JP7797773B2 - Multi-color lighting devices, systems and methods of manufacture - Google Patents
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Description
本出願は、2020年8月21日に出願された米国非仮特許出願第16/999,577号及び2020年8月31日に出願された欧州特許出願第20193561.6号の利益を主張するものであり、それらの内容は参照により本明細書に組み込まれる。 This application claims the benefit of U.S. Non-Provisional Patent Application No. 16/999,577, filed August 21, 2020, and European Patent Application No. 20193561.6, filed August 31, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
本発明は、多色照明装置、システム及び製造方法の分野に関する。 The present invention relates to the field of multi-color lighting devices, systems, and manufacturing methods.
発光ダイオード(LED)に基づく照明装置は、光出力とエネルギー効率の点で有利であり得、したがって、自動車用途でのフィラメントランプのような従来の光源の歓迎すべき代替品となり得る。 Lighting devices based on light-emitting diodes (LEDs) can offer advantages in terms of light output and energy efficiency and therefore could be a welcome alternative to traditional light sources such as filament lamps in automotive applications.
照明装置は電気絶縁層を含む。電気絶縁層は上面とメタライゼーションされた底面を持ち、10W/(m*K)より大きい熱伝導率を持つ。照明装置はまた、電気絶縁層の上面上に位置し、第1の色の光を発するように構成された少なくとも1つの第1の発光素子と、電気絶縁層の上面上に位置し、第2の色の光を発するように構成された少なくとも1つの第2の発光素子を含む。少なくとも1つの電気接点素子が電気絶縁層の上面上の少なくとも一部に配置され、少なくとも1つの第1の発光素子または少なくとも1つの第2の発光素子のうちの少なくとも1つに電気的に結合されている。 The lighting device includes an electrical insulating layer. The electrical insulating layer has a top surface and a metallized bottom surface and has a thermal conductivity greater than 10 W/(m*K). The lighting device also includes at least one first light-emitting element located on the top surface of the electrical insulating layer and configured to emit light of a first color, and at least one second light-emitting element located on the top surface of the electrical insulating layer and configured to emit light of a second color. At least one electrical contact element is disposed on at least a portion of the top surface of the electrical insulating layer and is electrically coupled to at least one of the at least one first light-emitting element or the at least one second light-emitting element.
より詳細な理解は、以下の説明から得ることができ、添付の図面と併せて例として示される。 A more detailed understanding can be had from the following description, taken by way of example in conjunction with the accompanying drawings.
異なる光照明システムおよび/または発光ダイオード(「LED」)実装の実施例について、本明細書において、添付の図面を参照して、より詳しく説明する。これらの実施例は相互に排他的ではなく、1つの実施例で見られる特徴を1つ以上の他の実施例で見られる特徴と組み合わせて追加の実装を実現することができる。したがって、添付の図面に示されている実施例は、説明の目的のためにのみ提供されており、本開示を限定することをまったく意図していないことが理解される。全体を通して同様の数字は同様の要素を指す。 Examples of different optical illumination systems and/or light emitting diode ("LED") implementations are described in more detail herein with reference to the accompanying drawings. These examples are not mutually exclusive, and features found in one example may be combined with features found in one or more other examples to achieve additional implementations. Accordingly, it is understood that the examples shown in the accompanying drawings are provided for illustrative purposes only and are not intended to limit the present disclosure in any way. Like numbers refer to like elements throughout.
第1、第2、第3などの用語は、様々な要素を説明するために本明細書で使用されてもよいが、それらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解される。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するために使用されてもよい。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、第1の要素を第2の要素と呼び、第2の要素を第1の要素と呼んでもよい。本明細書で使用される「および/または」という用語は、関連するリスト項目のうちの1つ以上の任意のすべての組み合わせを含んでもよい。 Terms such as first, second, and third may be used herein to describe various elements, but it is understood that the elements should not be limited by these terms. These terms may be used to distinguish one element from another. For example, a first element may be referred to as a second element and a second element may be referred to as the first element without departing from the scope of the present invention. As used herein, the term "and/or" may include any and all combinations of one or more of the associated listed items.
層、領域、または基板などの要素が別の要素「の上にある」または「の上まで延在する」と呼ばれる場合、それは直接別の要素の上にあるか、またはその上まで直接延在するか、あるいは介在する要素も存在してもよいことが理解される。これとは対照的に、ある要素が別の要素「の直接上にある」または「の直接上まで」延在すると呼ばれる場合、介在する要素は存在しなくてもよい。また、要素が別の要素に「接続されている」または「結合されている」と呼ばれる場合、要素は別の要素に直接接続または結合されていてもよいし、および/または1つ以上の介在する要素を介して別の要素に接続または結合されていてもよいことも理解される。対照的に、要素が別の要素に「直接接続されている」または「直接結合されている」と呼ばれる場合、要素と別の要素の間に介在する要素は存在しない。これらの用語は、図に示されている任意の方向に加えて、要素の異なる方向を含むことを意図していることが理解される。 When an element, such as a layer, region, or substrate, is referred to as being "on" or "extending onto" another element, it is understood that it may be directly on or extending onto the other element, or that intervening elements may also be present. In contrast, when an element is referred to as being "directly on" or extending "directly onto" another element, there may not be intervening elements. Also, when an element is referred to as being "connected" or "coupled" to another element, it is understood that the element may be directly connected or coupled to the other element and/or may be connected or coupled to the other element via one or more intervening elements. In contrast, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly coupled" to another element, there are no intervening elements between the element and the other element. It is understood that these terms are intended to encompass different orientations of the elements in addition to any orientations depicted in the figures.
「~の下」、「~の上」、「上の」、「下の」、「水平」、または「垂直」などの相対的な用語は、本明細書では、図に示されているように、要素、層、または領域と別の要素、層、または領域との関係を表すために使用してもよい。これらの用語は、図に示されている方向に加えて、装置の異なる方向を含むことを意図していることが理解される。 Relative terms such as "below," "above," "up," "below," "horizontal," or "vertical" may be used herein to describe the relationship of an element, layer, or region to another element, layer, or region, as shown in the figures. It is understood that these terms are intended to encompass different orientations of the device in addition to the orientation shown in the figures.
光出力エネルギーと効率の面でそのような利点を提供する一方で、LEDの使用には多くの課題もある。例えば、LEDは相補的な光学系(反射器や光ガイドなど)に対して正確に配置することが困難であり、熱管理が困難な場合がある。さらに、日中の走行灯や方向指示灯などのLEDベースの自動車用照明システムは、カスタマイズされた複雑なソリューションに依存している場合があり、量産による提供を妨げている。 While offering such advantages in terms of light output energy and efficiency, the use of LEDs also presents many challenges. For example, LEDs can be difficult to precisely align with complementary optics (such as reflectors and light guides), and thermal management can be challenging. Furthermore, LED-based automotive lighting systems, such as daytime running lights and turn signals, can rely on customized and complex solutions, preventing their availability in mass production.
本明細書に記載されている実施形態は、改善された熱管理を可能にしてもよく、既存の相補的な光学システムとともに使用されることを可能にし、システム全体の複雑さの軽減をサポートする照明装置を提供する。本明細書に記載されている実施形態は、対応する自動車用照明システムおよび照明デバイスを製造する方法を追加的または代替的に提供してもよい。 The embodiments described herein may enable improved thermal management, provide lighting devices that can be used with existing complementary optical systems, and support reduced overall system complexity. The embodiments described herein may additionally or alternatively provide corresponding automotive lighting systems and methods of manufacturing lighting devices.
図1Aは例示的な照明装置100の透視図である。図1Aの例では、照明装置100は、界面層101と、界面層101上に配置された電気絶縁層103とを含む。照明装置100は、さらに、界面層101および電気絶縁層103のそれぞれの部分を含む取り付け部110を含んでもよい。第1の発光素子111および第2の発光素子113は、取り付け部110に取り付けられてもよく、それにより、照明装置100内でのそれらのそれぞれの位置を機械的に調整することができる。第1の発光素子111と第2の発光素子113との間に隙間112を用意してもよい。 1A is a perspective view of an exemplary lighting device 100. In the example of FIG. 1A, the lighting device 100 includes an interface layer 101 and an electrical insulating layer 103 disposed on the interface layer 101. The lighting device 100 may further include a mounting portion 110 that includes respective portions of the interface layer 101 and the electrical insulating layer 103. A first light-emitting element 111 and a second light-emitting element 113 may be mounted to the mounting portion 110, thereby allowing their respective positions within the lighting device 100 to be mechanically adjusted. A gap 112 may be provided between the first light-emitting element 111 and the second light-emitting element 113.
