(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作時に、第１のスペクトル分布をもつ第１の光を放出する第１の光源及び第２の光源と、
第１の光入力面、第２の光入力面、前記第１の光入力面と前記第２の光入力面との両方に対してゼロと異なる角度で延びる光出射面、第１のさらなる面、及び第２のさらなる面を含むルミネセンス要素とを含む発光デバイスであって、
前記ルミネセンス要素が、前記第１の光入力面及び前記第２の光入力面で前記第１のスペクトル分布をもつ前記第１の光を受け取り、前記第１のスペクトル分布をもつ前記第１の光の少なくとも一部を第２のスペクトル分布をもつ第２の光に変換し、前記第２のスペクトル分布をもつ前記第２の光を前記光出射面にガイドし、前記第２のスペクトル分布をもつ前記第２の光を前記光出射面から導出させ、
前記発光デバイスが、第１の冷却アセンブリと第２の冷却アセンブリとをさらに含み、前記第１の冷却アセンブリが、第１の冷却要素と、前記第１の光源及び前記第２の光源の一方が装着される第１の光源ボードとを含み、前記第２の冷却アセンブリが、第２の冷却要素と、前記第１の光源及び前記第２の光源の他方が装着される第２の光源ボードとを含み、
前記第１の冷却アセンブリ及び前記第２の冷却アセンブリの一方が、面を前記ルミネセンス要素の前記第１のさらなる面に機械的及び熱的に接触させて配列され、それによって、第１の界面が形成され、前記第１の冷却アセンブリ及び前記第２の冷却アセンブリの他方が、面を前記ルミネセンス要素の前記第２のさらなる面に機械的及び熱的に接触させて配列され、それによって、第２の界面が形成され、
前記第１の界面及び前記第２の界面が１０μｍ未満の平面度を備え、
前記ルミネセンス要素の前記第１のさらなる面及び前記第２のさらなる面の二乗平均平方根表面粗度ＲＲＭＳが、区間１μｍ＜ＲＲＭＳ＜５μｍに含まれる、
発光デバイス。
【請求項２】
前記第１の界面又は前記第２の界面において前記第１のさらなる面又は前記第２のさらなる面に機械的及び熱的に接触する前記第１の冷却アセンブリ及び前記第２の冷却アセンブリの一方の少なくとも表面は、ポリマー被覆で構成される、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記ポリマー被覆はフッ素化され、前記ポリマー被覆は、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシ樹脂、又はフッ素化エチレンプロピレンのうちのいずれか１つを含む、請求項２に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記第１の冷却アセンブリ及び前記第２の冷却アセンブリは、同様の熱放散能力を有し、前記第１の冷却アセンブリの前記第１の冷却要素及び前記第２の冷却アセンブリの前記第２の冷却要素は、同様の構造形状を有し、前記第１の冷却アセンブリの前記第１の冷却要素及び前記第２の冷却アセンブリの前記第２の冷却要素は、前記ルミネセンス要素を基準にして構造的に対称である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記第１の冷却要素は、前記第１の光源ボードに機械的及び熱的に取り付けられ、前記第２の冷却要素は、前記第２の光源ボードに機械的及び熱的に取り付けられる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項６】
熱界面材料層、熱グリース材料層、又は相変化材料層が、
ａ）前記第１の光源ボードと前記第１の冷却要素との間及び前記第２の光源ボードと前記第２の冷却要素との間のうちの少なくとも１つ、並びに
ｂ）前記ルミネセンス要素と前記第１の冷却要素及び前記第２の冷却要素のうちの少なくとも１つとの間、
のうちの１つ又は複数に設けられる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記第１の冷却アセンブリ及び前記第２の冷却アセンブリは、クランプ力を前記ルミネセンス要素に与え、前記クランプ力は、０．１Ｎ／ｍｍ２から２Ｎ／ｍｍ２の範囲にある及び／又は、クランプ圧は、１．７バールから１７バールの範囲にある、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項８】
前記ルミネセンス要素に対して前記第１の冷却アセンブリ及び前記第２の冷却アセンブリを位置合わせするための少なくとも１つのガイド要素と、クランプ力を前記ルミネセンス要素に与えるための少なくとも１つのばね要素とをさらに含み、該クランプ力は、０．１Ｎ／ｍｍ２から２Ｎ／ｍｍ２の範囲にある及び／又は、クランプ圧は、１．７バールから１７バールの範囲にある、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記ルミネセンス要素の前記第１の光入力面、前記第２の光入力面、及び前記光出射面のうちの少なくとも１つは、少なくともＰ３研磨品質を得るように研磨され、前記ルミネセンス要素の前記第１のさらなる面及び前記第２のさらなる面の二乗平均平方根表面粗度ＲＲＭＳが、区間２μｍ＜ＲＲＭＳ＜５μｍに含まれる、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記第１の光源ボード及び前記第２の光源ボードの少なくとも一方は、銅コア又はセラミックコアを含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
前記第１の冷却要素及び前記第２の冷却要素は、金属ヒートシンク要素であり、前記第１の冷却要素及び前記第２の冷却要素の少なくとも一方の少なくとも一部は、金属被覆を含み、前記金属被覆は、少なくとも１００〜２００ｎｍの厚さを備え、及び／又は、アルミニウム若しくは銀合金被覆である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１２】
外部デバイスとの光インタフェースを備えるための位置合わせ要素をさらに含む、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１３】
前記第１の光源ボード及び前記第２の光源ボードの少なくとも一方は、ヒートシンク要素を含む、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１４】
デジタル投影、自動車照明、舞台照明、店舗照明、家庭照明、アクセント照明、スポット照明、劇場照明、光ファイバ照明、ディスプレイシステム、警報照明システム、医療照明用途、装飾照明用途のうちの１つ又は複数で使用される、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光デバイスを含むランプ、照明器具又は照明システム。
【請求項１５】
前記発光デバイスの前記光出射面に光学的に結合された複合放物線集光器をさらに含み、前記複合放物線集光器の出射窓は、中間要素を介して別のデバイスに接続され、前記中間要素は、前記光出射面と接触する３つの接触点と、他のデバイスと接触する３つの接触点とを含み、前記中間要素は、ばねとして働く、請求項１４に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の光源及び第２の光源と、ルミネセンス要素と、第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリとを含む発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
高強度発光デバイスは、スポットライト及びデジタル光投影を含む様々な用途にとって興味深い。このために、いわゆる集光器を利用することが可能であり、短い波長の光は、高度に透明なルミネセンス材料で長い波長に変換される。そのような透明なルミネセンス材料のロッドは、（例えば、青色）ＬＥＤによって照明されて、ロッド内に長い波長が生成される。ルミネセンス材料が十分に透明であり、ロッドの表面が完全に研磨され、周囲が著しく低い屈折率を有する場合、変換された光（例えば、ルミネセンスロッドの組成によって決まる赤色、黄色、又は緑色）は、導波モードでルミネセンス材料中に存在する。次いで、導波光は、出射面のうちの１つから取り出され、強度利得がもたらされる。光出力は、導波路をより長くしＬＥＤを追加することによって、より多くの光を導入させる（ｉｎｃｏｕｐｌｅ）ことにより増加する。
