(57)【要約】  高輝度照明デバイス（１０）が提供され、その照明デバイスは、高輝度コヒーレント光を供給するレーザ（１）と、そのレーザから光を受信するように配置される光錯乱素子（２）とを有する。その光錯乱素子は、供給される光の一部を異なる波長に変換するよう適用される発光性物質を含む。その光錯乱素子は、さらに、配置され、供給される光の一部を変換することなく透過し散乱する。それによって、コヒーレント光を受信すると、光錯乱素子から出力される光は２つの照明効果を有し、出力光によって、その１つは、変換光から生じる高輝度インコヒーレント光であり、スパークル照明効果を与え、もう１つは、コヒーレント光であり、スペックル照明効果を与える。さらに、そうした照明装置を含む対応するランプ（３０，４０）が提供される。
2013526019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明デバイスは：
光を供給する光源と；
前記光源から光を受信するように配置される光錯乱素子と；を有し、
前記光錯乱素子は、前記供給される光の一部を異なる波長に変換するように適用される発光性物質を含み、
前記光錯乱素子は、前記供給される光の一部を変換することなく透過し錯乱するように配置され、
前記光源は、高輝度コヒーレント光を供給するように配置されるレーザであり、前記コヒーレント光を受信すると、前記光錯乱素子から出力される光は、変換光から生じる高輝度インコヒーレント光を含み、スパークル照明効果を供給し、及び、スペックル照明効果を供給するコヒーレント光とを含む、照明デバイス。
【請求項２】
透過されるコヒーレント光の程度は、前記光錯乱素子を配置することによりコントロールされ、所定の程度の光錯乱、前記発光性物質の所定のドーパント濃度、及び、前記光錯乱デバイスの所定の厚さのうち少なくとも１つを有する、請求項１記載の照明デバイス。
【請求項３】
前記光源と前記光錯乱素子とは、互いに所定の距離で分離される、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
【請求項４】
前記光源と前記光錯乱素子との間に配置されるレンズを更に含む、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
【請求項５】
前記出力される光の輝度は、前記レンズによって、前記光錯乱素子に入射する光のデフォーカスの程度を決定することによりコントロールされる、請求項４記載の照明デバイス。
【請求項６】
前記発光性物質は蛍光体である、先行する請求項の何れか１つに記載の照明デバイス。
【請求項７】
前記蛍光体は、３８０から５２０ｎｍまでの波長範囲内のＵＶ−青色―緑色領域で励起可能な、請求項６記載の照明デバイス。
【請求項８】
前記光錯乱素子は、ＹＡＧ：Ｃｅ、ＬｕＡＧ：Ｃｅ、ＳＳＯＮｅ、及び、ｅＣＡＳのうちの少なくとも１つを含むセラミックプレートである、請求項１乃至６の何れか１つに記載の照明デバイス。
【請求項９】
前記セラミックプレートは多結晶であり、当該セラミックプレートの錯乱の程度は、製造中の所定の焼結条件を適用することにより選択される、請求項８記載の照明デバイス。
【請求項１０】
前記セラミックプレートはルミラミックタイルである、請求項8又は９に記載の照明デバイス。
【請求項１１】
前記発光性の光錯乱素子はＵ字形状若しくは管状、又は、板状、立体状、及び直方体状のうちの１つの形状である、先行する請求項の何れか１つに記載の照明デバイス。
【請求項１２】
前記光源は青色光、紫外線光、又は緑色光を供給する、先行する請求項の何れか１つに記載の照明デバイス。
【請求項１３】
ランプであって：
前記請求項１乃至１２のうち何れか１つに記載の照明デバイスと；
前記光源に電力を供給するソケットと；
前記光錯乱素子が備え付けられる放熱板と；
前記ソケットと係合し、前記照明デバイスを取り囲む、電球と、
を含むランプ。
【請求項１４】
前記ランプからの光の分布を空間的に制限するシールド部材を更に含む、請求項１３記載のランプ。
【請求項１５】