少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子を電気絶縁層上に用意することにより、コンパクトで安定した構築を実現することができる。電気絶縁層は、少なくとも1つの第1の発光素子および/または少なくとも1つの第2の発光素子の支持構造として機能してもよく、したがって、照明装置のバックボーンとして見なされてもよい。さらに、少なくとも1つの第1の発光素子および少なくとも1つの第2の発光素子を電気絶縁層上に用意すると、今度はそれらは界面層上に配置されてもよく、それら発光素子によって発生された熱を界面層を介して遠ざける経路が提供され得る。したがって、これらの構成要素の特定の配置は、有益な熱管理を可能にし得る。 By providing at least one first light-emitting element and at least one second light-emitting element on an electrical insulating layer, a compact and stable construction can be achieved. The electrical insulating layer may function as a support structure for the at least one first light-emitting element and/or the at least one second light-emitting element, and may therefore be considered the backbone of the lighting device. Furthermore, by providing the at least one first light-emitting element and at least one second light-emitting element on an electrical insulating layer, they may in turn be disposed on an interface layer, which may provide a path for heat generated by the light-emitting elements to be dissipated via the interface layer. Therefore, the specific arrangement of these components may enable beneficial thermal management.
有利な熱輸送を容易にするために、実施形態では、界面層は熱伝導性であってもよい。例えば、界面層の熱伝導率は、実施形態では100W/(m*K)より大きくてもよい。適切な熱伝導率は、界面層の材料を適切に選択することによって達成することができる。実施形態では、界面層は、アルミニウム(Al)、銅(Cu)および/または金(Au)のような金属を含んでもよいし、あるいはそのような金属であってもよい。いくつかの実施形態では、界面層は、金被覆銅を含むか、または金被覆銅である。 To facilitate favorable heat transport, in embodiments, the interface layer may be thermally conductive. For example, the thermal conductivity of the interface layer may be greater than 100 W/(m*K) in embodiments. Suitable thermal conductivity can be achieved by appropriate selection of the interface layer material. In embodiments, the interface layer may include or be a metal such as aluminum (Al), copper (Cu), and/or gold (Au). In some embodiments, the interface layer includes or is gold-coated copper.
実施形態では、界面層は電気絶縁層と直接機械的に接触していてもよい。このようにして、界面層と電気絶縁層との間の熱的結合が達成され、絶縁層上に配置された少なくとも1つの第1の発光素子および少なくとも1つの第2の発光素子によって発生した熱が界面層を介して離れて有利に誘導されるため、照明装置の熱管理を改善することができる。実施形態では、電気絶縁層の厚さは、0.5mm以下、0.4mm以下、および/または0.3mm以下とすることができる。このような薄い電気絶縁層は、電気絶縁層を通る熱輸送の改善に特に有益であろう。実施形態では、界面層は、この構造と電気絶縁層との間の結合の改善を可能にするプレートまたは基板に対応するか、これを含むことができる。実施形態では、界面層は、さらにヒートシンクと結合して、照明装置から熱を遠ざけることができる。 In embodiments, the interface layer may be in direct mechanical contact with the electrical insulation layer. In this manner, thermal coupling between the interface layer and the electrical insulation layer is achieved, and heat generated by the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element disposed on the insulation layer may be advantageously guided away through the interface layer, thereby improving thermal management of the lighting device. In embodiments, the thickness of the electrical insulation layer may be 0.5 mm or less, 0.4 mm or less, and/or 0.3 mm or less. Such thin electrical insulation layers may be particularly beneficial for improving heat transport through the electrical insulation layer. In embodiments, the interface layer may correspond to or include a plate or substrate that allows for improved coupling between this structure and the electrical insulation layer. In embodiments, the interface layer may further be coupled to a heat sink to direct heat away from the lighting device.
実施形態では、界面層は、金属を含む、または実質的に金属から成るなどの界面プレートであってもよい。実施形態では、金属は、300W/(m*K)より大きいなど、100W/(m*K)以上の熱伝導率を有していてもよい。 In embodiments, the interface layer may be an interface plate, such as one that includes or consists essentially of a metal. In embodiments, the metal may have a thermal conductivity of 100 W/(m*K) or greater, such as greater than 300 W/(m*K).
実施形態では、電気絶縁層は、界面プレートと直接機械的に接触していてもよい。前述のように、電気絶縁層と界面層との間の直接機械的接触は、これらの構成要素の有利な熱結合を可能にし、さらに、少なくとも1つの第1および少なくとも1つの第2の発光素子によって発生する熱を有利に遠ざけることを可能にする。 In embodiments, the electrical insulation layer may be in direct mechanical contact with the interface plate. As previously discussed, direct mechanical contact between the electrical insulation layer and the interface layer allows for advantageous thermal coupling of these components and further allows for advantageous dissipation of heat generated by the at least one first and at least one second light-emitting element.
電気絶縁層は、適切なプラスチック材料など、任意の適切な材料で形成することができる。ただし、セラミック材料は特に有利な場合がある。実施形態では、電気絶縁層は、セラミック材料および/または10W/(m*K)を超える熱伝導率または100W/(m*K)を超える熱伝導率を持つ材料を含むことができる。実施形態では、電気絶縁層は、窒化アルミニウム(AlN)を含むことができるか、またはAlNであってもよい。このようにして、熱伝導率の高い材料を使用して、適切な機械的剛性と信頼性を達成することができる。実施形態では、電気絶縁層および/または照明装置は、絶縁金属基板(IMS)を含まない場合がある。 The electrical insulation layer may be formed of any suitable material, such as a suitable plastic material. However, ceramic materials may be particularly advantageous. In embodiments, the electrical insulation layer may include a ceramic material and/or a material with a thermal conductivity greater than 10 W/(m*K) or greater than 100 W/(m*K). In embodiments, the electrical insulation layer may include or be aluminum nitride (AlN). In this manner, suitable mechanical rigidity and reliability may be achieved using a material with high thermal conductivity. In embodiments, the electrical insulation layer and/or the lighting device may not include an insulated metal substrate (IMS).
さらに、電気絶縁層103は、支持部103aおよび被覆部103bを含むことができる。支持部103aは、照明装置100の全体的な機械的安定性を有利に提供する可能性がある一方で、被覆部103bは、埃や湿度などの環境条件から第1の発光素子111および第2の発光素子113を保護し、第1および第2の発光素子111,113の電気絶縁層103との接触面積を増加させることによって、放熱性を高めることができる。 Furthermore, the electrical insulation layer 103 may include a support portion 103a and a covering portion 103b. The support portion 103a may advantageously provide overall mechanical stability for the lighting device 100, while the covering portion 103b may protect the first light-emitting element 111 and the second light-emitting element 113 from environmental conditions such as dust and humidity, and may enhance heat dissipation by increasing the contact area between the first and second light-emitting elements 111, 113 and the electrical insulation layer 103.
実施形態では、少なくとも一個の第1の発光素子および/または少なくとも一個の第2の発光素子は、発光ダイオード(LED)に対応するか、またはこれを含むことができる。実施形態では、少なくとも一個の第1の発光素子および/または少なくとも一個の第2の発光素子は、1個以上のLEDダイに対応するか、これを含むことができる。言い換えれば、発光素子はさらなる構成要素を含むことができるが、発光素子が発する光はLEDによって発生することができる。LEDは、エネルギー効率の点で特に有利であり、その点でLEDは、所望の用途に応じて異なる形状や色を実現することができる。 In embodiments, at least one first light-emitting element and/or at least one second light-emitting element may correspond to or include a light-emitting diode (LED). In embodiments, at least one first light-emitting element and/or at least one second light-emitting element may correspond to or include one or more LED dies. In other words, although the light-emitting element may include additional components, the light emitted by the light-emitting element may be generated by an LED. LEDs are particularly advantageous in terms of energy efficiency, and in that LEDs can be realized in different shapes and colors depending on the desired application.
少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子は、それぞれ第1の色と第2の色の光を発するように構成することができる。いくつかの実施形態によれば、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子の少なくとも1つは、さらに、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子のそれぞれの対応する光出力面に配置されたそれぞれの蛍光体層を含むことができる。蛍光体コーティングを適切に選択することにより、対応する発光素子から放出される光の色を適切に調整することができる。あるいは、いくつかの実施形態では、少なくとも1つの第1の発光素子および少なくとも1つの第2の発光素子を、第1および/または第2の色の光を直接放出する発光素子として構成することができる。 The at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element can be configured to emit light of a first color and a second color, respectively. According to some embodiments, at least one of the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element can further include a respective phosphor layer disposed on a corresponding light output surface of each of the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element. By appropriately selecting the phosphor coating, the color of light emitted from the corresponding light-emitting element can be appropriately adjusted. Alternatively, in some embodiments, the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element can be configured as a light-emitting element that directly emits light of the first and/or second color.
実施形態では、第1の色は第2の色と異なる場合がある。第1および/または第2の色は、例えば、白色、琥珀色、またはシアン色から選択することができる。 In embodiments, the first color may be different from the second color. The first and/or second colors may be selected from, for example, white, amber, or cyan.