【０００３】
ＬＥＤからの光は、ルミネセンスロッドの内部でより長い波長に向かって変換されるので、青色ＬＥＤからの入射エネルギーの一部は、関係するストークスシフトに起因してルミネセンスロッドの内部で熱に変換される。それゆえに、ルミネセンスロッドは動作中に熱くなる。熱消光、光飽和レベル、及び量子効率は温度依存であるので、光変換プロセスの性能及び効率はルミネセンスロッドの温度に依存する。この温度依存性は、主として、ルミネセンスロッドの正確な材料組成及び例えばドーピングレベルによって決定される。様々な材料が、ＣｅドープされたＹＡＧ様及びＬｕＡＧ様結晶などのルミネセンスロッドのために使用されるので、高強度発光デバイスの性能は、温度とともに極めて激しい低下を示す。それゆえに、ルミネセンスロッド温度を所与の閾値温度未満に保持することが重要である。所与の閾値温度は、ＬｕＡＧ系（緑色光源）では例えば１５０℃であり、例えばＹＧｄＡＧ系（オレンジ色／赤色光源）ではさらに低い。
【０００４】
片面照明は高い光出力強度を達成するのに両面ほど魅力的でないので、及び三面又は四面照明はＬＥＤボードを使用して具現することが難しいので、ルミネセンスロッドは、一般に、２つの反対側の面から照明され、それらと垂直に、冷却を適用するために解放されている２つの反対側の面が残されている。
【０００５】
１つの手法では、そのような高強度発光デバイスのルミネセンスロッド及びＬＥＤは、各々、それ特有の冷却要素、一般に、ヒートシンク又はヒートパイプによって冷却される。しかしながら、これは周囲に４つの冷却界面をもたらし、その結果として、過度に複雑なシステムをもたらす。その結果、そのようなシステムは、顧客には魅力的でないことが分かった。
【０００６】
さらに、ルミネセンスロッドと周囲との間の６つの界面のすべてでの最適な全反射（ＴＩＲ）と、２つの反対側の面からのルミネセンスロッドの最適な冷却の両方を行うことが望ましい。一方では、ルミネセンスロッドと周囲との間の界面で最適な全反射（ＴＩＲ）を得るのに、ルミネセンスロッドと周囲との間の間隙が波長の２倍を超える厚さを有することが、ルミネセンスロッドと周囲との間にほとんど光学的接触がないか又は好ましくは全く光学的接触がないことなどのために必要とされる。他方では、２つの側からルミネセンスロッドを最適に冷却するために、冷却要素、一般に、ヒートシンク又はヒートパイプへの良好な熱コンダクタンスが必要とされ、高い熱コンダクタンスＣ＝ｋ／ｄを得るために、そこで、ルミネセンスロッドとヒートシンクとの間の距離ｄはできるだけ小さくなければならない。
【０００７】
米国特許第８，５２５，９９９Ｂ２号は、中央ルミネセンスロッドをもつＬＥＤダイを含む発光ダイオード照明システムを説明している。２つの高熱伝導性ボードがＬＥＤダイの相互に反対の側に配列されている。ＬＥＤダイは、ＬＥＤダイに対向する２つの熱伝導性ボードの各々に１つずつ配列された２つのヒートシンクによって冷却される。熱伝導性ボードは、例えば、銅又はアルミコアプリント回路ボードである。ＬＥＤダイ、熱伝導性ボード、及びヒートシンクの間の接続は、これ以上説明しない。
【０００８】
それぞれのヒートシンクとルミネセンスロッドの間に配列されたある種のスペーシング要素、例えば米国特許第８，５２５，９９９Ｂ２号の熱伝導性ボードなどを設けるのは、ルミネセンスロッドと周囲との間の界面での最適なＴＩＲと、２つの側でのルミネセンスロッドの最適な冷却の両方を行うという問題を解決する試みと解釈できる。しかしながら、そのような高強度発光デバイスは、複雑なデバイスであり、それゆえに、製造するのに高価でもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、この課題を克服し、ルミネセンスロッドと周囲との間の界面での最適なＴＩＲと、２つの側でのルミネセンスロッドの最適な冷却の両方が得られるとともに、さほど複雑でなく、より小さく、より軽く、それゆえに、さらに、製造するのにさほど高価でない単純な構造をさらに有する高強度発光デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、この目的及び他の目的は、動作時に、第１のスペクトル分布をもつ第１の光を放出するように構成された第１の光源及び第２の光源と、第１の光入力面、第２の光入力面、第１の光入力面と第２の光入力面の両方に対してゼロと異なる角度で延びる光出射面、第１のさらなる面、及び第２のさらなる面を含むルミネセンス要素とを含む発光デバイスであって、ルミネセンス要素が、第１の光入力面及び第２の光入力面で第１のスペクトル分布をもつ第１の光を受け取り、第１のスペクトル分布をもつ第１の光の少なくとも一部を第２のスペクトル分布をもつ第２の光に変換し、第２のスペクトル分布をもつ第２の光を光出射面にガイドし、第２のスペクトル分布をもつ第２の光を光出射面から導出させるように構成され、発光デバイスが、第１の冷却アセンブリと第２の冷却アセンブリとをさらに含み、第１の冷却アセンブリが、第１の冷却要素と、第１の光源及び第２の光源の一方が装着される第１の光源ボードとを含み、第２の冷却アセンブリが、第２の冷却要素と、第１の光源及び第２の光源の他方が装着される第２の光源ボードとを含み、第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリの一方が、面をルミネセンス要素の第１のさらなる面に機械的及び熱的に接触させて配列され、それによって、第１の界面が形成され、第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリの他方が、面をルミネセンス要素の第２のさらなる面に機械的及び熱的に接触させて配列され、それによって、第２の界面が形成され、第１の界面及び第２の界面が１０μｍ未満の平面度を備え、ルミネセンス要素の第１のさらなる面及び第２のさらなる面の二乗平均平方根表面粗度ＲＲＭＳが、区間１μｍ＜ＲＲＭＳ＜５μｍに含まれる、発光デバイスによって達成される。
【００１１】
第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリを含む発光デバイスであって、第１の冷却アセンブリが、第１の冷却要素と、第１の光源及び第２の光源の一方が装着される第１の光源ボードとを含み、第２の冷却アセンブリが、第２の冷却要素と、第１の光源及び第２の光源の他方が装着される第２の光源ボードとを含み、第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリの一方が、面をルミネセンス要素の第１のさらなる面に機械的及び熱的に接触させて配列され、それによって、第１の界面が形成され、第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリの他方が、面をルミネセンス要素の第２のさらなる面に機械的及び熱的に接触させて配列され、それによって、第２の界面が形成される、発光デバイスを提供することによって、発光デバイスは、特に単純で耐久性のある構造を備える。その構造により、ルミネセンス要素が１つの側ではなく２つの側から依然として冷却されながら、及び熱界面の面（及びヒートシンクのような冷却要素）の数が依然として２つに制限されながら改善された光学的及び熱的性能が得られる。したがって、そのような発光デバイスは、さほど複雑でなく、それゆえに、さらに、製造するのに高価でない構造を有する。
【００１２】
１０μｍ未満の平面度を備え、ルミネセンス要素の第１のさらなる面及び第２のさらなる面の二乗平均平方根表面粗度ＲＲＭＳが区間１μｍ＜ＲＲＭＳ＜５μｍに含まれる第１の界面及び第２の界面をもつ発光デバイスを提供することによって、ルミネセンスロッドと周囲との間の界面での最適なＴＩＲと２つの側でのルミネセンスロッドの最適な冷却の両方が得られる発光デバイスが提供される。このようにして、そのような発光デバイスの熱的性能は、ルミネセンス要素の温度を限界動作条件においてさえ例えば１５０℃未満に保持することを保証するのに十分である。さらに、ルミネセンス要素とそれぞれの第１及び第２の冷却アセンブリとの間の光学的接触と、その結果として、それに関連する光の損失とが、制限される。したがって、光がルミネセンス要素の内部にとどまり、冷却界面へのエバネセント漏洩が防止されるのを確実にする。
