JP7797773B2 - 多色照明装置、システム及び製造方法 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

例示的な照明装置の透視図である。 図１Ａの照明装置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。 電流の方向を逆にした図１Ｂの回路図である。 照明装置の透視図である。 図２Ａの照明装置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。 図１Ａまたは図２Ａの照明装置を組み込むことができる例示的な車両ヘッドランプシステムの図である。 別の例示的な車両ヘッドランプシステムの図である。 図１Ａまたは図２Ａの照明装置のような照明装置の製造方法の流れ図である。

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。

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。

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。

「～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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (18)

1. 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。
2. 前記電気絶縁層の熱伝導率は、１００Ｗ／（ｍ＊Ｋ）より大きい、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記電気絶縁層は、セラミック材料を含む、請求項１に記載の照明装置。
4. 前記第１の色は、前記第２の色と異なる、請求項１に記載の照明装置。
5. 前記第１の色又は前記第２の色のうちの少なくとも１つは、白色、琥珀色及びシアン色からなるグループから選択される、請求項１に記載の照明装置。
6. 前記取り付け部と前記接続部は互いに隣接しており、前記接続部から前記取り付け部への移行部に段差を形成している、請求項１に記載の照明装置。
7. 前記少なくとも１つの第１の発光素子と前記少なくとも１つの第２の発光素子は、少なくとも一部は前記取り付け部の内部に配置されている、請求項１に記載の照明装置。
8. 前記少なくとも３つの電気接点素子は、実質的に平面の接触部を含み、前記電気絶縁層上で前記接続部の内部に配置されている、請求項１に記載の照明装置。
9. 前記少なくとも１つの第1の発光素子と前記少なくとも１つの第２の発光素子は、互いに隣接しており、前記少なくとも１つの第1の発光素子と前記少なくとも１つの第２の発光素子のそれぞれの発光面は、共通の平面において配置されている、請求項１に記載の照明装置。
10. 前記少なくとも３つの電気接点素子は、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み、前記少なくとも１つの第1の発光素子は、前記第１および前記第２の電気接点素子に電気的に結合され、前記少なくとも１つの第２の発光素子は、前記第３および前記第４の電気接点素子に電気的に結合されている、請求項１に記載の照明装置。
11. 自動車用照明システムであって、
    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。
12. 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の発光素子から発せら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備える、請求項１１に記載の自動車用照明システム。
13. 少なくとも１つの所定の動作モードに従って、前記少なくとも１つの第1の発光素子または前記少なくとも１つの第２の発光素子のうちの少なくとも１つをそれぞれ制御し、ＯＮまたはＯＦＦのうちの少なくとも１つに切り替えるように構成された制御装置をさらに備える、請求項１１に記載の自動車用照明システム。
14. 前記第1の色は、白色であり、前記所定の動作モードは、前記少なくとも１つの第１の発光素子をＯＮにし、前記少なくとも１つの第２の発光素子をＯＦＦにするように前記制御装置が構成されている日中走行モードを含む、請求項１３に記載の自動車用照明システム。
15. 前記第２の色は、琥珀色であり、前記所定の動作モードは、前記少なくとも１つの第２の発光素子を周期的にＯＮおよびＯＦＦにし、前記少なくとも１つの第１の発光素子をＯＦＦにするように前記制御装置が構成されているターンシグナルモードを含む、請求項１３に記載の自動車用照明システム。
16. 前記第1の色は、シアン色であり、前記所定の動作モードは、前記少なくとも１つの第１の発光素子をＯＮにし、前記少なくとも１つの第２の発光素子をＯＦＦにするように前記制御装置が構成されている第1の自律運転モードを含む、請求項１３に記載の自動車用照明システム。
17. 前記第２の色は、シアン色であり、前記所定の動作モードは、前記少なくとも１つの第１の発光素子をＯＦＦにし、前記少なくとも１つの第２の発光素子をＯＮにするように前記制御装置が構成されている第２の自律運転モードを含む、請求項１３に記載の自動車用照明システム。
18. 照明装置を製造する方法であって、
    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。