反射要素を更に含む、請求項１２乃至１４のうち何れか１つに記載の照明デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に照明に関連し、さらに詳しくは、照明デバイスとその対応するランプに関連し、その照明デバイスとランプは、光源と光錯乱素子とを利用し、その光錯乱素子は、光を生成する蛍光物質を含む。
【背景技術】
【０００２】
近年、伝統的な白熱ランプに取って代わる代替的な照明デバイスの、様々な照明アプリケーションにおける開発は、数多くのソリューションを生み出しており、そのソリューションは発光ダイオード、ＬＥＤ、発光性物質の組合せを利用することで白色光を与える。蛍光体のような発光性物質は、外部エネルギー励起のもとで光（赤外線から紫外線までの）を発する物質である。そして、高エネルギー電子、光子、又は電場の形態の入射エネルギーは、電磁放射の形態で再発光することができる。電磁スペクトルの第１波長範囲内にある放射線形態の入射エネルギーは、発光性物質によって、電磁スペクトルの第２波長範囲内で再発光する。照明目的のため、少なくとも第２波長範囲は、電磁スペクトルの可視範囲内から選択される。さらに、既知の照明デバイスでは、光エネルギー変換の高効率を供給するため、紫と青色の光が利用され、発光性物質を励起する。このことは、ＵＳ２００９／０１７６４３０Ａ１で述べられており、それは、適切な量の蛍光物質を紫ＬＥＤ上に配置することにより、白色光を作る方法を開示し、その蛍光物質は黄色光を発光し、続いて吸収紫色光を発光するよう構成される。さらに、その黄色光は、その紫色光と混合され、そうして観察者は、青色と黄色の光の混合を、高い演色評価を有する白色光と認識するようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、代替的な照明効果を備えた代替的で改善した照明デバイス及びランプを供給することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一側面によれば、この目的及び他の目的は、光を供給する光源とその光源からの光を受信するよう配置される光錯乱要素とを含む照明デバイスで達成される。光錯乱要素は、発光性物質を含み、その発光性物質は適応され、供給される光の一部を異なる波長に変換する。光錯乱要素は配置され、供給される光の一部を変換することなく、透過し、錯乱する。その光源はレーザであって、そのレーザは配置されて、高輝度コヒーレント光を供給し、そうして、コヒーレント光を受信すると、光錯乱素子から出力される光は、スパークル照明効果を与える変換光から生じる高輝度インコヒーレント光と、スペックル効果を与えるコヒーレント光とを含む。
【０００５】
それにより、両方の照明効果を有する照明光を出力する照明デバイスが供給される。レーザのようなコヒーレント光源を利用することにより、集中光の入力及びそれによる高輝度ポンプ放射が光錯乱要素に供給され、その光錯乱要素は非常に明るいスパークリング光を出力し、そのスパークリング光は高輝度レーザ光から生じ、発光性物質によって変換され、全方向に再発光される。光錯乱素子へ入射し、光錯乱素子から放射される光分布のサイズは、出力光の輝度を決定し、従って、出力光の高輝度（スパークリング）の量を決定する。光錯乱素子の特徴に応じて、非常に小さい光錯乱素子を用いることが有利であってもよく、その光錯乱素子は、なおも非常に明るくスパークリングするが、多くのケースでは、光錯乱素子自体は相対的に大きくてもよく（製造の取り扱いを容易にするため、及び、放熱板のため）、なおも非常に明るいスパークリングする光を供給する。
【０００６】
出力光は、光ビームのスパイクにさらに特徴を有し、その光ビームは、光散乱素子を離れ、スペックル照明効果から生ずる。レーザ光の一部は変換されることなく光錯乱素子から出力され、それ故、そのコヒーレント特性を保持し、それにより、異なる光路で移動するコヒーレント光の間の干渉により、スペックル照明効果を供給する。ここで、コヒーレンスは時間コヒーレンスについて言及してもよく、レーザのスペクトル幅に関連する。そのスペクトル幅が狭いときは、それはレーザの一般的な特徴であり、スペックル・パターンは干渉現象により発生する。
【０００７】