【００１３】
一実施形態では、第１の界面及び第２の界面は各々５μｍ未満の平面度を備える。代替として、第１の界面及び第２の界面は、９μｍ未満、８μｍ未満、７μｍ未満、６μｍ未満、又は４μｍ未満の平面度を備える。
【００１４】
一実施形態では、ルミネセンス要素の第１のさらなる面及び第２のさらなる面の表面粗度は、区間１．５μｍ＜ＲＲＭＳ＜５μｍ、区間１μｍ＜ＲＲＭＳ＜４．５μｍ、区間２μｍ＜ＲＲＭＳ＜５μｍ、区間１μｍ＜ＲＲＭＳ＜４μｍ又は区間２μｍ＜ＲＲＭＳ＜４μｍに含まれる。
【００１５】
一実施形態では、それぞれ、第１の界面又は第２の界面において第１のさらなる面又は第２のさらなる面に機械的及び熱的に接触する第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリの一方の少なくとも表面は、ポリマー被覆で構成される。この実施形態では、ルミネセンス要素の第１のさらなる面に機械的及び熱的に接触する冷却アセンブリの表面、例えば、第１の界面に配列された第１の冷却アセンブリの表面、又はルミネセンス要素の第２のさらなる面に機械的及び熱的に接触する冷却アセンブリの表面、例えば、第２の界面に配列された第２の冷却アセンブリの表面が、ポリマーで被覆される。この実施形態では、ポリマー被覆は、ルミネセンス要素とともに界面を形成する第１の冷却アセンブリ（例えば、第１の冷却要素）の表面に設けられる。同様に、ポリマー被覆は、ルミネセンス要素とともに界面を形成する第２の冷却アセンブリ（例えば、第２の冷却要素）の表面に設けられる。ポリマー被覆は、ルミネセンス材料と熱的及び機械的に接触している第１の冷却アセンブリの表面及び第２の冷却アセンブリの表面のいずれか一方又は両方に設けられることが理解されよう。
【００１６】
一実施形態では、ポリマー被覆はフッ素化されている。言い換えれば、ルミネセンス要素の第１のさらなる面又は第２のさらなる面に熱的及び機械的に接触する第１の冷却アセンブリの表面又は第２の冷却アセンブリの表面に設けられる材料は、フッ素化ポリマーである。例えば、それは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、又はフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）のうちのいずれか１つである。
【００１７】
一実施形態では、第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリは、同様の熱放散能力を有する。
【００１８】
一実施形態では、第１の冷却アセンブリの第１の冷却要素及び第２の冷却アセンブリの第２の冷却要素は、同様の構造形状を有する。
【００１９】
一実施形態では、第１の冷却アセンブリの第１の冷却要素及び第２の冷却アセンブリの第２の冷却要素は、ルミネセンス要素を基準にして構造的に対称である。例えば、冷却要素は、ルミネセンス要素の両側に同じ形状を有する。
【００２０】
一実施形態では、第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリの一方は、面をルミネセンス要素の第１のさらなる面に機械的及び熱的に取り付けて配列され、第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリの他方は、面をルミネセンス要素の第２のさらなる面に機械的及び熱的に取り付けて配列される。それによって、特に単純で耐久性のある構造を有し、さらに、より小さくより軽い発光デバイスが得られる。
【００２１】
一実施形態では、第１の冷却要素は、第１の光源ボードに機械的及び熱的に取り付けられ、第２の冷却要素は、第２の光源ボードに機械的及び熱的に取り付けられる。それによって、構造がさらに単純化され、さらにいっそう耐久性のある発光デバイスが得られる。
【００２２】
一実施形態では、熱界面材料（ＴＩＭ）層、熱グリース材料層、又は相変化材料（ＰＣＭ）層が、ａ）第１の光源ボードと第１の冷却要素との間及び第２の光源ボードと第２の冷却要素との間のうちの少なくとも１つ、並びにｂ）ルミネセンス要素と第１の冷却要素及び第２の冷却要素のうちの少なくとも１つとの間のうちの１つ又は複数に設けられる。
【００２３】
オプションａ）は、一方においてはそれぞれの第１及び第２の光源ボードと他方においてはそれぞれの第１及び第２の冷却アセンブリとの間の接触面の不完全性が平滑化され、それによって、機械的及び熱的接触が最適化された発光デバイスを可能にする。
【００２４】
オプションｂ）は、ルミネセンス要素とそれぞれの第１及び第２の冷却アセンブリとの間の界面の不完全性が平滑化され、それによって、機械的及び熱的接触が最適化された発光デバイスを可能にする。
【００２５】
一実施形態では、第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリは、クランプ力をルミネセンス要素に与えるように構成される。それによって、ルミネセンス要素とそれぞれの第１及び第２の冷却アセンブリとの間の機械的及び熱的接触がさらに最適化された発光デバイスが得られる。
【００２６】
一実施形態では、発光デバイスは、ルミネセンス要素に対して第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリを位置合わせするように構成された少なくとも１つのガイド要素と、クランプ力をルミネセンス要素に与えるように構成された少なくとも１つのばね要素とをさらに含む。それによって、発光デバイスは、第１の冷却アセンブリ及び第２の冷却アセンブリがルミネセンス要素に対して位置合わせされ、クランプ力が、特に簡単に、ルミネセンス要素に加えられ、それにより、発光デバイスの構造を単純なものに維持できる。
【００２７】
一実施形態では、クランプ力は、０．１Ｎ／ｍｍ２から２Ｎ／ｍｍ２の範囲にある。この範囲内の例は、６０ｍｍ２のクランピング面に対して１０Ｎから１００Ｎのクランプ力である。別の実施形態では、クランプ圧は、１．７バールから１７バールの範囲にある。
【００２８】
そのようなクランプ力又はクランプ圧は、ルミネセンス要素とそれぞれの第１及び第２の冷却アセンブリとの間に特に良好な機械的及び熱的接触を与えることが示された。
【００２９】
一実施形態では、ルミネセンス要素の第１の光入力面、第２の光入力面、及び光出射面のうちの少なくとも１つは、少なくともＰ３研磨品質を得るように研磨される。別の実施形態では、ルミネセンス要素のすべての表面が、少なくともＰ３研磨品質を得るように研磨される。
【００３０】
よって、ルミネセンス要素の最適なＴＩＲ特性が得られる発光デバイスが提供される。Ｐ３研磨品質は、３＜Ｎ＜１６の数Ｎの欠陥の存在、又は言い換えると２未満の近似粗度に対応する。
【００３１】
一実施形態では、第１の光源ボード及び第２の光源ボードの少なくとも一方は、銅コア又はセラミックコアを含む。それによって、発光デバイスは、特に高い熱伝導性を有する光源ボードを備える。
【００３２】
一実施形態では、第１の冷却要素及び第２の冷却要素は、金属ヒートシンク要素である。それによって、発光デバイスは、特に高い熱伝導性を有する特に効率的な冷却要素を備える。
【００３３】
一実施形態では、第１の冷却要素及び第２の冷却要素の少なくとも一方の少なくとも一部は、金属被覆を含む。
【００３４】
一実施形態では、金属被覆は、少なくとも１００〜２００ｎｍの厚さを備える。
【００３５】
一実施形態では、金属被覆は、アルミニウム又は銀合金被覆である。
【００３６】
よって、ルミネセンス要素内を伝搬する光が、ルミネセンス要素とそれぞれの第１及び第２の冷却アセンブリとの間の界面で特に高度に反射され、それによって、これらの界面での光の損失が最小になる発光デバイスが提供される。さらに、この金属被覆は、両方の光源ボードの光源から生じる非変換光の再利用も可能にする。