いくつかの実施形態では、第1の色は、少なくとも1つの第1の発光素子が白色光を発するように構成されるような白色であってもよい。いくつかの実施形態では、白色の光は、少なくとも2つ、または2つより多くの光波長スペクトル(例えばスペクトル色)の重ね合わせを含む光であってもよい。例えば、白色は、青色光の一部を黄色光に変換する蛍光体コーティングを備えた青色の光を放射するように構成された発光ダイオードによって実現することができ、青色光と黄色光の混合物が白色の外観を生成する。異なる白色は、それぞれの色温度によって特徴づけられてもよい。それによって、実施形態では、第1の色は、4000Kと6700Kの間の相関色温度(CCT)を持つ白色であってもよい。 In some embodiments, the first color may be white, such that at least one first light-emitting element is configured to emit white light. In some embodiments, the white light may be light that includes a superposition of at least two, or more than two, light wavelength spectra (e.g., spectral colors). For example, white may be achieved by a light-emitting diode configured to emit blue light with a phosphor coating that converts a portion of the blue light to yellow light, with the mixture of blue and yellow light producing the appearance of white. Different white colors may be characterized by their respective color temperatures. Thereby, in embodiments, the first color may be white with a correlated color temperature (CCT) between 4000K and 6700K.
実施形態では、第1および/または第2の色は、シアン色(例えば、青と緑の中間の色)であってもよく、したがって、少なくとも1つの第1および/または第2の発光素子は、それぞれシアン色の光を発するように構成されている。実施形態では、シアン色の光は、490nmと510nmの間の主要な波長を持つ光学波長のスペクトルによって特徴づけることができる。 In an embodiment, the first and/or second color may be cyan (e.g., a color intermediate between blue and green), and thus at least one of the first and/or second light-emitting elements is configured to emit cyan light, respectively. In an embodiment, the cyan light may be characterized by a spectrum of optical wavelengths having a dominant wavelength between 490 nm and 510 nm.
いくつかの実施形態では、第2の色は、赤/マゼンタ、緑、青/シアン、オレンジおよび/または黄色、またはそれらの任意の組み合わせから選択することができる。したがって、いくつかの実施形態では、少なくとも1つの第2の発光素子は、赤/マゼンタ、緑、青/シアン、オレンジ、黄色および/または琥珀色の光を発するように構成することができる。 In some embodiments, the second color can be selected from red/magenta, green, blue/cyan, orange, and/or yellow, or any combination thereof. Thus, in some embodiments, at least one second light-emitting element can be configured to emit red/magenta, green, blue/cyan, orange, yellow, and/or amber light.
いくつかの実施形態では、第2の色は琥珀色(例えば、黄色とオレンジの間の)であってもよく、したがって少なくとも1つの第2の発光素子は、琥珀色の光を発するように構成される。実施形態では、琥珀色の光は、585nmと600nmの間の主要な波長を持つ光学波長のスペクトルによって特徴づけることができる。 In some embodiments, the second color may be amber (e.g., between yellow and orange), and thus at least one second light-emitting element is configured to emit amber light. In embodiments, the amber light may be characterized by a spectrum of optical wavelengths having a dominant wavelength between 585 nm and 600 nm.
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの第2の発光素子は、適切な蛍光体コーティングが施され、したがって、585nmと600nmの間の主要な波長を持つ光学波長のスペクトルを持つ光のような、琥珀色の光を発するように構成された発光ダイオード(LED)であってもよい。 In some embodiments, the at least one second light-emitting element may be a light-emitting diode (LED) that has been coated with a suitable phosphor coating and is therefore configured to emit amber light, such as light having an optical wavelength spectrum with a dominant wavelength between 585 nm and 600 nm.
同じ照明装置で二つの異なる色の発光を実現することは、一つの照明装置でいくつかの所望の機能を実現できるという点で、特別な利点を提供し得る。いくつかの実施形態では、照明装置によって生成された白色光を使用して照明機能を可能にしたり、シアン光を使用して自律運転モードを可能にしたり、琥珀光を使用して信号機能を可能にしたりすることができる。これにより、少なくとも2つの発光素子による電気接続と熱管理を共有することができ、複雑さを軽減する照明装置アーキテクチャを有利に可能にすることができる。例えば、白色またはシアン発光用に構成されていると、少なくとも1つの第1の発光素子は、日中走行光モードまたは自律運転モードで使用するのに特に適しており、一方、少なくとも1つの第2の発光素子は、琥珀またはシアン発光用に構成されていると、ターンシグナルモードまたは自律運転モードで使用するのに適している場合がある。 Achieving two different color emissions in the same lighting device may provide particular advantages in that several desired functions may be achieved with a single lighting device. In some embodiments, white light produced by the lighting device may be used to enable a lighting function, cyan light to enable an autonomous driving mode, and amber light to enable a signaling function. This may advantageously enable a lighting device architecture that reduces complexity by allowing electrical connections and thermal management to be shared by at least two light-emitting elements. For example, at least one first light-emitting element configured for white or cyan emission may be particularly suitable for use in a daytime running mode or autonomous driving mode, while at least one second light-emitting element configured for amber or cyan emission may be suitable for use in a turn signal mode or autonomous driving mode.
実施形態では、少なくとも1つの第1の発光素子および少なくとも1つの第2の発光素子は、電気絶縁層上に配置され、電気絶縁層と直接機械的に接触している場合がある。したがって、少なくとも1つの第1の発光素子および少なくとも1つの第2の発光素子は、発光素子によって発生した熱が、電気絶縁層および界面層の記述された複合効果によって効率的に放散されるように、電気絶縁層と直接熱的に結合している場合がある。 In embodiments, at least one first light-emitting element and at least one second light-emitting element may be disposed on the electrically insulating layer and in direct mechanical contact with the electrically insulating layer. Thus, the at least one first light-emitting element and at least one second light-emitting element may be directly thermally coupled to the electrically insulating layer such that heat generated by the light-emitting elements is efficiently dissipated by the described combined effects of the electrically insulating layer and the interface layer.
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子は、互いに隣接して配置され、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子のそれぞれの発光面が共通の平面において配置されるようにすることができる。隣接して配置されることにより、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子が(例えば、直接接触しているか、あるいは少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子との間に用意された薄い隙間のみを以って)互いに近接して配置されることができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子との間の隙間は、少なくとも1つの第1の発光素子および/または少なくとも1つの第2の発光素子の幅の25%以下、10%未満、および/または5%未満の幅を有することができる。実施形態では、隙間は空気または別の材料で満たされることができる。 In some embodiments, the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element can be disposed adjacent to one another such that the light-emitting surfaces of the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element are disposed in a common plane. By disposed adjacently, the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element can be disposed in close proximity to one another (e.g., in direct contact or with only a thin gap between the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element). In some embodiments, the gap between the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element can have a width that is 25% or less, less than 10%, and/or less than 5% of the width of the at least one first light-emitting element and/or the at least one second light-emitting element. In embodiments, the gap can be filled with air or another material.
照明装置100は、さらに、界面層101と電気絶縁層103のそれぞれの部分も含む接続部120を含むことができる。接続部120は、電気接点素子121,123,125をさらに含むことができ、これにより、照明装置100を電源(図には示されていない)に電気的に接続することができる。電気接点素子121,123,125は、リードフレームを介して第1および第2の発光素子111,113とそれぞれ電気的に接触することができ、これは界面層101および電気絶縁層103に埋め込まれている可能性があるため、図では見えない。 The lighting device 100 may further include a connection portion 120 that also includes portions of the interface layer 101 and the electrical insulation layer 103. The connection portion 120 may further include electrical contact elements 121, 123, and 125, which may electrically connect the lighting device 100 to a power source (not shown). The electrical contact elements 121, 123, and 125 may be in electrical contact with the first and second light-emitting elements 111 and 113, respectively, via lead frames, which may be embedded in the interface layer 101 and the electrical insulation layer 103 and therefore not visible in the figures.
接続部は、界面層および電気絶縁層のそれぞれの部分と、少なくとも1つの電気接点素子を含むことができる。接続部と取り付け部の厚さが異なることにより、結合ワイヤのような電気的接触手段を持たず、少なくとも1つの第1の発光素子および少なくとも1つの第2の発光素子が発する光の光路を遮断するなど、発光および/または伝播を妨げることなく、少なくとも1つの電気接点素子を電源に電気的に接続することができる。いくつかの実施形態では、取り付け部は、界面層および電気絶縁層のそれぞれの部分を含むことができる。いくつかの実施形態では、接続部の界面層および電気絶縁層の部分は、取り付け部が含む界面層および電気絶縁層の部分とは異なる場合がある。 The connection portion may include respective portions of an interface layer and an electrical insulating layer, and at least one electrical contact element. The different thicknesses of the connection portion and the attachment portion allow the at least one electrical contact element to be electrically connected to a power source without electrical contact means such as bond wires and without interfering with the light emission and/or propagation, such as by blocking the optical path of light emitted by the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element. In some embodiments, the attachment portion may include respective portions of an interface layer and an electrical insulating layer. In some embodiments, the interface layer and electrical insulating layer portions of the connection portion may be different from the interface layer and electrical insulating layer portions included in the attachment portion.