スパークル照明効果とスペックル照明効果とを供給することは、適用可能であり、シャンデリアのろうそく型電球デバイスや、他の種類の環境光の照明効果を増大する。スペックルは、表面上（壁や天井）に投射される新しい環境光を作り出し、デザイナーが室内で新しい雰囲気を作り出すのを可能にする。
【０００８】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、透過コヒーレント光の程度は光錯乱素子を配置することによりコントロールされ、光錯乱の所定の程度、発光性物質内の所定のドーパント濃度、及び、光錯乱素子の所定の厚さのうちの少なくとも１つを有する。
【０００９】
それによって、照明効果の範囲が得られ、その範囲は、照明デバイスについて、低ペックル照明効果を有する高スパークル照明効果から、高ペックル照明効果を有する低スパークル照明効果（輝度）まで変化する。照明デバイスの光放射のコントロールは、環境光の設計と設定について大きな自由度を可能にする。
【００１０】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、光源と光錯乱素子とは所定の距離で互いに分離し、このことは、高出力の光源が利用されて、照明デバイスから出力される光の高輝度を供給する際に有利である。光源と光錯乱素子とは、例えばアクティブな又はパッシブな放熱板の分離した冷却材とともに配置されてもよい。
【００１１】
さらに、光源、即ちレーザと、光錯乱素子、即ち蛍光体タイルとが分離している（離れている）場合、これは、蛍光体タイルがＬＥＤ上に直接積み重ねられているＬＥＤ光源に比べると、照明デバイスからの出力光が浮いている印象を与える。光源としてレーザを使用すると、その光出力は効率的に集められ光錯乱素子上にフォーカスされることが可能になる。レーザ光源と蛍光体物質との間の距離は、広げることができ、そうして設計の自由度を与える。設計の自由度は次の特徴を有する。即ち、光錯乱素子は、少し離れておかれるとき、多くの方向から観察することが可能であり、(ａ)発光の大部分が効果的に使用される、及び、（ｂ）ランプは“独特の外観”を有する、という有利な点を有する。
【００１２】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、照明デバイスは、光源と光錯乱素子との間に配置されるレンズをさらに含む。それゆえ、光源からのコヒーレント光ビームは、光ビーム経路に配置されるレンズによって有利にコントロールされる。光ビームを光錯乱素子上にフォーカスすることは、照明デバイスの幾つかの実施形態にとって有利である。というのも、これは、全ての光エネルギーが、所定領域範囲内の光錯乱素子に入射し、それによって、非常に明るいスポットを供給するからである。さらに、そのレンズは代替的に使用されて光ビームをデフォーカスし、そうして、供給される光の所望の光強度を有する所望のビーム領域が選択される。
【００１３】
さらに、レンズによる光ビームのコントロールは、照明デバイスの他の実施形態では有利であり、その実施形態では、光錯乱素子の形状は、スポット領域の或るサイズを有するコヒーレント光ビームが望ましいように選択されてもよい。
【００１４】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、出力光の輝度は、レンズによって、フォーカスすることにより、又は、光錯乱素子に入ってくる光のデフォーカスの程度を決定することにより、コントロールされる。
【００１５】
レーザビームのフォーカス／デフォーカスは、光錯乱素子における光分布の輝度（ｃｄ／ｍ２）を主に決定する。それによって、光源、例えばレーザは、一定の出力レベルに保持されてもよく、同じ量のコヒーレント光を供給するが、レンズは、照明デバイスから出力される光の輝度をコントロールするように利用される。
【００１６】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、発光性物質は蛍光体である。
【００１７】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、蛍光体は、３８０から５２０ｎｍまでの波長範囲内のＵＶ−青色―緑色の領域内で、励起可能である。