【００３７】
一実施形態では、発光デバイスは、外部デバイスとの光インタフェースを備えるように構成された位置合わせ要素をさらに含む。それによって、機械的安定性が強化されており、デジタルプロジェクタの光学エンジンなどの外部デバイスに発光デバイスを特に簡単に結合できるようにすることなどのために外部デバイスに対する光基準面を備えている発光デバイスが提供される。
【００３８】
一実施形態では、第１の光源ボード及び第２の光源ボードの少なくとも一方は、ヒートシンク要素を含む。それによって、ルミネセンス要素だけでなく第１及び第２の光源ボードの冷却もさらに強化された発光デバイスが提供される。
【００３９】
本発明は、さらに、先の実施形態のうちのいずれか１つによる発光デバイスを含むランプ、照明器具、又は照明システムに関し、ランプ、照明器具、及びシステムは、以下の用途、すなわち、デジタル投影、自動車照明、舞台照明、店舗照明、家庭照明、アクセント照明、スポット照明、劇場照明、光ファイバ照明、ディスプレイシステム、警報照明システム、医療照明用途、装飾照明用途のうちの１つ又は複数で使用される。
【００４０】
一実施形態では、システムは、発光デバイスの光出射面に光学的に結合された複合放物線集光器（ＣＰＣ）をさらに含む。特定の実施形態では、ＣＰＣの出射窓は、中間要素を介して別のデバイス（又は外部デバイス）に接続され、中間要素は、光出射面と接触する少なくとも３つの接触点と、他のデバイス（又は外部デバイス）と接触する少なくとも３つの接触点とを含む。
【００４１】
一実施形態では、中間要素は、ばねとして働く。中間要素は、例えば、環状に形作られる。
【００４２】
本発明は特許請求の範囲において詳述される特徴のすべての可能な組合せに関することに留意されたい。
【００４３】
本発明のこの態様及び他の態様が、次に、本発明の実施形態を示す添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による発光デバイスの側面図である。
【図２】図１による発光デバイスの分解図である。
【図３】本発明による発光デバイスであって、ガイドピンとばねとを含む発光デバイスの斜視図である。
【図４】ルーメン単位で測定された本発明による発光デバイスの光学性能を、光源に印加された電流の関数として示すグラフである。
【図５】本発明による発光デバイスのルミネセンス要素の温度を、負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタによって測定されたボード要素の温度の関数として示すグラフである。図５に示したボード要素温度は、図４に示した電流での動作中に達せられた温度であり、その結果、すなわち、２５℃のボード要素温度は光源による０．２５Ａの電流と対であり、７５℃のボード要素温度は光源による１．７Ａの電流と対である。図５は、いくつかのボード要素温度でのルミネセンス要素の結果として生じる温度を示している。
【図６】冷却要素がアルミニウム被覆を備えている本発明による発光デバイスのルーメン単位で測定された光学性能を、光源に印加された電流の関数として示すグラフである。
【図７】１つの実施形態による発光デバイスの側面図である。
【図８】１つの実施形態による発光デバイスの分解図である。
【図９】発光デバイスの外部デバイスとの中間要素を介した接続の側面図である。
【図１０】１つの実施形態による中間要素の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図に示すように、層及び領域のサイズは、例示目的のために誇張されており、したがって、本発明の実施形態の概略の構造を示すために提供されている。同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を参照する。
【００４６】
次に、本発明が、添付の図面を参照して以下でより完全に説明され、本発明の現在好ましい実施形態が示される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現することができ、本明細書に記載する実施形態に限定すると解釈されるべきでなく、むしろ、これらの実施形態は徹底及び完全のために提供され、本発明の範囲を当業者に完全に伝える。
【００４７】
次に、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施形態による発光デバイス１が示される。図１は本発明の一実施形態による発光デバイス１の側面図を示し、図２は本発明の一実施形態による発光デバイス１の分解図を示す。発光デバイス１は、第１の光源２１と第２の光源２２とを含む。第１の光源２１及び第２の光源２２は、動作時に、第１のスペクトル分布をもつ第１の光を放出するように構成される。
【００４８】
１つの実施形態では、第１の光源２１及び第２の光源２２は、青色波長範囲内のスペクトル分布をもつ光を放出するように構成される。第１の光源２１及び第２の光源２２は、さらに、別のスペクトル分布、例えば、緑色、赤色、又はＵＶ波長範囲内のスペクトル分布などをもつ光を放出するように構成されてもよい。１つの実施形態では、第１の光源２１及び第２の光源２２は、ＬＥＤである。
【００４９】
さらに、第１の光源２１及び第２の光源２２は、全く同一のスペクトル分布をもつ光を放出するように構成される。第１の光源２１及び第２の光源２２、例えば、青色光を放出するように構成される。代替として、第１の光源２１及び第２の光源２２は、互いに異なるスペクトル分布をもつ光を放出するように構成されてもよい。
【００５０】
発光デバイス１はルミネセンス要素４をさらに含む。ルミネセンス要素４は、概ねロッドとして形作られて示されており、第１の光入力面４１と、第２の光入力面４２と、第１の光入力面４１及び第２の光入力面４２の両方に対してゼロと異なる角度で延びる光出射面４３とを含む。ルミネセンス要素４は、第１のさらなる面４４と、第２のさらなる面４５とをさらに含む。ルミネセンス要素４は、例えば、バー又はプレートとしても形作られる。
【００５１】
第１の光源２１及び第２の光源２２は、光がルミネセンス要素４のこれらの光入力面４１及び４２に沿って異なる位置で生成されるように、それぞれの光源ボードの表面に沿って延びる、すなわち、ルミネセンス要素４の光入力面（又は側面）４１又は４２に沿って延びるＬＥＤストリングである。
【００５２】
ルミネセンス要素の第１の光入力面４１、第２の光入力面４２、及び光出射面４３のうちの少なくとも１つは、低い吸収率及び高い鏡面反射率をもつ高い表面品質を得るために研磨される。１つの実施形態では、ルミネセンス要素の第１の光入力面４１、第２の光入力面４２、及び光出射面４３は、少なくともＰ３研磨品質を得るために研磨される。これに関連して、Ｐ３研磨品質は、３＜Ｎ＜１６の数Ｎの欠陥の存在、又は言い換えると２未満の近似粗度に対応することに留意されたい。
【００５３】
ルミネセンス要素４は、本質的に光ガイドとして機能し、第１の光入力面４１及び第２の光入力面４２において第１のスペクトル分布をもつ第１の光を受け取り、第１のスペクトル分布をもつ第１の光の少なくとも一部を第２のスペクトル分布をもつ第２の光に変換し、第２のスペクトル分布をもつ第２の光を光出射面４３にガイドし、第２のスペクトル分布をもつ第２の光を光出射面４３から導出させるように構成される。
【００５４】
さらに、ルミネセンス要素４は、第２のさらなる面４５と反対側の第３のさらなる面４６を含む。高反射性ミラーなどの反射要素が、第３のさらなる面４６のところに又は第３のさらなる面４６上に設けられ、その場合、小さい空隙が第３のさらなる面４６と反射要素との間に設けられる。第３のさらなる面は、やはり、少なくともＰ３研磨品質を得るために研磨される。
【００５５】
ルミネセンス要素４はルミネセンス材料で製作され、好適なルミネセンス材料は当技術分野で知られている。ルミネセンス材料の非限定の例は、ＣｅドープされたＹＡＧ、ＬｕＡＧ、及びＹＧｄＡＧ結晶である。さらに、光ガイド４は、一実施形態では、透明性、ルミネセンス性、光集中性、又はそれらの組合せであり、好適な材料は上述している。
【００５６】