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの第1の発光素子および少なくとも1つの第2の発光素子は、取り付け部の少なくとも1つの対応する部分の内部で少なくとも部分的に受け入れられる場合がある。したがって、取り付け部は、照明装置に対する発光素子のそれぞれの位置の安全な機械的調整をサポートすることができ、これにより、対応する(例えば、外部の)光学システムに対する発光素子の正確な配置が可能になる場合がある。さらに、取り付け部によって少なくとも部分的に受け入れられるか、取り付け部内に埋め込まれることで、対応する強化された接触面は、発光素子から離れた取り付け部による有益な熱輸送に有利に貢献する可能性がある。 In some embodiments, the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element may be at least partially received within at least one corresponding portion of the mounting portion. The mounting portion may thus support safe mechanical adjustment of the respective positions of the light-emitting elements relative to the lighting device, which may enable precise positioning of the light-emitting elements relative to a corresponding (e.g., external) optical system. Furthermore, by being at least partially received by or embedded within the mounting portion, the corresponding enhanced contact surface may advantageously contribute to beneficial heat transport by the mounting portion away from the light-emitting elements.
例えば、図1Aからわかるように、接続部120の厚さは、取り付け部110の厚さよりも小さくてもよく、接続部120と取り付け部110を互いに隣接して配置することで、接続部120から取り付け部110への遷移でステップ130を形成することができる。実施形態では、ステップの高さは、照明装置の最大厚の少なくとも10%、照明装置の最大厚の少なくとも20%、および/または照明装置の最大厚の少なくとも40%に相当することができる。ステップを含む照明装置は、埃や湿度などの環境条件から少なくとも1つの第1および/または少なくとも1つの第2の発光素子を保護しながら、より複雑でない製造プロセスを可能にすることができる。 For example, as can be seen in FIG. 1A, the thickness of the connecting portion 120 may be less than the thickness of the mounting portion 110, and the connecting portion 120 and the mounting portion 110 may be disposed adjacent to one another to form a step 130 at the transition from the connecting portion 120 to the mounting portion 110. In embodiments, the height of the step may correspond to at least 10% of the maximum thickness of the lighting device, at least 20% of the maximum thickness of the lighting device, and/or at least 40% of the maximum thickness of the lighting device. A lighting device including a step may enable a less complex manufacturing process while protecting the at least one first and/or at least one second light-emitting element from environmental conditions such as dust and humidity.
実施形態では、少なくとも1つの電気接点素子を電気絶縁層上に、または電気絶縁層と直接機械的に接触させて配置することができ、少なくとも1つの第1の発光素子および/または少なくとも1つの第2の発光素子を電源に電気的に接続するように構成することができる。照明装置を例えば下側から接触させるのではなく、少なくとも1つの電気接点素子を電気絶縁層の上に配置することは、大きな金属製の熱パッドを界面層として使用することを有利に可能にし、照明装置の熱抵抗を低減することができる。 In embodiments, at least one electrical contact element may be disposed on or in direct mechanical contact with the electrical insulating layer and configured to electrically connect the at least one first light-emitting element and/or the at least one second light-emitting element to a power source. Disposing the at least one electrical contact element on the electrical insulating layer, rather than contacting the lighting device from, for example, the underside, may advantageously allow for the use of a large metallic thermal pad as an interface layer, which may reduce the thermal resistance of the lighting device.
つまり、少なくとも1つの電気接点素子を照明装置の上側に配置することにより、照明装置の下側に用意された大きな熱パッドを使用するためのスペースを用意することができ、さもなければ電気接点によって部分的に覆われる可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、界面層は、金属を含むか、または金属である熱パッドのような熱パッドに対応するか、または熱パッドを含むことができる。いくつかの実施形態では、熱パッドは実質的に照明装置の底面全体を覆うことができる。底面は、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子が配置されている照明装置の面の反対側であってもよい。 That is, by locating at least one electrical contact element on the upper side of the lighting device, space can be provided for a larger thermal pad provided on the underside of the lighting device that would otherwise be partially covered by the electrical contacts. Thus, in some embodiments, the interface layer can correspond to or include a thermal pad, such as a thermal pad that includes or is metal. In some embodiments, the thermal pad can cover substantially the entire bottom surface of the lighting device. The bottom surface can be opposite the side of the lighting device on which the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element are located.
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの電気接点素子は、実質的に平面的な接触部を含み、接続部内の電気絶縁層上に配置されてもよい。実質的に平面的であるということは、いくつかの実施形態では、実質的に平面的な接触部の高さが、実質的に平面的な接触部の長さおよび/または幅よりも著しく小さいというように理解されてもよい。実施形態では、実質的に平面的な接触部の高さは、実質的に平面的な接触部の長さおよび/または幅の10%以下、またはいくつかの実施形態では5%以下になることがある。 In some embodiments, at least one electrical contact element may include a substantially planar contact portion and may be disposed on an electrically insulating layer within the connection portion. By substantially planar, in some embodiments, the height of the substantially planar contact portion may be understood to be significantly less than the length and/or width of the substantially planar contact portion. In embodiments, the height of the substantially planar contact portion may be 10% or less, or in some embodiments, 5% or less, of the length and/or width of the substantially planar contact portion.
いくつかの実施形態では、実質的に平面的な接触部は、照明装置の底面および/または少なくとも1つの第1の発光素子および/または少なくとも1つの第2の発光素子のそれぞれの発光面に対して実質的に平行に配置されることがある。実質的に平行に配置されるということは、いくつかの実施形態では、実質的に平面的な接触部およびそれぞれの発光面によって形成される角度が10°未満、5°未満、および/または3°未満であるというように理解されることがある。実質的に平面的な接触部を照明装置の底面および/またはそれぞれの発光面に対して実質的に平行に配置することは、有利に照明装置の均一な形状をもたらし、それによって照明装置の全体的な形状に関して複雑さを軽減し、照明装置の電気的接続を簡素化することができる。 In some embodiments, the substantially planar contacts may be arranged substantially parallel to the bottom surface of the lighting device and/or the respective light-emitting surfaces of the at least one first light-emitting element and/or the at least one second light-emitting element. By arranged substantially parallel, in some embodiments, the angle formed by the substantially planar contacts and the respective light-emitting surfaces may be understood to be less than 10°, less than 5°, and/or less than 3°. Arranging the substantially planar contacts substantially parallel to the bottom surface and/or the respective light-emitting surfaces of the lighting device may advantageously result in a uniform shape of the lighting device, thereby reducing complexity with respect to the overall shape of the lighting device and simplifying the electrical connections of the lighting device.
実施形態では、少なくとも1つの実質的に平面的な電気接触素子は、少なくとも1つの接触パッドおよび/または結合パッドに対応するか、またはそれらを含むことができる。実質的に平面的な電気接点素子を使用することは、照明装置の堅牢性の強化を支援し、特に信頼性の高い電気接続の達成に寄与する可能性があるため、有利である。このような接触素子を使用すると、たとえば、接触要素の一部が突出することを回避でき、照明装置が損傷しにくくなるのに役立つ(例えば、製造中および/または取り付け時)。 In embodiments, the at least one substantially planar electrical contact element may correspond to or include at least one contact pad and/or bond pad. The use of a substantially planar electrical contact element is advantageous because it may help enhance the robustness of the lighting device and contribute to achieving a particularly reliable electrical connection. The use of such a contact element may, for example, avoid protruding portions of the contact element, which may help make the lighting device less susceptible to damage (e.g., during manufacturing and/or installation).
実施形態では、少なくとも1つの電気接点素子が照明装置の上側に配置され、照明装置の上側が照明装置の発光側に対応していてもよい。つまり、実施形態では、少なくとも1つの電気接点素子が上部から電気的に接触するように構成されていてもよい。このようなアーキテクチャでは、照明装置の底面に大きな金属的な界面層を用意することができ、それによって照明装置の全体的な熱抵抗を低減し、熱管理の改善を可能にする。 In embodiments, at least one electrical contact element may be located on an upper side of the lighting device, the upper side of the lighting device corresponding to the light-emitting side of the lighting device. That is, in embodiments, at least one electrical contact element may be configured to provide electrical contact from the top. Such an architecture may provide a large metallic interface layer on the bottom side of the lighting device, thereby reducing the overall thermal resistance of the lighting device and enabling improved thermal management.
実施形態では、照明装置は、少なくとも3つの電気接点素子を含み、そのうちの2つは、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子のうちの対応する1つにそれぞれ電気的に接続されていてもよい。少なくとも3つの電気接点素子の1つは、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子の両方に電気的に接続することができる。 In an embodiment, the lighting device may include at least three electrical contact elements, two of which may be electrically connected to a corresponding one of the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element, respectively. One of the at least three electrical contact elements may be electrically connected to both the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element.