【００１８】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、光錯乱素子はセラミックプレートであり、ＹＡＧ：Ｃｅ、ＬｕＡＧ：Ｃｅ、ＳＳＯＮｅ、及び、ｅＣＡＳの蛍光体粉末のうちの少なくとも１つを含む。
【００１９】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、セラミックプレートは多結晶であり、そのセラミックプレートの錯乱の程度は、製造中に所定の焼結条件を適用することにより選択される。
【００２０】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、セラミックプレートはルミラミックタイルである。ルミラミックタイル（即ち、焼結蛍光体）は、その高い熱伝導性のために有利である。光錯乱素子内で生じる高い輝度は、良好な冷却を要し、その冷却は、例えば、金属性又はセラミックの放熱板に適切に備え付けることにより得られてもよい。
【００２１】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、光錯乱素子はＵ字形状又は管状、或いは、板状、立体状、直方体のうちの１つの形状である。
【００２２】
本願に係る照明デバイスの一実施形態によれば、光源は青色、紫外線光、又は緑色光を供給する。
【００２３】
本願発明の第二の側面によれば、本願発明概念に従った照明デバイスを有するランプが供給され、光源に出力を供給するソケット、光錯乱素子が備え付けられる放熱板、及び、ソケットに係合されて照明デバイスを取り囲む電球を有する。ランプのソケットは、さらに、後から取り付けられてもよく、そうして、ランプは、現存の照明器具の白熱電球を置き換えることができる。
【００２４】
本ランプの一実施形態によれば、ランプはさらにシールド部材を有し、ランプからの光の分布を空間的に制限する。
【００２５】
本ランプの一実施形態によれば、ランプはさらに反射要素を有する。
【００２６】
本発明は、クレームに記載された特徴の全ての可能な組合せに関連することに留意する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
本発明のこの及び他の側面は、本発明の実施形態（群）を示す付属の図面を参照して、より詳しく説明されるだろう。
【図１】図１は、本発明の概念に従った、照明デバイスの一実施形態の概略的な例示的な側面図である。
【図２】図２は、本発明の概念に従った、照明デバイスの一実施形態の概略的な例示的な側面図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の概念に従った、照明デバイスの一実施形態から、光散乱素子に入射する光ビームの異なるデフォーカスの機能として、順方向の強度分布の実例を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の概念に従った、照明デバイスの一実施形態から、光散乱素子に入射する光ビームの異なるデフォーカスの機能として、順方向の強度分布の実例を示す。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明の概念に従った、照明デバイスの一実施形態から、光散乱素子に入射する光ビームの異なるデフォーカスの機能として、順方向の強度分布の実例を示す。
【図４ａ】図４ａは、本発明の概念に従った、ランプの実施形態群の部分的に切り開かれた側面図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の概念に従った、ランプの実施形態群の部分的に切り開かれた側面図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明の概念に従った、照明デバイスの実施形態群における光散乱素子の異なる形状の概略的な断面側面図である。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の概念に従った、照明デバイスの実施形態群における光散乱素子の異なる形状の概略的な断面側面図である。
【図５ｃ】図５ｃは、本発明の概念に従った、照明デバイスの実施形態群における光散乱素子の異なる形状の概略的な断面側面図である。
