前記光透過要素が、前記ルミネッセンス材料を含む要素の方へ、請求項９に記載の前記第１の光源からの前記第１の光の方向を変える、かつ／又はルミネッセンス材料光の方向を変えるように構成された第１の反射要素を備え、前記構成の動作モードにおいて、前記第１の光源が、前記ルミネッセンス材料を含む要素に対して静止して構成されている、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の構成。
13. 前記第１の反射要素が、前記ルミネッセンス材料を含む要素にわたって前記第１の光を分散させるように構成されており、前記ルミネッセンス材料を含む要素が、リング状構造を有し、前記デバイスが、前記ルミネッセンス材料光をビーム形成するように構成された第２の光学要素を更に備え、前記第２の光学要素が、ハーフトロイダルレンズ又はハーフトロイダル反射器の形状を有する、請求項１２に記載の構成。
14. 前記光透過要素が、少なくとも１０Ｗ／ｍ／Ｋの熱伝導率を有し、前記デバイスが、前記熱伝導要素を更に備え、前記熱伝導要素が、前記光透過要素と熱接触している、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の構成。
15. 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の構成を備える照明器具又はスポットライトであって、前記構成が、請求項９に記載の前記第１の光源を備える、照明器具又はスポットライト。

Images