3つ以上の電気接点素子は、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子とを独立して接触させることができる。いくつかの実施形態では、電気接点素子は、少なくとも1つの第1の発光素子および/または少なくとも1つの第2の発光素子についてアノードおよび/またはカソードとしてそれぞれ機能することができる。発光素子に独立して接触することは、発光素子を独立してONまたはOFFにすることを有利に可能にし、したがって、1つ以上の所定の動作モードに従って発光素子を使用することを可能にする。動作モードは、例えば、昼間走行灯モード、自律運転モードおよび/または、例えば、少なくとも1つの第2の発光素子をターンシグナルライトとして使用するモードに対応することができる。 Three or more electrical contact elements can independently contact at least one first light-emitting element and at least one second light-emitting element. In some embodiments, the electrical contact elements can function as an anode and/or a cathode for at least one first light-emitting element and/or at least one second light-emitting element, respectively. Independently contacting the light-emitting elements advantageously allows the light-emitting elements to be independently turned ON or OFF, thus enabling the light-emitting elements to be used according to one or more predetermined operating modes. The operating modes can correspond, for example, to a daytime running light mode, an autonomous driving mode, and/or a mode in which at least one second light-emitting element is used as a turn signal light, for example.
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの電気接点素子は、リードフレームによって少なくとも1つの第1の発光素子および/または少なくとも1つの第2の発光素子と電気的に接続することができる。実施形態では、リードフレームは、電源から少なくとも1つの電気接点素子を介して少なくとも1つの第1の発光素子および/または少なくとも1つの第2の発光素子に電力を搬送するように構成された、照明装置に埋め込まれた金属構造などの金属構造であってもよいし、またはそれを含んでもよい。実施形態では、リードフレームは、照明装置を電源に電気的に接続する役割を果たすことができる。照明装置に埋め込まれた金属リードフレームのようなリードフレームを使用して、少なくとも1つの電気接点素子を少なくとも1つの第1の発光素子および/または少なくとも1つの第2の発光素子と電気的に接続することにより、コンパクトなアーキテクチャを可能にし、熱伝導性を高めることができる。 In some embodiments, the at least one electrical contact element can be electrically connected to the at least one first light-emitting element and/or the at least one second light-emitting element by a lead frame. In embodiments, the lead frame can be or include a metal structure, such as a metal structure embedded in the lighting device, configured to carry power from a power source to the at least one first light-emitting element and/or the at least one second light-emitting element through the at least one electrical contact element. In embodiments, the lead frame can serve to electrically connect the lighting device to a power source. Using a lead frame, such as a metal lead frame embedded in the lighting device, to electrically connect the at least one electrical contact element to the at least one first light-emitting element and/or the at least one second light-emitting element can enable a compact architecture and enhance thermal conductivity.
図1Bは、図1Aの照明装置100を電気的に接続するための回路例の回路図である。211および213は、図1Aの第1の発光素子111および第2の発光素子113を示す。発光素子は、電気接点素子221,223,225によって電源(図には示されていない)に電気的に接続することができ、それによって電源から第1の発光素子211および第2の発光素子213に電力を搬送することができる。図の例では、電気接点素子223は、第1の発光素子211および第2の発光素子213の両方に電気的に接続されている。図1Cは、発光素子211,213による方向矢印方向で示されるように、電流の方向が反転した図1Bの回路図である。 Figure 1B is a circuit diagram of an example circuit for electrically connecting the lighting device 100 of Figure 1A. 211 and 213 represent the first and second light-emitting elements 111 and 113 of Figure 1A. The light-emitting elements can be electrically connected to a power source (not shown) by electrical contact elements 221, 223, and 225, thereby transferring power from the power source to the first and second light-emitting elements 211 and 213. In the example shown, electrical contact element 223 is electrically connected to both the first and second light-emitting elements 211 and 213. Figure 1C is the circuit diagram of Figure 1B with the direction of current flow reversed, as indicated by the directional arrows through the light-emitting elements 211 and 213.
図2Aは、照明装置100’の透視図である。図2Aの例では、照明装置100’は、その上に配置された界面層101’とその上に配置された電気絶縁層103’を含む。照明装置100’はさらに、界面層101’と電気絶縁層103’のそれぞれの部分を含む取り付け部110’を含むことができる。第1および第2の発光素子111’および113’を取り付け部110’に取り付けることができ、第1および第2の発光素子111’、113’の間に隙間112’を形成することができる。電気絶縁層103’は、図1Aで前述したのと同じ利点を提供する支持部103a’および被覆部103b’を含むことができる。 2A is a perspective view of a lighting device 100'. In the example of FIG. 2A, the lighting device 100' includes an interface layer 101' disposed thereon and an electrical insulating layer 103' disposed thereon. The lighting device 100' may further include a mounting portion 110' including respective portions of the interface layer 101' and the electrical insulating layer 103'. First and second light-emitting elements 111' and 113' may be mounted to the mounting portion 110', and a gap 112' may be formed between the first and second light-emitting elements 111', 113'. The electrical insulating layer 103' may include a supporting portion 103a' and a covering portion 103b', which provide the same advantages as those described above in FIG. 1A.
照明装置100’は、さらに、界面層101’および電気絶縁層103’のそれぞれの部分を含む接続部120’を含むことができる。接続部120’は、電気接点素子121’、123’、124’、125’を含むことができ、これにより、照明装置100’を電源に電気的に接続することができる。接続部120’の厚さは、取り付け部110’の厚さよりも小さくてもよく、接続部120’と取り付け部110’を互いに隣接して配置することで、接続部120’から取り付け部110’への移行部に段差130’を形成することができる。 The lighting device 100' may further include a connection portion 120' that includes respective portions of the interface layer 101' and the electrical insulation layer 103'. The connection portion 120' may include electrical contact elements 121', 123', 124', and 125', which allow the lighting device 100' to be electrically connected to a power source. The thickness of the connection portion 120' may be less than the thickness of the mounting portion 110', and the connection portion 120' and the mounting portion 110' may be disposed adjacent to each other, thereby forming a step 130' at the transition from the connection portion 120' to the mounting portion 110'.
図2Aに示す例では、照明装置は、少なくとも第1、第2、第3および第4の電気接点素子を含むことができる。最後の少なくとも1つの第1の発光素子は、第1および第2の接点素子に電気的に接続されていてもよく、少なくとも1つの第2の発光素子は、第3および第4の接点素子に電気的に接続されていてもよい。 In the example shown in FIG. 2A, the lighting device may include at least first, second, third, and fourth electrical contact elements. Finally, at least one first light-emitting element may be electrically connected to the first and second contact elements, and at least one second light-emitting element may be electrically connected to the third and fourth contact elements.
図2Bは、図2Aの照明装置100’を電気的に接続するための例示的な回路の回路図である。第1の発光素子211’と第2の発光素子213’は、電気接点素子221’、223’、224’、225’によって電源(図示せず)に電気的に接続することができ、それによって電源から第1の発光素子211’と第2の発光素子213’に電力を運ぶことができる。 Figure 2B is a circuit diagram of an exemplary circuit for electrically connecting the lighting device 100' of Figure 2A. The first light-emitting element 211' and the second light-emitting element 213' can be electrically connected to a power source (not shown) by electrical contact elements 221', 223', 224', and 225', thereby enabling power to be conveyed from the power source to the first light-emitting element 211' and the second light-emitting element 213'.
いくつかの実施形態では、上述のような照明装置を自動車用照明システムに含めることができる。いくつかの実施形態では、自動車用照明システムは、自動車用日中走行システム、自動車用自律運転指示システム、自動車用ターンシグナル照明システムおよび/または自動車用ヘッドライト照明システムに対応するか、これらを含むことができる。これにより、このような自動車用照明システムは、例えば、少なくとも1つの第1および/または少なくとも1つの第2の発光素子への電力供給を制御するための制御装置を含む必要な構成成分を含むことができる。制御装置は、独立した構成成分であってもよく、及び/または、さらなる機能を制御するために自動車制御システムに統合されていてもよい。 In some embodiments, a lighting device as described above can be included in an automotive lighting system. In some embodiments, the automotive lighting system can correspond to or include an automotive daytime running system, an automotive autonomous driving instruction system, an automotive turn signal lighting system, and/or an automotive headlight lighting system. Accordingly, such an automotive lighting system can include necessary components, including, for example, a controller for controlling the supply of power to at least one first and/or at least one second light-emitting element. The controller can be a separate component and/or can be integrated into the automotive control system to control additional functions.