発光デバイス１は、第１の冷却アセンブリ５と第２の冷却アセンブリ６とをさらに含む。第１の冷却アセンブリ５は、第１の冷却素子５２と、第２の光源２２が装着される第１の光源ボード５１とを含む。第２の冷却アセンブリ６は、同様に、第２の冷却素子６２と、第１の光源２１が装着される第２の光源ボード６１とを含む。
【００５７】
第１の冷却アセンブリ５は、ルミネセンス要素４を保持するように構成された第１の保持要素５４をさらに含む。第２の冷却アセンブリ６は、同様に、ルミネセンス要素４を保持するように構成された第２の保持要素６４をさらに含む。第１の保持要素５４及び第１の光源ボード５１は、別個の要素であってもよく、又は１つの部片で製作されてもよい。同様に、第２の保持要素６４及び第２の光源ボード６１は、別個の要素であってもよく、又は１つの部片で製作されてもよい。
【００５８】
したがって、第１の冷却素子５２は、第１の保持要素５４を介して第１の光源ボード５１に機械的及び熱的に取り付けられる。同様に、第２の冷却素子６２は、第２の保持要素６４を介して第２の光源ボード６１に機械的及び熱的に取り付けられる。
【００５９】
第１の冷却アセンブリ５の第１の保持要素５４は、さらに、熱放散能力を有し、それにより、いくつかの実施形態では、第１の冷却アセンブリ５の第１の冷却素子５２の一部であると見なされることが理解されよう。同様に、第２の冷却アセンブリ６の第２の保持要素６４は、さらに、熱放散能力を有し、それにより、いくつかの実施形態では、第２の冷却アセンブリ６の第２の冷却素子６２の一部であると見なされる。したがって、それは、時には、以下の実施形態では、第１の冷却素子５２と第１の保持要素５４の両方として働く第１の冷却アセンブリ５の冷却要素と呼ばれる。いくつかの実施形態では、第１の冷却要素５２及び第１の保持要素５４は、１つの部片で製作される。同様に、それは、時には、以下の実施形態では、第２の冷却素子６２と第２の保持要素６４の両方として働く第２の冷却アセンブリ６の冷却要素と呼ばれる。いくつかの実施形態では、第２の冷却要素６２及び第２の保持要素６４は、１つの部片で製作される。
【００６０】
さらに、第１の冷却アセンブリ５及び第２の冷却アセンブリ６は、ルミネセンス要素４にクランプ力又はクランプ圧を与えるように構成される。クランプ力は、１つの実施形態では、０．１Ｎ／ｍｍ２から２Ｎ／ｍｍ２の範囲にある。クランプ圧は、１つの実施形態では、１．７バールから１７バールの範囲にある。
【００６１】
第１の冷却アセンブリ５は、表面５２１をルミネセンス要素４の第２のさらなる面４５に機械的及び熱的に接触させて配列され、それによって、第１の界面が形成される。したがって、第１の界面は、第１の冷却アセンブリ５とルミネセンス要素４との間の界面である。より詳細には、第１の界面は、第１の冷却アセンブリ５とルミネセンス要素４とが互いに接触している区域に制限される。第１の界面は、表面５２１と第２のさらなる面４５との間の相互接触表面区域として説明されることもある。
【００６２】
第２の冷却アセンブリ６は、表面６２１をルミネセンス要素４の第１のさらなる面４４に機械的及び熱的に接触させて配列され、それによって、第２の界面が形成される。したがって、第２の界面は、第２の冷却アセンブリ６とルミネセンス要素４との間の界面である。より詳細には、第２の界面は、第２の冷却アセンブリ６とルミネセンス要素４とが互いに接触している区域に制限される。第２の界面は、表面６２１と第１のさらなる面４４との間の相互接触表面区域として説明されることもある。
【００６３】
第１の冷却要素５２及び第２の冷却要素６２は、金属冷却要素である。例として、第１の冷却要素５２及び第２の冷却要素６２は、銅、鉄、又はアルミニウムで製作される。
【００６４】
第１の光源ボード５１及び第２の光源ボード６１は、セラミックコア又は金属コアを含む。
【００６５】
第１の界面及び第２の界面は各々１０μｍ未満の平面度を備える。完全な平面度、すなわち、０μｍは、界面が２次元面を表すことを意味する。
【００６６】
第１の界面及び第２の界面は同じ平面度を備えてもよい。代替として、第１の界面及び第２の界面は異なる平面度を備えてもよい。
【００６７】
ルミネセンス要素４の第１のさらなる面４４及び第２のさらなる面４５の表面粗度は、区間１μｍ＜ＲＲＭＳ＜５μｍに含まれ、ここで、ＲＲＭＳは二乗平均平方根表面粗度である。
【００６８】
ルミネセンス要素４の第１のさらなる面４４及び第２のさらなる面４５の表面粗度は実質的に同じであってもよい。代替として、ルミネセンス要素４の第１のさらなる面４４及び第２のさらなる面４５は、異なる表面粗度を有してもよい。
【００６９】
特に図２から明らかであるように、第１の冷却素子５２は、第１の保持要素５４を介して第１の光源ボード５１に機械的及び熱的に取り付けられる。同様に、第２の冷却要素６２は、第２の保持要素６４を介して第２の光源ボード６１に機械的及び熱的に取り付けられる。前に述べたように、第１の保持要素５４は第１の冷却要素５２の一体化部分である（又は逆もまた同様）と考えてもよく、その場合、第１の冷却要素５２は、第１の光源ボード５１に機械的及び熱的に取り付けられる。同様に、第２の保持要素６４は第２の冷却要素６２の一体化部分である（又は逆もまた同様）と考えてもよく、その場合、第２の冷却要素６２は、第２の光源ボード６１に機械的及び熱的に取り付けられる。
【００７０】
発光デバイス１は、第１の光源ボード５１と第１の冷却要素５２との間に設けられた（例えば、この例では第１の冷却要素の一部である第１の保持要素５４を介して）オプションの熱界面材料（ＴＩＭ）、熱グリース材料、又は相変化材料（ＰＣＭ）層７２と、第２の光源ボード６１と第２の冷却要素６２との間に設けられた（例えば、この例では第２の冷却要素の一部である第２の保持要素６４を介して）ＴＩＭ層７１とをさらに含む。
【００７１】
発光デバイス１は、さらにオプションとして、第１の光源ボード５１と第２の冷却要素６２との間に設けられた（例えば、第２の冷却要素の一部である第２の保持要素６４を介して）熱界面材料（ＴＩＭ）層５１２と、第２の光源ボード６１と第１の冷却要素５２との間に設けられた（例えば、第１の冷却要素の一部である第１の保持要素５４を介して）ＴＩＭ層６１２とを含む。
【００７２】
発光デバイス１は、ルミネセンス要素４と第１の冷却要素５２との間に設けられたオプションの熱界面材料（ＴＩＭ）層７３と、ルミネセンス要素４と第２の冷却要素６２との間に設けられたＴＩＭ層７４とをさらに含む。
【００７３】
第１の冷却要素及び第２の冷却要素のうちの少なくとも一方の少なくとも一部、もっと正確に言えば第１の保持要素及び第２の保持要素は、金属被覆を含む。金属被覆は、１００ｎｍから２００ｎｍの厚さを含む。金属被覆はアルミニウム被覆であってもよい。
【００７４】
発光デバイス１は、デジタルプロジェクタの光学エンジン又はインタフェースなどの外部デバイスへの光インタフェースを備えるように構成された位置合わせ要素８０をさらに含む。
【００７５】
代替として、第１の冷却アセンブリ５は１つの固体金属要素として製作されてもよく、１つの固体金属要素に、デジタルプロジェクタの光学エンジン又はインタフェースなどの外部デバイスへの光インタフェースが配列される。そのような構成は、以下でさらに説明するように、ルミネセンス要素４と、ヒートシンク要素５３、６３などの外部冷却要素との間に特に低い熱抵抗をもたらす。
【００７６】
図３を参照すると、本発明の第２の実施形態による発光デバイス１０が示される。発光デバイス１０は、以下の追加及びオプションの要素、すなわち、ガイド要素、ばね要素、及びヒートシンク要素を含むという点で、図１及び図２を参照して上述したものと異なる。他の実施形態では、これらの追加の要素は、単独で、又は任意の好適な組合せで存在することに留意されたい。
【００７７】
この実施形態の発光デバイス１０は、少なくとも１つのガイド要素をさらに含み、それは、図示の実施形態では、ルミネセンス要素４に対して第１の冷却アセンブリ５及び第２の冷却アセンブリ６を位置合わせするように構成されたガイドピン９０、９１である。発光デバイス１０は、３つのガイドピンを含む。それらのうちの１つは、ガイドピン９０及び９１と反対側の第１及び第２の冷却アセンブリ５及び６の端部に配列されているので図３では見えない。代替として、発光デバイスは、２つのガイド要素又は３つを超えるガイド要素を含んでもよい。