【図５ｄ】図５ｄは、本発明の概念に従った、照明デバイスの実施形態群における光散乱素子の異なる形状の概略的な断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明概念の実施形態群は、添付の図面を参照して、以後、より詳しく説明され、図面では、本発明の幾つかの実施形態群が示される。しかし、本発明は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書で説明する実施形態群に限定するものとして解されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態群は具体例として提供されるものであり、そうして、本開示が徹底且つ完全であり、本発明の適用範囲を十分に当業者に伝えられるだろう。類似の数字は、一貫して類似の要素を参照する。
【００２９】
図１を参照すると、その図は本発明概念に従った照明デバイス１０の一実施形態の概略図であり、青色レーザのようなコヒーレント光源１と、蛍光体被覆透過基板のような光散乱素子２とが適切な支持（不図示）の上に位置している。その透過基板はガラス、プラスチック、又はセラミックのスラブであってもよい。更に、蛍光体物質がその透過基板の内部に埋め込まれても、又は、分散されてもよい。光散乱素子２の蛍光体物質は選択され、光源からの光を最初の波長からより長い波長の光に変換する。つまり、その蛍光体物質は、光源から供給される光の少なくとも一部を吸収し、その後に、より長い、好ましくは可視領域の波長の範囲内の光を発光する。その出力される波長は、本明細書では、如何なる蛍光体物質が利用され及びその利用される量に依存し、さらに、その蛍光体物質の組成に依存する。その蛍光体物質は単一の蛍光体だけでも、又は、２つ以上の蛍光体の組成でもよく、そうして出力光の所望の色を得る。
【００３０】
光源１によって発せられる光は、図では光ビームＩＬで示される。簡便のため、以下の具体例では、光源は単一のＵＶ青色波長λＬを発光すると考えられる。レーザビームの光発散は楕円形の５／２５度完全角（deg  full  angle）である（レーザのタイプに依存する）。この発散のため、光錯乱素子２からレーザ光源１までの距離がより長い距離に選択される場合は、コヒーレントビームスポットは大きくなる。入射光ビーム（ｍｍ２）のスポットが大きくなるにつれ、輝度（ｃｄ／ｍｍ２）は小さくなる。光ビームＩＬは、光錯乱要素２に影響を及ぼし、受信した光の一部は蛍光体物質によってより長い波長λＰに変換され、発光物質からスパークル照明効果を供給する。変換された光は全方向に放射され、図１の破線の矢印で示される。加えて、光ビームＩＬの幾らかは、波長λＬの青色光として全方向に錯乱され、図１の実線の矢印で示される。その錯乱光は混合され、λＰが黄色であるように蛍光体を選択するとき、黄色と青色の光の適切な組合せは観察者には白色光と認識される。さらに、光錯乱素子２は、配置されて、入来する光ビームＩＬ、即ち青色の波長λＬの光は、その光錯乱素子２を通じて透過され、そのコヒーレント特性を保持し、そうして、或る表面で、例えば、順方向に出力される光で照射されるスクリーン１００の上で、スペックル・パターンが認識される。スペックルは、コヒーレントなイメージング・モダリティによって提示され、異なる位相の複数の光波のコヒーレント付加からもたらされる。スペックル・パターンの外観は、粒状又は斑点状の外観である。スペックル・パターンは、光錯乱素子２のボリューム（及び／又は表面）の内部から順方向への複数の波の低錯乱の結果である。スペックル・パターンは、照明デバイス１０から出力される光に、スペックル照明効果を与え、観察者に対して観察体験を向上させる。
【００３１】
さらに、光錯乱要素はコヒーレント光を全方向に錯乱させてもよいので、スペックル照明効果は、他の方向においても得られてもよい。スペックル照明効果は、発光される光の分布においてスパイク（角度に対して）として発生する。スペックル照明効果は、レーザ光源の短いスペクトル幅のために生じてもよい。
【００３２】
照明デバイスの実施形態においては、３８０ｎｍから５２０ｎｍまでの波長の範囲内のＵＶ−青色―緑色領域で励起する蛍光体物質が適用可能である。