いくつかの実施形態では、自動車用照明システムは、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子から放出される光のビームを整形するように構成された少なくとも1つの光学素子をさらに含むことができる。光線を整形することは、例えば、少なくとも1つの第1および/または少なくとも1つの第2の発光素子から放出される光のビームの方向、強度、形状またはパターンを調整することとして理解することができる。少なくとも1つの共通の光学素子を用いて、少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子の各々から放出される光のビームを整形することは、少なくとも2つの所定の動作モードにおいて、自動車用照明システムにおける少なくとも1つの第1の発光素子と少なくとも1つの第2の発光素子の使用を有利にサポートすることができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの光学素子は、1つ以上の反射器および/またはレンズ素子を含むことができる。例えば、1つ以上のレンズ素子を、光のビームが外側に向かって通る外側のガラス部分に組み込むことができる。 In some embodiments, the automotive lighting system may further include at least one optical element configured to shape the beam of light emitted from the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element. Shaping the beam of light may be understood, for example, as adjusting the direction, intensity, shape, or pattern of the beam of light emitted from the at least one first and/or at least one second light-emitting element. Shaping the beam of light emitted from each of the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element using at least one common optical element may advantageously support the use of the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element in the automotive lighting system in at least two predetermined operating modes. In some embodiments, the at least one optical element may include one or more reflectors and/or lens elements. For example, one or more lens elements may be incorporated into an exterior glass portion through which the beam of light passes toward the outside.
いくつかの実施形態では、自動車用照明システムは、少なくとも1つの所定の動作モードに従ってONおよび/またはOFFにされる少なくとも1つの第1および/または少なくとも1つの第2の発光素子をそれぞれ制御するように構成された制御装置をさらに含むことができる。前述のように、制御装置は独立した制御装置である場合もあれば、制御システムのサブコンポーネントである場合もある。制御装置は、適切な専用制御装置に対応することも、マイクロプロセッサに対応することも、マイクロプロセッサを含むこともできる。 In some embodiments, the automotive lighting system may further include a controller configured to control at least one first and/or at least one second light-emitting element, respectively, to be turned ON and/or OFF according to at least one predetermined operating mode. As previously mentioned, the controller may be a separate controller or a subcomponent of a control system. The controller may correspond to a suitable dedicated controller or may correspond to or include a microprocessor.
いくつかの実施形態では、所定の動作モードは、第1の色が白色であり、少なくとも1つの第1の発光素子がONになり、少なくとも1つの第2の発光素子がOFFになる日中走行モード;第2の色が琥珀色であり、少なくとも1つの第2の発光素子が特に周期的にONとOFFになり、少なくとも1つの第1の発光素子がOFFになるターンシグナルモード;第1の色がシアン色であり、少なくとも1つの第1の発光素子がONになり、少なくとも1つの第2の発光素子がOFFになる第1の自律運転モード;および第2の色がシアン色であり、少なくとも1つの第1の発光素子がOFFになり、少なくとも1つの第2の発光素子がONになる第2の自律運転モードのうちの一つである。 In some embodiments, the predetermined operating mode is one of: a daytime driving mode in which the first color is white, at least one first light-emitting element is ON, and at least one second light-emitting element is OFF; a turn signal mode in which the second color is amber, at least one second light-emitting element is turned ON and OFF, particularly periodically, and at least one first light-emitting element is OFF; a first autonomous driving mode in which the first color is cyan, at least one first light-emitting element is ON, and at least one second light-emitting element is OFF; and a second autonomous driving mode in which the second color is cyan, at least one first light-emitting element is OFF, and at least one second light-emitting element is ON.
したがって、いくつかの実施形態では、照明装置は、(例えば、日中走行モードで使用するための)白色の光および/または(例えば、第1の自律運転モードで使用するための)シアン色の光のいずれかを発するように構成された少なくとも1つの第1の発光素子と、(例えば、ターンシグナルモードで使用するための)琥珀色の光または(例えば、第2の自律運転モードで使用するための)シアン色の光のいずれかを発するように構成された少なくとも1つの第2の発光素子を含むことができる。 Thus, in some embodiments, the lighting device may include at least one first light-emitting element configured to emit either white light (e.g., for use in a daytime driving mode) and/or cyan light (e.g., for use in a first autonomous driving mode), and at least one second light-emitting element configured to emit either amber light (e.g., for use in a turn signal mode) or cyan light (e.g., for use in a second autonomous driving mode).
例えば、日中走行灯として使用される場合、または第1の自律運転モードで使用される場合、少なくとも1つの第1の発光素子をONにすることができ、これにより少なくとも1つの第2の発光素子をOFFにすることができる。さらなる例として、ターンシグナルモードでは、少なくとも1つの第1の発光素子をOFFにし、少なくとも1つの第2の発光素子を(例えば周期的に)ONおよびOFFにして車両のターンを示すことができる。さらなる例として、第2の自律走行モードでは、少なくとも1つの第1の発光素子をOFFにし、少なくとも1つの第2の発光素子をONにして車両が自律走行していることを示すことができる。 For example, when used as a daytime running light or in a first autonomous driving mode, at least one first light-emitting element may be ON, thereby turning at least one second light-emitting element OFF. As a further example, in a turn signal mode, at least one first light-emitting element may be OFF and at least one second light-emitting element may be turned ON and OFF (e.g., periodically) to indicate a turn of the vehicle. As a further example, in a second autonomous driving mode, at least one first light-emitting element may be OFF and at least one second light-emitting element may be ON to indicate that the vehicle is driving autonomously.
いくつかの実施形態では、自動車用照明システムはさらにヒートシンクを含み、これにより、少なくとも1つの第1の発光素子および/または少なくとも1つの第2の発光素子によって発生した熱をヒートシンクに導くために、界面層をヒートシンクと直接機械的接触のように接触して配置することができる。これは、自動車用照明システム、特にそれに含まれる照明装置の強化された熱管理を有利に可能にし得る。 In some embodiments, the automotive lighting system further includes a heat sink, whereby the interface layer can be positioned in direct mechanical contact with the heat sink to conduct heat generated by the at least one first light-emitting element and/or the at least one second light-emitting element to the heat sink. This can advantageously enable enhanced thermal management of the automotive lighting system, and in particular the lighting devices included therein.
図5は、図1Aおよび2Aの照明装置100または100’のような照明装置の製造方法の流れ図である。。図5に示す例では、方法は電気絶縁層を用意する(502)ことを含む。第1の発光素子と第2の発光素子を用意してもよく(504)、電気絶縁層(506)上に配置してもよい。電気接点素子を用意することができ(508)、電気絶縁層上に配置することができる(510)。電気接点素子は、第1の発光素子と第2の発光素子のうちの少なくとも一つに電気的に結合することができる(512)。 Figure 5 is a flow diagram of a method for manufacturing a lighting device, such as lighting device 100 or 100' of Figures 1A and 2A. In the example shown in Figure 5, the method includes providing an electrical insulation layer (502). A first light-emitting element and a second light-emitting element may be provided (504) and disposed on the electrical insulation layer (506). An electrical contact element may be provided (508) and disposed on the electrical insulation layer (510). The electrical contact element may be electrically coupled to at least one of the first light-emitting element and the second light-emitting element (512).
図3は、図1Aまたは図2Aの照明装置100または100’を組み込むことができる例示的な車両用ヘッドランプシステム300の図である。図3に示されている例示的な車両用ヘッドランプシステム300は、電力線302、データバス304、入力フィルタおよび保護モジュール306、バストランシーバ308、センサモジュール310、LED直流間(DC/DC)モジュール312、論理低ドロップアウト(LDO)モジュール314、マイクロコントローラ316、およびアクティブヘッドランプ318を含む。実施形態では、アクティブヘッドランプ318は、図1Aの照明装置100または図2Aの照明装置100’などの照明装置の全部または一部を含むことができる。 FIG. 3 is a diagram of an exemplary vehicle headlamp system 300 that may incorporate the lighting device 100 or 100' of FIG. 1A or 2A. The exemplary vehicle headlamp system 300 shown in FIG. 3 includes a power line 302, a data bus 304, an input filter and protection module 306, a bus transceiver 308, a sensor module 310, an LED-to-DC (DC-to-DC) module 312, a logic low dropout (LDO) module 314, a microcontroller 316, and an active headlamp 318. In an embodiment, the active headlamp 318 may include all or a portion of a lighting device, such as the lighting device 100 of FIG. 1A or the lighting device 100' of FIG. 2A.
電力線302は、車両から電力を受け取る入力を持つことができ、データバス304は、車両と車両用ヘッドランプシステム300との間でデータを交換することができる入出力を持つことができる。例えば、車両用ヘッドランプシステム300は、車両内の他の場所から、ターンシグナリングをONにするか、ヘッドランプをONにするように指示を受けることができ、必要に応じて車両内の他の場所にフィードバックを送信することができる。センサモジュール310は、データバス304に通信的に結合することができ、例えば、環境条件(例えば、時刻、雨、霧、または周囲の光レベル)、車両状態(例えば、駐車中、移動中、移動速度、または移動方向)、および他の物体の存在/位置(例えば、車両や歩行者)に関連する車両用ヘッドランプシステム300または車両内の他の場所に追加データを提供することができる。車両データバスに通信的に結合された車両制御装置とは別のヘッドランプ制御装置を車両用ヘッドランプシステム300に含めることもできる。図3において、ヘッドランプ制御装置はマイクロコントローラ(μc)316などのマイクロコントローラであってもよい。マイクロコントローラ316はデータバス304に通信的に結合されていてもよい。 The power line 302 can have an input for receiving power from the vehicle, and the data bus 304 can have inputs and outputs for exchanging data between the vehicle and the vehicle headlamp system 300. For example, the vehicle headlamp system 300 can be instructed from elsewhere in the vehicle to turn on turn signaling or turn on the headlamps, and can send feedback to other locations in the vehicle as needed. The sensor module 310 can be communicatively coupled to the data bus 304 and can provide additional data to the vehicle headlamp system 300 or elsewhere in the vehicle related to, for example, environmental conditions (e.g., time of day, rain, fog, or ambient light levels), vehicle status (e.g., parked, moving, speed, or direction of travel), and the presence/location of other objects (e.g., vehicles or pedestrians). The vehicle headlamp system 300 can also include a headlamp controller separate from the vehicle controller communicatively coupled to the vehicle data bus. In FIG. 3, the headlamp controller can be a microcontroller, such as microcontroller (μc) 316. The microcontroller 316 may be communicatively coupled to the data bus 304.