【００７８】
この実施形態の発光デバイス１０は、クランプ力をルミネセンス要素４に与えるように構成された少なくとも１つのばね要素９２、９３をさらに含む。発光デバイス１０は、ガイド要素の各々に１つずつの３つのばね要素を含む。ばね要素のうちの１つは、図では見えない。代替として、発光デバイスは、２つのばね要素又は３つを超えるばね要素を含んでもよい。ばね要素は、任意の好適なタイプのばね、例えば、つる巻きばねである。
【００７９】
さらに、この実施形態では、第１の光源ボード５１及び第２の光源ボード６１は各々それぞれヒートシンク要素５３及び６３を含む。
【００８０】
図４、図５、及び図６は、本発明による発光デバイスの性能を例証する３つの異なるグラフを示す。
【００８１】
図４は、冷却要素が金属被覆で被覆されていない本発明による発光デバイスの印加電流（アンペア単位）の関数としてルーメン単位の光学性能又は光出力を示しており、電流は、第１の光源ボード及び第２の光源ボードによって直列接続で第１の光源及び第２の光源に印加される。見て分かるように、熱ロールオーバ（ｄΦ／ｄＩ＜０、ここで、Φは光出力であり、Ｉは印加電流である）は観察されず、それは、熱消光が生じていないことを意味する。曲線における「垂れ下がり」は、ＬＥＤのウォールプラグ効率が電流密度とともに減少するので、使用されたＬＥＤの垂れ下がり曲線に完全に起因し、これは、当技術分野において非常によく理解され知られている事実である。図４のグラフは、本発明による発光デバイスの光学的及び熱的性能が非常に良好であるか又は少なくとも改善されていることを示している。
【００８２】
図５は、図４と同じタイプの発光デバイスに対する光源ボードの温度（Ｔｅｍｐ．  ＮＴＣ）の関数としてのルミネセンス要素の温度（Ｔｅｍｐ．  ｒｏｄ）を示す。ルミネセンス要素の温度及び光源ボードの温度は、負温度係数ＮＴＣサーミスタで測定された。図示の光源ボードの温度は、図４のグラフの電流で動作している間に達せられた温度であり、すなわち、２５℃の光源ボード温度は光源による０．２５Ａの電流と対であり、７５℃の光源ボード温度は光源による１．７Ａの電流と対である。最大電流においてさえ、光源ボードの温度はほぼ７５℃であり、一方、ルミネセンス要素の温度は１０５℃にしか達しておらず、したがって、１５０℃より十分に低いことが分かり、これは、ほとんどの用途で望まれ必要とされるものである。
【００８３】
図６は、冷却要素が厚さ１００ｎｍから２００ｎｍのアルミニウム被覆で被覆された本発明による発光デバイスのルーメン単位の光学性能又は光出力を、第１の光源ボード及び第２の光源ボードによって第１の光源及び第２の光源に印加された印加電流（アンペア単位の平均ＤＣ電流）の関数として示す。光源は、この場合、青色ＬＥＤであり、ルミネセンス要素はＣｅドープされている。
【００８４】
青色ＬＥＤからの光はランバート発光器として放射されるので、光の一部は好ましくない角度でルミネセンス要素にぶつかる。ルミネセンス要素の内部で青色ＬＥＤ光を完全に変換するにはある一定の経路長が必要とされるので、光のいくらかはルミネセンス要素を通り抜ける。特に、ルミネセンス要素で使用されるＣｅ濃度が０．５原子％未満である場合、これは、吸収長がＣｅ濃度の低下とともに減少するので問題になる。アルミニウム被覆は、青色光を反射するのに非常によく適している。そのため、ルミネセンス要素を透過した青色光の一部がルミネセンス要素に、反射して戻され、それにより、吸収及び変換の追加の（再利用の）機会が与えられる。この強化の結果が、図４のグラフと比べて図６のグラフにおいて見て分かる。同様な駆動条件で、ピークルーメン出力が約１５％の利得を示している。それゆえに、そのような被覆を設けることは有利であり、その理由は、銅は（通常）漏洩した青色光をほとんど完全に吸収するが、一方、アルミニウム被覆の反射率は青色光に対して９０％を超えるからである。さらに、被覆層は、以前から、わずか１００〜２００ｎｍの被覆厚で非常に良好な反射率を有している。実験が示すところによれば、層が厚いほど良好な反射率をもたらすということにはならない。さらに、アルミ層は非常に薄いので、冷却アセンブリの熱冷却特性はほんのわずかしか変更されず、したがって、冷却特性／容量の低下は観察されない。そのような被覆層を設けるのは、単結晶ルミネセンス要素が使用される場合、特に重要であるが、その理由は、結晶の成長の間、最大達成可能Ｃｅ濃度が、３原子％までのＣｅの濃度を得ることができる焼結結晶と比べて、低い（すなわち、０．５原子％よりもかなり低い）からである。
【００８５】
図７を参照して、１つの実施形態による発光デバイスを説明する。
【００８６】
図７は、ポリマー被覆７５０が、ルミネセンス要素４と熱的及び機械的に接触する冷却アセンブリ（図１及び図２では６で示した）の表面に設けられていることを除いて、図１及び図２を参照して説明した発光デバイス１と概ね等価である発光デバイス７００の側面図を示す。
【００８７】
発光デバイス７００は、第１の冷却アセンブリ７０５の少なくとも一部と第２の冷却アセンブリ７０６の少なくとも一部との間に装着されるルミネセンスロッド４を含む。第１の冷却アセンブリ７０５及び第２の冷却アセンブリ７０６は、それぞれ、図１及び図２を参照して説明した第１の冷却アセンブリ５及び第２の冷却アセンブリ６と等価である。図７では、第１の冷却アセンブリ７０５の一部及び第２の冷却アセンブリ７０６の一部のみが示されている。図１及び図２を参照すると、第１の冷却アセンブリ５は、第１の冷却要素５２と、保持要素５４と、第１の光源ボード５１とを含む。図７において、参照番号７０５は、第１の冷却アセンブリの少なくとも第１の保持要素を示すが、ことによると、第１の冷却アセンブリの第１の冷却要素も示している（すなわち、第１の保持要素及び第１の冷却要素を一緒に示している）と考えられる。同様に、参照番号７０６は、第２の冷却アセンブリの少なくとも第２の保持要素を示しているが、ことによると、第２の冷却アセンブリの第２の冷却要素も示していると考えられる。便宜上、以下では、第１の冷却アセンブリ７０５及び第２の冷却アセンブリ７０６を一般に参照する。これに関連して、第１の冷却アセンブリ５（又は７０５）の第１の冷却要素５２及び第１の保持要素５４は単一の機械的ブロックを形成し、一方、第２の冷却要素６２及び第２の保持要素６４は別の単一の機械的ブロックを形成することが理解されよう。
【００８８】
前述のように、図７には、ルミネセンス要素／ロッド４に熱的及び機械的に接触する第２の冷却アセンブリ７０６の表面は、ある一定の粗度を有していることに加えて、ポリマー層７５０で被覆されていることが示されている。
【００８９】
一般に、ルミネセンスロッド４に接触する冷却ブロック７０５及び７０６のそれぞれの表面は、ルミネセンスロッド４との熱接触を改善し光学的接触を減少させて（ことによると避けて）ルミネセンスロッド４からの光出力を増加させる（ことによると、最適化する）ためにある一定の粗度を有する。
【００９０】
第１の冷却アセンブリ７０５及び第２の冷却アセンブリ７０６（又は冷却ブロック７０５及び冷却ブロック７０６）は、図７において垂直の太い黒色の矢印７１５及び７１６で示されたように印加された力によって、所定位置に保持され、ルミネセンスロッド４にクランプされる。
【００９１】
図７は、さらに、ミラーなどの光学要素７０８が、光出射面４３の反対側にあるルミネセンスロッド４の端部４６に、すなわち、図２の説明で参照したような第３のさらなる面４６に配列されることを示している。
【００９２】
図７に示した発光デバイス７００は、さらに、光出射面４３からの光出力を、例えば投影システム（例えば、ビーマーの）などの外部デバイスへと取り出すために、光出射面４３に複合放物線集光器（ＣＰＣ）７２０を備え付けている。光学要素又はミラー７０８は、図７において水平の黒色の矢印７１８で示されたものなどの、光学要素又はミラー７０８に印加される力によって、所定位置に維持される。
【００９３】