【００３３】
さらに、本明細書で述べるように、蛍光体被覆透過基板又は蛍光体分散透過基板は、透過的な又は半透過的な発光性のセラミック、詳しくはいわゆるルミラミックタイル（Lumiramic  tile）で代替することができる。ルミラミックタイルはセラミック蛍光体変換プレートであり、青色ＬＥＤの光を他の光、例えば、黄色や赤色に変換する。ルミラミックタイルは、焼結高純度蛍光体粉末によって、固体セラミックに製造される。このプロセスの間、ルミラミックタイルのカラーポイントとルーメン出力は固定される。その焼結プロセスは、非常に正確にコントロールされてもよく、そうして、光を変換するイオン濃度の微調整、例えば、物質内のドーパントの程度と、プレート内の光錯乱が、その製造プロセスの間に取得可能である。発光性のセラミックは、異なる蛍光体粒子のインターフェースで、小さな光学的不連続性を通して光の錯乱がある場合、密集した個々の蛍光体粒子として振舞う。ルミラミックタイルに関するより詳細な情報は、US  2005/0269582  A1を参照のこと。
【００３４】
ルミラミックタイルを光錯乱素子として利用することは、その高い熱伝導性のため好ましい。光錯乱素子２内で生成される高輝度は良好な冷却、即ち、金属製又はセラミックの放熱板の上に適切に備え付けられることを要し、そして、前述の良好な熱伝導性を必要とする。
【００３５】
さらに、ルミラミックタイルの厚さは、タイル内のフォトルミネッセンスを通じて透過され吸収されそして発光される光の量、及び、タイル内に錯乱する光の量を決定するだろう。輝度の程度の選択、即ち、スパークリング照明効果、対、光錯乱素子から得られるスペックル照明効果が、ランプの所望のアプリケーション分野に従って選択されなければならない。さらに、低輝度は強いスパークル照明効果を発生しないが、高すぎる輝度は近距離から観察する際に不快になり得る。
【００３６】
本発明概念に適用可能なルミラミックスタイルの例は、セリウム・ドープのイットリウムアルミニウムガーネット、ＹＡＧ：Ｃｅ（黄色／白）、セリウム・ドープのルテチウムアルミニウムガーネット、ＬｕＡＧ：Ｃｅ（緑色／黄色／白）、Ｓｒ０．９８Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２ＩＥｕ０．０２、ＳＳＯＮｅ（緑色）、又はｅＣＡＳ（赤色）。
【００３７】
照明デバイスの光源は、原則として、コヒーレント光を供給する如何なる適切な技術によっても実現されてもよい。コヒーレントのＵＶ，青色、又は緑色の光源が好ましい。輝度（ｃｄ／ｍ２）についてのレーザの特性は、レーザの光は非常に小さい表面に集中し、そして、パワー出力に関して、同じパワー出力を有するレーザＬＥＤよりも約１００倍の高さの輝度を有することである。この高輝度で、ルミラミックの出力光はスパークリングする。
【００３８】
半導体レーザのような光源は（例えば側面発光レーザ又はＶＣＳＥＬ）、一般的には、発散する出力ビームを発生する。レンズが使用され、発散するビームを平行なビーム又は集束するビームへ変換することができる。レンズの設計（例えば焦点距離ｆと収差）と、光源（レーザ）及び光錯乱要素までの距離を選択することにより、光錯乱素子での光（コヒーレント光）分布入射のサイズと形状がコントロールされ、例えば、非常に明るく集中した光からより広範囲でより低い明るさまで変化する（光錯乱素子に対する入射Ｗ／ｍ２に関して、又は、光錯乱素子から発せられる輝度ｃｄ／ｍ２として測定される）。また、光錯乱素子からのルミネッセンスの輝度（即ち、インコヒーレント光）は、入射光の輝度が増加又は減少するときは、それぞれ、増加又は減少するだろう。さらに、結果的に生じる後方及び前方の発光ルミネッセンスの輝度と、ポンプ放射とは、レンズ設計と配置によって決まるだけでなく、光錯乱素子として使用されるルミラミック／蛍光体の厚さ、錯乱、及びドーピング濃度によっても決定される。
【００３９】