入力フィルタと保護モジュール306は、電力線302に電気的に結合されていてもよく、例えば、伝導性のあるエミッションを削減し、電力イミュニティを提供するために様々なフィルタをサポートすることができる。さらに、入力フィルタと保護モジュール306は、静電放電(ESD)保護、負荷ダンプ保護、交流発電機の電界減衰保護、および/または逆極性保護を提供することができる。 The input filter and protection module 306 may be electrically coupled to the power line 302 and may support various filters to, for example, reduce conducted emissions and provide power immunity. Additionally, the input filter and protection module 306 may provide electrostatic discharge (ESD) protection, load dump protection, alternator field decay protection, and/or reverse polarity protection.
LED DC/DCモジュール312は、フィルタと保護モジュール306およびアクティブヘッドランプ318の間に結合されて、フィルタリングされた電力を受け取り、アクティブヘッドランプ318のLEDアレイ内のLEDに電力を供給するための駆動電流を提供することができる。LED DC/DCモジュール312は、約13.2ボルトの公称電圧を持つ7~18ボルトの間の入力電圧と、LEDアレイの(例えば、係数または局部的な較正、負荷による動作条件調整、温度またはその他の要因によるによって決定される)最大電圧よりわずかに(例えば、0.3ボルト)高い出力電圧を持つことができる。 The LED DC/DC module 312 may be coupled between the filter and protection module 306 and the active headlamp 318 to receive the filtered power and provide a drive current to power the LEDs in the LED array of the active headlamp 318. The LED DC/DC module 312 may have an input voltage between 7 and 18 volts, with a nominal voltage of approximately 13.2 volts, and an output voltage slightly (e.g., 0.3 volts) higher than the maximum voltage of the LED array (e.g., as determined by coefficients or local calibration, operating condition adjustments due to load, temperature, or other factors).
論理LDOモジュール314は、フィルタリングされた電力を受け取るために入力フィルタおよび保護モジュール306に結合することができる。論理LDOモジュール314は、マイクロコントローラ316およびアクティブヘッドランプ318に結合して、アクティブヘッドランプ318内のマイクロコントローラ316および/またはシリコンバックプレーン(例えば、CMOSロジック)に電力を供給することもできる。 The logic LDO module 314 may be coupled to the input filter and protection module 306 to receive filtered power. The logic LDO module 314 may also be coupled to the microcontroller 316 and the active headlamp 318 to provide power to the microcontroller 316 and/or a silicon backplane (e.g., CMOS logic) within the active headlamp 318.
バストランシーバ308は、例えば、ユニバーサル非同期送受信機(UART)またはシリアル周辺インターフェース(SPI)を備えていて、マイクロコントローラ316に結合することができる。マイクロコントローラ316は、センサモジュール310からのデータに基づいた、またはそれを含む車両入力を変換することができる。変換された車両入力は、アクティブヘッドランプモジュール318内の画像バッファに転送可能なビデオ信号を含むことができる。さらに、マイクロコントローラ316は、デフォルトの画像フレームをロードし、起動中にオープン/ショートピクセルをテストすることができる。実施形態では、SPIインターフェースはCMOSの画像バッファをロードすることができる。画像フレームは、フルフレーム、差分フレーム、または部分フレームである。マイクロコントローラ316の他の機能には、論理LDO出力だけでなく、ダイ温度を含むCMOS状態の制御インターフェース監視が含まれる。実施形態では、ヘッドルームを最小化するためにLED DC/DC出力を動的に制御することができる。画像フレームデータを提供することに加えて、サイドマーカーまたはターンシグナルライトと組み合わせた補完的な使用、および/または日中走行灯の作動など、他のヘッドランプ機能も制御することができる。 The bus transceiver 308 may include, for example, a universal asynchronous receiver/transmitter (UART) or a serial peripheral interface (SPI) and may be coupled to the microcontroller 316. The microcontroller 316 may convert vehicle input based on or including data from the sensor module 310. The converted vehicle input may include a video signal that can be transferred to an image buffer within the active headlamp module 318. Additionally, the microcontroller 316 may load a default image frame and test for open/short pixels during startup. In an embodiment, the SPI interface may load a CMOS image buffer. The image frame may be a full frame, a differential frame, or a partial frame. Other functions of the microcontroller 316 include a control interface monitoring CMOS status, including die temperature, as well as a logic LDO output. In an embodiment, the LED DC/DC output may be dynamically controlled to minimize headroom. In addition to providing image frame data, the microcontroller 316 may also control other headlamp functions, such as complementary use in combination with side marker or turn signal lights and/or daytime running light activation.
図4は、別の例示的な車両用ヘッドランプシステム400の図である。図4に示す例示的な車両用ヘッドランプシステム400は、アプリケーションプラットフォーム402、2つの照明装置406および408、光学系410および412を含む。照明装置406および408は、図1Aまたは図2Aの照明装置100または100’のようなLED照明システムであってもよいし、照明装置100または100’に加えて図3の車両用ヘッドランプシステム300内の他のモジュールの一部を含んでいてもよい。後者の実施形態では、照明装置406および408は車両用ヘッドランプサブシステムであってもよい。 FIG. 4 is a diagram of another exemplary vehicle headlamp system 400. The exemplary vehicle headlamp system 400 shown in FIG. 4 includes an application platform 402, two lighting devices 406 and 408, and optical systems 410 and 412. The lighting devices 406 and 408 may be LED lighting systems such as the lighting devices 100 or 100' of FIG. 1A or 2A, or may include lighting devices 100 or 100' as well as some of the other modules in the vehicle headlamp system 300 of FIG. 3. In the latter embodiment, the lighting devices 406 and 408 may be vehicle headlamp subsystems.
照明装置406は、(図4の矢印416aと816bの間に示されている)光のビーム416を発してもよい。図4に示す実施形態では、二次光学系410が照明装置408に隣接しており、照明装置408から発せられた光は二次光学系410を通過する。同様に、二次光学系412は照明装置406に隣接しており、照明装置406から発せられた光は二次光学系412を通過する。代替の実施形態では、車両用ヘッドランプシステムに二次光学系410/412は提供されない。 The lighting device 406 may emit a beam of light 416 (shown between arrows 416a and 416b in FIG. 4). In the embodiment shown in FIG. 4, a secondary optic 410 is adjacent to the lighting device 408, and light emitted from the lighting device 408 passes through the secondary optic 410. Similarly, a secondary optic 412 is adjacent to the lighting device 406, and light emitted from the lighting device 406 passes through the secondary optic 412. In an alternative embodiment, the vehicle headlamp system does not include secondary optics 410/412.
二次光学系410/412は、含む場合は、1つ以上の光ガイドであってもよいし、含んでもよい。1つ以上の光ガイドは、エッジリットであってもよく、あるいは光ガイドの内部エッジを定義する内部開口部を有していてもよい。照明装置408および406(または車両用ヘッドランプサブシステムのアクティブヘッドランプ)は、一つ以上の光ガイドの内部エッジ(内部開口光ガイド)または外部エッジ(エッジリット光ガイド)に光を注入するように、一つ以上の光ガイドの内部開口部に挿入することができる。実施形態では、一つ以上の光ガイドは、例えば、勾配、面取り分布、狭い分布、幅広い分布、または角度分布など、望ましい方法で、照明装置408および406によって放出される光を整形することができる。 If included, secondary optics 410/412 may be or include one or more light guides. One or more light guides may be edge-lit or have an internal opening that defines the interior edge of the light guide. Illumination devices 408 and 406 (or active headlamps in a vehicle headlamp subsystem) may be inserted into the internal opening of one or more light guides to inject light into the interior edge (internal aperture light guides) or exterior edge (edge-lit light guides) of the one or more light guides. In embodiments, one or more light guides may shape the light emitted by illumination devices 408 and 406 in a desired manner, such as, for example, a gradient, a chamfered distribution, a narrow distribution, a wide distribution, or an angular distribution.
