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公開番号2025097976
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2025022237,2021559522
出願日2025-02-14,2020-04-16
発明の名称光源変換器
出願人ラズライトホールディングスエルエルシー,Lazurite Holdings LLC
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 5/20 20060101AFI20250624BHJP(光学)
要約【課題】大量の放出光を異なる波長に効率的に変換することができる光変換器。
【解決手段】光源変換器は、光源に光学的に結合された不均一変換コアを含む。変換コアは、複数の層、近位端、遠位端、および近位端と遠位端との間に伸長する長さで構成された伝送媒体を有する。光源変換器は更に、伝送媒体の複数の層の各々に容積的に浮遊する複数の蛍光体粒子を含む。変換コアの近位端に近接した複数の層の1つにおける複数の蛍光体粒子の密度は、伝送媒体の遠位端に近接した複数の層の他の1つにおける複数の蛍光体粒子の密度と異なる。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
複数の層、近位端、遠位端、および前記近位端と前記遠位端との間に伸長する長さで構成された伝送媒体を有し、光源に光学的に結合された不均一変換コアと、
前記伝送媒体の前記複数の層の各々において容積的に浮遊する複数の蛍光体粒子であって、前記変換コアの前記近位端に近接した前記複数の層の１つにおける前記複数の蛍光体粒子の密度が、前記伝送媒体の前記遠位端に近接した前記複数の層の他の１つにおける前記複数の蛍光体粒子の密度と異なる、複数の蛍光体粒子と
を備える光源変換器。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記複数の蛍光体粒子は、２つ以上の蛍光体粒子割合、組成、サイズ、および／または化学的性質を含む、請求項１に記載の光源変換器。
【請求項３】
前記伝送媒体の前記長さにわたる前記２つ以上の蛍光体粒子割合は、約０％～約１００％である、請求項２に記載の光源変換器。
【請求項４】
前記伝送媒体の前記長さにわたる前記２つ以上の蛍光体粒子割合は、約０．１％～約２５％である、請求項２に記載の光源変換器。
【請求項５】
前記複数の蛍光体粒子は、２つ以上の蛍光体種類を含む、請求項１に記載の光源変換器。
【請求項６】
前記２つ以上の蛍光体粒子の割合、化学的性質、サイズ、および組成の１または複数は、前記光源からの光の吸収帯を連続的に広げるように構成される、請求項５に記載の光源変換器。
【請求項７】
前記複数の蛍光体粒子の前記容積的浮遊は、勾配蛍光体コアを形成する、請求項１に記載の光源変換器。
【請求項８】
前記勾配蛍光体コアは、連続的または非連続的勾配蛍光体コアである、請求項７に記載の光源変換器。
【請求項９】
前記複数の層の各々の厚さは、約３０ミクロンから伝送媒体の全長より約３０ミクロン少ない（厚さ）までである、請求項１に記載の光源変換器。
【請求項１０】
前記複数の蛍光体粒子の前記密度は、前記近位端から前記遠位端まで増加または減少する、請求項１に記載の光源変換器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によって本明細書にその全体が組み込まれる、２０１９年４月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／８３４，６７７号の利益を主張するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【０００２】
本発明は、一般に、光学デバイスと共に用いるための光源変換器に関し、より具体的には、容積式蛍光体コアを有する光学デバイスと共に用いるための光源変換器に関する。
【背景技術】
【０００３】
１９２０年代における最初の固体照明（ＳＳＬ）デバイスの発明以来、当時の光源への代用品としてのそれらの使用は、集中的に推し進められた。１９６０年代、最初の高明度ＳＳＬデバイスが発明され、産業および消費者分野におけるそれらの光源としての使用は急激に上昇した。ＳＳＬデバイス研究の次の主要な目標は、白色光を生み出す新たな方法を発見することであり、この方法は主に、狭帯域の赤色、青色、および緑色（ＲＧＢ）光源の混合によって実現された。この種の混合は、たとえば色精度および色温度の再現など、広域スペクトルの「白色」光と比べて、予想される多数の問題点を提示する。
【０００４】
ＳＳＬデバイスの進化における次の段階は、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）が発明され、その後、蛍光体被膜の薄層と組み合わせられた１９９０年代に出現した。この蛍光体被膜の層は、ダイオードから放出された青色光と相互作用し、その後、入射青色光の波長よりも長い波長にピークを有する広域スペクトル発光に光を変換し得る。無変換青色光と変換光との混合は、それまでの個別のＲＧＢ混合方法よりも大幅に良好な広域スペクトル「白色」光の再現性をもたらす。
【０００５】
レーザは、電磁放射の誘導放出に基づいて光増幅によって光を放出する。レーザは概して、それらの空間的コヒーレンスによって他の光源と区別される。空間的コヒーレンスは一般に、レーザの出力が、回折限界である細い光線であることによって表される。またレーザは、時間的コヒーレンスも有し、これによりレーザは、狭域スペクトルで光を放出し、その結果、単色の光を放出することができる。レーザは、必要な空間的または時間的コヒーレンスの光が、より簡単な技術を用いて生成され得ない状況で、長く用いられてきた。
【０００６】
従来、完全にＳＳＬデバイス内で蛍光体変換機能を実現する唯一の方法は、発光源を蛍光体材料の薄層で被膜することであった。後の研究が示したように、入射青色光の大部分は、蛍光体被膜に反射することにより変換されず、使用可能な光の大量損失および全体効率の低下を招いた。これに対する対応策が遠隔蛍光体であり、この方法では、蛍光体変換材料は発光源から一定の距離だけオフセットされる。発光源から短距離を置いて変換材料を配置することにより、誤った反射の可能性が低減し、同一のＳＳＬデバイスからより高い変換効率が生じた。遠隔蛍光体は一般に、蛍光体の非常に薄い層で被膜された透明媒体で作られたレンズまたはキャップであり、発光源から離して配置された。
【０００７】
遠隔蛍光体は、発光源が蛍光体で直接被膜された旧式ＳＳＬデバイスに対する改善であったが、変換材料の薄層を連動させることにより、いくつかの問題点が提示され得る。これらの問題点は、蛍光体が飽和する前に変換され得る放出光の量における制限、発光源の表面積と露光され得る蛍光体の量との直接的な相関関係、薄い表面への温度の集中、および変換システムの全体効率を含み得る。
【０００８】
したがって、大量の放出光を異なる波長に効率的に変換することができる光変換器の必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００９】
１つの実施形態において、光源に光学的に結合された不均一な変換コアを含む光源変換器が存在し、変換コアは、複数の層、近位端、遠位端、および近位端と遠位端との間に伸長する長さで構成された伝送媒体を有する。光源変換器は更に、伝送媒体の複数の層の各々に容積的に浮遊する複数の蛍光体粒子を含み、変換コアの近位端に近接した複数の層の１つにおける複数の蛍光体粒子の密度は、伝送媒体の遠位端に近接した複数の層の他の１つにおける複数の蛍光体粒子の密度と異なる。
【００１０】
１つの実施形態において、複数の蛍光体粒子は、２つ以上の蛍光体粒子割合、組成、および／または化学的性質を含む。伝送媒体の長さにわたる２つ以上の蛍光体粒子割合は、約０％～約１００％または約０．１％～約２５％であってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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