一般に、ルミネセンスロッド４は、熱サイクルと、光学要素／ミラー７０８に印加される（小さい）力と、ルミネセンスロッド４と冷却ブロック７０５及び７０６の各々との間の界面でのマイクロ／マクロ滑りの存在とのために、冷却ブロック７０５及び７０６から這い進む（ｃｒａｗｌ）傾向があることが理解されよう。特に、光学要素／ミラー７０８が取り除かれた場合、ルミネセンスロッド４は、外側又は内側に這い進み、ルミネセンスロッド４の移動の制御が低下するか又はことによると全く制御されない。這い進み（内側又は外側への）は、発光デバイスを故障させる危険性を高める。この危険性は、ルミネセンス要素４と熱的及び機械的に接触する第２の冷却アセンブリ７０６の表面に設けられたポリマー被覆７５０によって低減される。
【００９４】
図７は、第２の冷却アセンブリ７０６がポリマー被覆を備えていることを示しているが、代替として、ルミネセンス要素４と熱的及び機械的に接触させて配列された第１の冷却アセンブリ７０５の表面が、代わりに、ポリマー被覆を備え付けていてもよく、又は第１の冷却アセンブリ７０５及び第２の冷却アセンブリ７０６の各々が、ポリマー被覆を備えた、ルミネセンス要素４と熱的及び機械的に接触するそのような表面を有することが理解されよう。
【００９５】
ポリマー被覆は、例えば、（フッ素化された）ポリマー被覆、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、又はＦＥＰなどである。そのような材料は、比較的低い剪断率及び比較的高い温度耐性と相まって比較的低い摩擦係数を備える。低い摩擦係数は、這い進み効果を低減させるが、その理由は、低い摩擦係数が、ルミネセンスロッド４を冷却アセンブリのロッドホルダ（又は保持要素）から機械的に切り離し、一方、低い剪断率が、ルミネセンスロッド４と、第１の冷却アセンブリ７０５及び第２の冷却アセンブリ７０６のロッドホルダとの間のヒステリシスを防止するポリマー被覆７５０の（軽微な又は小さい）変形を可能にするからである。それゆえに、界面のポリマー層７５０の柔軟性は、滑りを防止するか又は少なくとも減少させ、さらに、ルミネセンスロッド４が外側又は内側に這い進むのを低減させるか又はことによると防ぐ。言い換えれば、ポリマー層７５０は、発光デバイス７００の寿命の間ルミネセンスロッド４を初期位置に維持するのを可能にする。
【００９６】
ポリマー層７５０の厚さは、熱的性能、すなわち、ルミネセンスロッド４と冷却アセンブリ７０５との間の熱交換への影響を無視できるように設計するか又は減少させることができる。
【００９７】
加えて、ポリマー層７５０は、ルミネセンスロッド４と、第１の冷却アセンブリ７０５及び第２の冷却アセンブリ７０６のそれぞれの保持要素（又は、冷却要素が保持機能も有する場合は冷却要素）との間の界面の粗度への要件を緩和するように設計される。ポリマー層７０５は、これらの界面の粗度に順応する（すなわち、共形になる）。ポリマー被覆７５０を介して冷却アセンブリ７０５及び７０６とルミネセンスロッド４との間の接触面を増加させることができると、より高い粗度値を第１及び第２の冷却アセンブリ７０５及び７０６のロッドホルダの界面表面で使用し、それでもなお伝熱のためにルミネセンスロッド４との同様の熱接触面積を備えることができる。これらの界面でポリマー被覆を使用するのは、ルミネセンスロッド４との光学的接触を減少させることができるという点でも有利である。
【００９８】
冷却アセンブリ７０５及び７０６のうちの少なくとも一方のロッドホルダにポリマー層を付けるのは、それ自体、追加の製造ステップを導入し、それによって、コストを増加させるが、これは、粗度への要件レベルを減少させる際の製造コストの低下によって補償される。
【００９９】
ポリマー層７５０は、さらに、光源の回路ボード（図７には図示せず）と第１及び／又は第２の冷却アセンブリ７０５及び７０６のロッドホルダとの間の電気的絶縁の利益を追加する。それゆえに、ポリマー層７５０の使用は、さらに、第１及び第２の光源の回路ボードに設けられる誘電体層への要件を緩和し、それによって、伝熱を向上させる。
【０１００】
図８を参照して、別の実施形態による発光デバイスを説明する。
【０１０１】
図８は、冷却アセンブリ５及び６の機械的構造が異なることを除いて、図１及び図２を参照して説明した発光デバイス１と概ね等価である発光デバイス８００の分解図を示す。さらに、図８は、２つの冷却アセンブリの冷却要素が、ルミネセンス要素４を基準として対称である、すなわち、ルミネセンス要素４の両側で実質的に同様であることを示している。
【０１０２】
図８は、第１のブロック８５０（第１の保持要素及び／又は第１の冷却要素と呼ばれることもある）と第２のブロック８６０（第２の保持要素及び／又は第２の冷却要素と呼ばれることもある）との間に固定される（又はクランプされる）ルミネセンスロッド４を含む発光デバイス８００を示す。
【０１０３】
発光デバイス８００は、さらに、ルミネセンス要素４の側面を介して光をルミネセンス要素４に入力させるための第１の光源（この図では見えない）を含む、図１及び図２を参照して説明したような第１の光源ボード５１と、ルミネセンス要素４の別の（反対側の）側面を介して光をルミネセンス要素４に入力させるための第２の光源２２を含む、図１及び図２を参照して説明したような第２の光源ボード６１とを含む。
【０１０４】
第２の光源ボード６１は、第２の光源２２を電気的に制御するための回路ボード８６１を備え付けている。本例では、第２の光源２２はＬＥＤストリングである。第２のブロック８６０は、回路ボード８６１が第２の光源ボード６１の熱放散プレートと第２のブロック８６０との間に収容されるように形作られる（この図では見えない）。この態様は、発光デバイス８００の対応する部分、特に、第１の光源ボード５１の対応する回路ボード（見えない）を収容するか又は挿入するための内側部分又は凹部８５５を含む第１のブロック８５０の形状に対して示されている。
【０１０５】
本例では、発光デバイスは、さらに、図７を参照して説明したものなどのＣＰＣ７２０を備え付けている。
【０１０６】
本実施形態では、第１の冷却アセンブリの冷却要素８５０は、冷却要素及びロッド保持要素の両方として働く。同様に、第２の冷却アセンブリの冷却要素８６０は、冷却要素とロッド保持要素の両方として働く。特に、第１の冷却要素８５０及び第２の冷却要素８６０は、ルミネセンス要素４の両側に同様の熱拡散能力を備えている。図８に示すように、第１の冷却アセンブリの冷却要素８５０は、第２の冷却アセンブリの冷却要素８６０と同様の形状を有する。
【０１０７】
本明細書ではそれぞれの第１及び第２の冷却アセンブリの冷却要素を基準にしているが、本実施形態は、さらに、特にルミネセンス要素４に対して形状が対称であるそれぞれの第１及び第２の冷却アセンブリのロッド保持要素を基準にすることによって定義されてもよいことが理解されよう。ロッド保持要素は、冷却要素及び光源ボードを介してルミネセンス要素４から周囲に熱放散させるための熱伝導性材料をさらに含む。
【０１０８】
本実施形態において、ルミネセンス要素４の両側に配列される冷却アセンブリの部品又は要素は、設計において対称である、すなわち、形状及び材質において同様である。これは、さらに、発光デバイスの製造及び組立てを簡単にする。より一般的には、本実施形態では、ルミネセンス要素４の両側に配列される冷却アセンブリの部品又は要素は、同じ熱拡散能力を備える。
【０１０９】
さらに、熱拡散能力の対称性により、ロッドホルダ及び／又は冷却要素８５０及び８６０は熱放散において等しく機能するので、ロッドホルダ及び／又は冷却要素８５０及び８６０が第１の光源ボード５１と第２の光源ボード６１の両方に熱的に接続される必要性が低減されるか又はことによると除去される。対称性は、さらに、許容差を緩和するが、その理由は、ルミネセンスロッド４が、第１の光源ボードに熱的に接続された第１のロッドホルダに接続される必要があり、次には第２の光源ボードに熱的に接続された第２のロッドホルダ自体に接続される必要があるシナリオと比較して、許容差列（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ  ｔｒａｉｎ）が短くなるからである。
【０１１０】
図８には、第１の（冷却）アセンブリ及び第２の（冷却）アセンブリ８６０が２つの対称的な半分（ルミネセンス要素４に対して）によって形成されており、各々が１つのそれぞれの光源ボード５１、６１と１つのそれぞれのロッドホルダ／冷却要素８５０、８６０とで構成される一実施形態が示されている。