アプリケーションプラットフォーム402は、図3の電力線302およびデータバス304のうちの一つ以上または一部を含むことができる線404を介して、電力および/またはデータを照明装置406および/または408に提供することができる。一つ以上のセンサ(それは例示的な車両用ヘッドランプシステム300内のセンサまたは他の追加センサであってもよい)は、アプリケーションプラットフォーム402のハウジングの内部にあってもよいし、または外部にあってもよい。代替的に、またはそれに加えて、図3の例示的な車両用ヘッドランプシステム300に示されているように、各照明装置408および406は、それ自体のセンサモジュール、接続および制御モジュール、電源モジュール、および/またはLEDアレイを含むことができる。 The application platform 402 can provide power and/or data to the lighting devices 406 and/or 408 via lines 404, which can include one or more or portions of the power lines 302 and data bus 304 of FIG. 3. One or more sensors (which may be sensors within the exemplary vehicle headlamp system 300 or other additional sensors) can be internal or external to the housing of the application platform 402. Alternatively, or in addition, as shown in the exemplary vehicle headlamp system 300 of FIG. 3, each lighting device 408 and 406 can include its own sensor module, connection and control module, power module, and/or LED array.
実施形態では、車両用ヘッドランプシステム400は、操縦可能な光ビームを備えた自動車を表すことができ、ここでLEDは選択的に活性化されて操縦可能な光を提供できるる。例えば、LEDのアレイを使用して、形状やパターンを定義または投影したり、道路の選択したセクションのみを照らしたりすることができる。例示的な実施形態では、照明装置406および408内の赤外線カメラまたは検出器ピクセルは、照明を必要とするシーン(例えば、道路や横断歩道)の部分を識別するセンサ(例えば、図3のセンサモジュール310のセンサと同様の)であってもよい。 In an embodiment, vehicle headlamp system 400 may represent an automobile with a steerable light beam, where LEDs can be selectively activated to provide steerable light. For example, an array of LEDs may be used to define or project a shape or pattern, or to illuminate only selected sections of a road. In an exemplary embodiment, the infrared camera or detector pixels in lighting devices 406 and 408 may be sensors (e.g., similar to the sensors in sensor module 310 of FIG. 3) that identify portions of a scene (e.g., a road or crosswalk) that require illumination.
実施形態を詳細に説明してきたが、当業者は、現在の説明を考慮して、本発明の概念の精神から逸脱することなく、本明細書に記載されている実施形態に修正を加えることができることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲を、例示し説明した特定の実施形態に限定することは意図されていない。
Although embodiments have been described in detail, those skilled in the art will appreciate, in light of the present description, that modifications can be made to the embodiments described herein without departing from the spirit of the inventive concept. Accordingly, it is not intended that the scope of the invention be limited to the specific embodiments illustrated and described.
Claims (18)
前記電気絶縁層の前記上面上にあり、第1の色の光を発するように構成された少なくとも1つの第1の発光素子と、
前記電気絶縁層の前記上面上にあり、第2の色の光を発するように構成された少なくとも1つの第2の発光素子と、
少なくとも部分的に前記電気絶縁層の前記上面上にある少なくとも3つの電気接点素子と、を含む、照明装置であって、
前記少なくとも3つの電気接点素子のうちの2つは、それぞれ、前記少なくとも1つの第1の発光素子及び前記少なくとも1つの第2の発光素子のうちの対応する1つと電気的に結合し、前記少なくとも3つの電気接点素子のうちの1つは、前記少なくとも1つの第1の発光素子及び前記少なくとも1つの第2の発光素子の両方に電気的に結合し、
前記電気絶縁層は、前記少なくとも3つの電気接点素子が配置された接続部、及び前記少なくとも1つの第1の発光素子および前記少なくとも1つの第2の発光素子が配置された取り付け部を含み、前記接続部の厚さは前記取り付け部の厚さよりも小さい、照明装置。 an electrically insulating layer having a top surface and a metallized bottom surface, the electrically insulating layer having a thermal conductivity greater than 10 W/(m*K);
at least one first light emitting element on the top surface of the electrically insulating layer, the first light emitting element configured to emit light of a first color;
at least one second light-emitting element on the top surface of the electrically insulating layer, the second light-emitting element configured to emit light of a second color;
at least three electrical contact elements at least partially on the top surface of the electrically insulating layer,
two of the at least three electrical contact elements are each electrically coupled to a corresponding one of the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element, and one of the at least three electrical contact elements is electrically coupled to both the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element;
A lighting device, wherein the electrical insulation layer includes a connection portion in which the at least three electrical contact elements are arranged, and an attachment portion in which the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element are arranged, and the thickness of the connection portion is smaller than the thickness of the attachment portion .
電気絶縁層であって、前記電気絶縁層は、上面及びメタライゼーションされた底面を有し、10W/(m*K)より大きい熱伝導率を有する、電気絶縁層と、
前記電気絶縁層の前記上面上にあり、第1の色の光を発するように構成された少なくとも1つの第1の発光素子と、
前記電気絶縁層の前記上面上にあり、第2の色の光を発するように構成された少なくとも1つの第2の発光素子と、
少なくとも部分的に前記電気絶縁層の前記上面上にある少なくとも3つの電気接点素子と、を含む照明装置であって、
前記少なくとも3つの電気接点素子のうちの2つは、それぞれ、前記少なくとも1つの第1の発光素子及び前記少なくとも1つの第2の発光素子のうちの対応する1つと電気的に結合し、前記3つの電気接点素子のうちの1つは、前記少なくとも1つの第1の発光素子及び前記少なくとも1つの第2の発光素子の両方に電気的に結合し、
前記電気絶縁層は、前記少なくとも3つの電気接点素子が配置された接続部、及び前記少なくとも1つの第1の発光素子および前記少なくとも1つの第2の発光素子が配置された取り付け部を含み、前記接続部の厚さは前記取り付け部の厚さよりも小さい、照明装置を備える、自動車用照明システム。 1. A lighting system for an automobile, comprising:
an electrically insulating layer having a top surface and a metallized bottom surface, the electrically insulating layer having a thermal conductivity greater than 10 W/(m*K);
at least one first light emitting element on the top surface of the electrically insulating layer, the first light emitting element configured to emit light of a first color;
at least one second light-emitting element on the top surface of the electrically insulating layer, the second light-emitting element configured to emit light of a second color;
at least three electrical contact elements at least partially on the top surface of the electrically insulating layer,
two of the at least three electrical contact elements are each electrically coupled to a corresponding one of the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element, and one of the three electrical contact elements is electrically coupled to both the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element;
An automotive lighting system comprising a lighting device, wherein the electrical insulation layer includes a connection portion in which the at least three electrical contact elements are arranged, and an attachment portion in which the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element are arranged, and the thickness of the connection portion is smaller than the thickness of the attachment portion .
電気絶縁層を用意することであって、前記電気絶縁層は、上面及び底面を有し、10W/(m*K)より大きい熱伝導率を有する、用意することと、
第1の色の光を発するように構成された少なくとも1つの第1の発光素子及び第2の色の光を発するように構成された少なくとも1つの第2の発光素子を用意することと、
前記少なくとも1つの第1の発光素子及び前記少なくとも1つの第2の発光素子を前記電気絶縁層の前記上面上に配置することと、
少なくとも3つの電気接点素子を用意することと、
前記少なくとも3つの電気接点素子を少なくとも部分的にメタライゼーションされた前記電気絶縁層の前記上面上に配置することと、
前記少なくとも3つの電気接点素子のうちの2つを、それぞれ、前記少なくとも1つの第1の発光素子及び前記少なくとも1つの第2の発光素子のうちの対応する1つに電気的に結合することと、
前記少なくとも3つの電気接点素子のうちの1つを、前記少なくとも1つの第1の発光素子及び前記少なくとも1つの第2の発光素子の両方に電気的に結合することと、を含み、
前記電気絶縁層は、前記少なくとも3つの電気接点素子が配置された接続部、及び前記少なくとも1つの第1の発光素子および前記少なくとも1つの第2の発光素子が配置された取り付け部を含み、前記接続部の厚さは前記取り付け部の厚さよりも小さい、方法。
1. A method of manufacturing a lighting device, comprising:
providing an electrically insulating layer, the electrically insulating layer having a top surface and a bottom surface and a thermal conductivity greater than 10 W/(m*K);
providing at least one first light emitting element configured to emit light of a first color and at least one second light emitting element configured to emit light of a second color;
disposing the at least one first light emitting element and the at least one second light emitting element on the top surface of the electrical insulating layer;
providing at least three electrical contact elements;
disposing the at least three electrical contact elements on the top surface of the at least partially metallized electrically insulating layer;
electrically coupling two of the at least three electrical contact elements to corresponding ones of the at least one first light emitting element and the at least one second light emitting element, respectively;
electrically coupling one of the at least three electrical contact elements to both the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element;
The method, wherein the electrical insulation layer includes a connection portion in which the at least three electrical contact elements are arranged, and an attachment portion in which the at least one first light-emitting element and the at least one second light-emitting element are arranged, and the thickness of the connection portion is smaller than the thickness of the attachment portion .
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