図２に示されるように、照明デバイス２０の一実施形態は、本明細書では青色レーザで４４５ｎｍ波長の光である光源１と、コヒーレント青色光を変換する波長のために設計された１ｍｍ２ｘ１２０μｍのＹＡＧ：Ｃｅルミラミックタイルである光錯乱素子２に加えて、さらに、フィリップスオプティックス（現アンテリオン）製のＡＣ−２９６（ｆ＝３ｍｍ）のようなレンズ４を含む。光錯乱素子２に到達するときの光ビームＩＬの輝度をコントロールするため、レンズ４は配置され、そのビームを方向付け、それを光錯乱素子２にフォーカスする。
【００４０】
光ビームＩＬのフォーカスとデフォーカスは、同一の光錯乱素子２に対して異なるスペックル・パターンを得る効果を与える。図２では、スクリーン１００は照明デバイス２０から２ｍに配置され、レンズ４はその焦点距離マイナス光錯乱素子２の厚さと等しい距離に配置され、即ち、その光ビームは光錯乱素子に対してややデフォーカスされる。レンズ４の再配置によって、光ビームのデフォーカスの様々な程度が可能になる。図３ａは、照明デバイス２０からの出力光がスクリーン１００に投影された際の、結果的に生じる分布を示し、レーザビームＩＬを光散乱素子２の上にフォーカスするようにレンズ４を配置するときは、レーザビームのデフォーカスは０である。
【００４１】
レンズの設計と、光源と光錯乱素子までの距離を選択することにより、輝度だけでなく、スペックル・パターンの（透過及び反射）特徴も影響を受ける。これは図３ａ―３ｃに示される。レンズの設計とレンズの光源とルミラミック／蛍光体に対する配置とが選択され、高輝度を生成するとき、スペックル・パターンは相対的に粗い（図３ａ）。しかし、より低い輝度が生成されるとき、スペックル・パターンは相対的に細かい（図３ｃ）。図３ｂでは、レンズは、配置され、レーザビームＩＬは光錯乱素子２から５ｍｍでデフォーカスされ、入力領域に対するレーザ光エネルギーは減少し、スクリーン上に生成されるスペックル・パターンは図３ａよりも細かい。さらに、図３ｃは、光ビームＩＬを５０ｍｍでデフォーカスするとき、より細かいスペックル・パターンが如何にして得られるかを示している。この効果は、光錯乱素子内のビーム回折により生ずる。
【００４２】
角度θで出力光を観察する観察者は、本発明概念により、異なる観察角度のもとで、出力光の変化する色を体験するだろう。光錯乱素子２から後方へ広がる光は、光ビームの進行方向に関して、一般的には、レーザ光と変換光の錯乱から発生する光の、結果として生じる光であり、即ち、レーザ光が青色で変換光が黄色である場合は、白色光であり、一方、透過コヒーレント光の程度に応じて、順方向の光は青色である。ルミラミックのタイプに応じて、多少のコヒーレント光はルミラミック内に錯乱する。低い錯乱反応を有するルミラミックは、より多くのコヒーレント青色光を通過し、順方向で観察される。観察の角度に応じて、錯乱光ビームの影響は大きくなり、より多くの黄色／白色の光が体験される。その効果はカラーオーバーアングルとして知られる。
【００４３】
高錯乱ルミラミック物質を有することで、より少ないコヒーレント青色光が通過し、その結果、低い前方コヒーレント青色光ビームが得られる。この例では、黄色／白色光ビームのみが観察される。
【００４４】
次に、図４ａを参照すると、本発明概念に従った、照明デバイスがランプ３０の中に配置される。例えばλＬ４４５ｎｍレーザのような光源１がアルミニウムハウジングの中に固定され、そのアルミニウムハウジングはレーザに対する放熱板として作用する。ランプ３０はランプ３０を電気網の主電圧に接続するソケット１６を含む。ランプは、さらに、主電圧を光源１に適した電圧と電流に変換するためのドライバー（不図示）を含み、そうして、ランプ３０が始動すると光源１には電力が供給される。さらに、約３ｍｍの距離で、ＡＣ２９６の焦点レンズ４がレーザ１の前に配置され、ルミラミックタイル２が、放熱板１５として動作するφ１０ｍｍの銅の固定プレート内に配置される。放熱板１５は０．５ｍｍの厚さであり、レンズ４の前方２５ｍｍの距離に配置される。レンズ４はレーザ１によって生成される光ビームをルミラミックタイル２の上にフォーカスするように配置される。放熱板１５はφ０．５ｍｍのダイアフラムホールを有し、レーザ１により供給されるレーザビームを通過させる。
【００４５】
電球１９は上述の配置を包含し、Ｅ１４接続金具であるソケット１６の場合も、ＣＦＬろうそく型電球である。
【００４６】