【０１１１】
図８に示した実施形態では、第１の冷却要素又はロッド保持要素８５０は第１の（左の）光源ボード５１に熱的に接続され、第２の冷却要素又はロッド保持要素８６０は第２の（右の）光源ボード６１に接続される。本実施形態では、冷却要素／ロッド保持要素８５０及び８６０が対称的でない場合のように、２つの光源ボード５１及び６１は互いに熱的に接続される必要はない。ロッドホルダ及び／又は冷却要素８５０及び８６０は、図１に示したやり方と同様のやり方で連結され、ルミネセンスロッド４は、第１の冷却要素／ロッド保持要素８５０と第２の冷却要素／ロッド保持要素８６０との間に固定される（又はクランプされる）ことになる。
【０１１２】
本実施形態では、ロッド保持要素は、第２の（下部）ロッド保持要素８６０の前側に配列されたインタフェースリング８７０を除いて熱的に等しいと考えられる。発光デバイス８００は、図８に示したものなどのねじのようないくつかの固定手段を使用して組み立てられる。特に、第１の光源ボード及び第２の光源ボードは、１つの中央ねじ８９１とダボ８９２用の２つの長穴とを使用して、第１のブロック８５０及び第２のブロック８６０に側面に沿って固定される。
【０１１３】
発光デバイス８００は、さらに、クランプ力をルミネセンスロッド４に加えるためのいくつかのねじ８９３、８９４を備え付けている。これらのねじの各々に加えられる力に応じて、クランプ力は、ルミネセンスロッドの一方の端部とその反対側の端部との間で変えられる。
【０１１４】
さらに、図８に示すように、ルミネセンスロッド４をクランプするために保持／冷却要素８５０に力を加えるねじ８９３及び８９４は、垂直面に対して、もっと正確に言えば発光デバイス８００の保持／冷却要素８５０が延びる面に対して傾けられる。言い換えれば、固定要素又はねじ８９３及び８９４は、それらの軸がルミネセンスロッド４の軸と交差するように装着され、それによって、傾斜及び続いて起こる望ましくない圧力分布を防止する。
【０１１５】
ロッド保持要素８５０及び８６０は、ロッド保持要素自体に対してルミネセンスロッド４を位置合わせさせるための位置合わせ機構をさらに含むことが理解されよう。例えば、ロッド保持要素８５０及び８６０は、ルミネセンスロッド４と熱接触しているそれぞれの縁部に、角のある又はＶ字形の切り込み又は窪みのようなノッチ（又は他のタイプの位置合わせ機構）を含む。これにより、依然として十分な熱接触を行いながら、発光デバイスを組み立てるのに必要とされる固定要素（又はねじ）の数を減らすことができる。
【０１１６】
図９は、発光デバイスの外部デバイスとの中間要素を介した接続の側面図を示す。
【０１１７】
図９は、外部デバイス、又はそのような外部デバイスの少なくともモジュールインタフェースリング９５０と、先の実施形態で説明した発光デバイスのうちのいずれか１つなどの発光デバイスの一部、特に、そのような発光デバイスのルミネセンスロッド４に光学的に接続されたＣＰＣ９２０との間の接続を示す。
【０１１８】
本実施形態では、ＣＰＣ９２０の光出射窓９２７などのインタフェースが、中間要素９００を介して外部デバイスのインタフェースリング９５０に接続される。
【０１１９】
上記のように、ルミネセンス要素４は、様々な理由で這い進みを受ける。本実施形態では、発光デバイスを外部デバイスに接続するための中間要素９００が、這い進みを補償するために設けられる。中間要素９００は、ばねとして働き、ＣＰＣ９２０とルミネセンスロッド４との間の界面の曲げ応力の危険性なしに、及び、例えば図７に示したように、基準面、例えば、ルミネセンスロッドの反対側の端部に位置付けられたミラーに対して正確な位置にルミネセンスロッド４を保持するのに十分な剛性を伴って、ＣＰＣ側で使用される。
【０１２０】
ばねとして働く中間要素の使用は、発光要素それ自体の内部の空間を使用することなく、這い進みを補償するためのかなり安価で効果的な解決策を提供する。それは、さらに、他の取付け手段を使用するよりも信頼できる解決策である。
【０１２１】
図１０は、１つの実施形態による中間要素１０００の斜視図を示す。
【０１２２】
中間要素１０００は、図９に示した中間要素９００として使用する。中間要素１０００は、ばねとして働き、この例では鋼板の単一片から製作される。
【０１２３】
中間要素１０００は、円形であり、それを光が通り抜けられるようにする中央孔１０５０を含む。中間要素１０００はリング１０８０として形作られ、リング１０８０の周囲において、例えば３つのブレード又は３つの剛体フラップの形態の少なくとも３つの接触点１２１０、１２２０、及び１２３０が、リングを配置した面から第１の方向に延びる。３つの接触点１２１０、１２２０、及び１２３０は、機械的安定性の改善のためにリングの中心からの等しい角距離に分配される。中間要素１０００は、リング１０８０内に配置された３つの部分１１０１、１１０２、及び１１０３をさらに含む。これらの部分の各々は、リング１０８０に一端で取り付けられ、３つのブレードとしての他端で自由垂下であり、他端では、例えば３つのブレード又は３つの剛体フラップの形態の３つの対応する接触点１１１０、１１２０、及び１１３０が、それぞれの３つの垂下部分から延びる。これらの３つの追加の接触点１１１０、１１２０、及び１１３０は、リングを配置した面を基準にして第１の方向と反対の第２の方向に延びる。
【０１２４】
結果として、図９を参照すると、第１のグループの３つの接触点１２１０、１２２０、及び１２３０は、外部デバイスのインタフェースリング９５０に直接接触し、第２のグループの３つの接触点１１１０、１１２０、及び１１３０は、ＣＰＣ９２０の出射窓９２７に直接接触する。
【０１２５】
中間要素１０００はばねとして働き、その弾性挙動は、中間要素１０００の全体サイズに対するばね部分の長さの調節によって調整される。それは、例えば、ばねブレードの幅、ばねブレードの長さ、又は使用されるシートの厚さのいずれかを調節することによって調整される。
【０１２６】
上記のように、中間要素は、ＣＰＣ出射窓９２７（一方の側の）及び金属インタフェース（例えば、プロジェクタハウジングへの）リング９５０（他方の側の）との接触の改善を保証するために各側に３つの接触点を有する。３つを超える接触点がリング１０８０の各側で使用されてもよいことが理解されよう。さらに、接触点の数は、リング１０８０の各側で等しくなくてもよい。
【０１２７】
中間要素１０００は、例えば、一体形シートで製作されてもよく、ダイカッティング又はスタンピングによって製造されてもよい。
【０１２８】
本発明は上述の好ましい実施形態に決して限定されないことを当業者は理解されよう。それどころか、多くの変更及び変形が添付の特許請求範囲の範囲内で可能である。例えば、実施形態にかかわらず、第１の光源ボード５１又は第２の光源ボード６１のいずれかに第１の光源２１と第２の光源２２の両方を装着するか、又は代替では第１の光源２１若しくは第２の光源２２のいずれかを単に省略することが可能である。加えて、第１の光源ボード５１又は第２の光源ボード６１のいずれかをさらに省略することさえ可能である。
【０１２９】
追加として、開示した実施形態への変形が、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、特許請求される発明を実践する際に、当業者によって理解され達成される。特許請求範囲において、「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語は、他の要素又はステップを排除せず、不定冠詞「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」という不定冠詞は複数を排除しない。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用することができないということを示していない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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