光錯乱素子２は放熱板１５の上に配置され、そうして、レーザ光が光錯乱素子２に影響を及ぼす際に作られる熱が消散される。放熱板１５は支持部１４の上に配置され、その放熱板は、さらに、光源１とレンズ４から所定の距離で光錯乱素子を位置付けるように配置される。光錯乱素子２とレーザ１は分離され、そうして、光錯乱素子から出力される光は錯乱されてレーザ１の方へ後方に放射されてもよい。
【００４７】
反射要素１７は配置され、後方散乱光を順方向に方向付け、従って、順方向に光の量を増加させる。
【００４８】
狭い貫通穴を有する放熱板内に光錯乱要素を配置する場合、一般的には大部分の後方錯乱光はその放熱板によりシールドされる。特定の照明アプリケーションのため、例えば高輝度のみが望ましく青色スペックル効果が必要でないスポットライトの例では、後方への光を更に制限することが望ましい場合は、図４ｂに示されるように追加のシールド１８が任意的に供給されることが可能である。そのシールドは、配置され、如何なる所望方向でも照明デバイスから出力される光を遮へいし、特定のアプリケーションに応じて、ランプからの光の分布を制限する。
【００４９】
光錯乱素子２はルミラミックＹＡＧ：Ｃｅである。活性化ドーパント（ＹＡＧ：Ｃｅの場合Ｃｅ）の濃度、焼結条件で決定される錯乱の程度、及び、ルミラミックタイルの厚さは、利用され、錯乱光、変換光、及びランプから出力される透過光の程度をコントロールする。前述したように、青色レーザビームの一部は光錯乱要素２を通じて透過する。透過コヒーレント光の高い程度は、低い錯乱の程度、低いドーパントの程度、及び／又は、低い光錯乱要素の厚さ、又はその３つの組合せで達成可能である。
【００５０】
光錯乱素子２は高い錯乱程度を有して配置されてもよく、順方向において、より少ない透過コヒーレント光とより多くの均一な黄色又は白色の光の外観をもたらす。透過コヒーレント光の低い程度は、高い錯乱程度、高いドーパントの程度、及び／又は、高い光錯乱要素の厚さ、又はその３つの組合せの効果である。
【００５１】
図５ａ―５ｄは、本発明概念に従った照明デバイスの実施形態での光錯乱素子について、その異なる形状の概略的な断面側面図である。これらの形状は、後方錯乱光ビームに入射口の二次的なポイントを供給する。
【００５２】
コヒーレント光ビームの一部はルミラミックタイル内に吸収されるが、コヒーレント光ビームの一部はルミラミックタイルを通過する。さらに、コヒーレント光ビームの一部はルミラミックタイルに反射され、１８０度を超えた場合のみそれが来たところへ戻る（後方錯乱）。その後方錯乱コヒーレント光は、再び利用され、発光性の光スポットを実現する（スパークルスポット）。Ｕ字型キューブ（図５ｃ）を用いて、始めに、光は、ルミラミックタイルのトップにフォーカスされ、そこでは、主として、コヒーレント光ビームがルミラミックタイルによって吸収される。後方錯乱コヒーレント光は、Ｕ字型の垂直壁に当たり、そこではコヒーレント光ビームはルミラミックタイルの第二入口を形成し、所望の波長に変換する。この場合は、光錯乱素子２における青色コヒーレントレーザ光の変換効率が向上する。同じ目的を有する他の形状も適用可能である（図５ｂ及び図５ｄ）。管状／円筒形状（図５ｄ）は、白熱ランプから知られるように、よりフィラメント的な形状を供給することができる。管状の形状は、設計の自由度をより向上する。
【００５３】
さらに、光錯乱素子の形状は、図５ａ―５ｄに関して上述したように、選択されて、目に見える輝度（ｃｄ／ｍ２）を選び、及び、好ましくは、スパークルよりもむしろ“グレア”として知覚されるような高すぎる輝度を避けることができ、後者は、本発明概念で実現される目的の１つである。スパークル照明効果は、シャンデリアのようなアプリケーションにおける、照明デバイス又はろうそく型ランプの使用にとって望ましい。
【００５４】
当業者は、本発明が上述の好ましい実施形態群に決して限定されないことを認識するだろう。反対に、多くの改変と変形が付属のクレーム群の適用範囲内で可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【国際調査報告】
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