CN116420046A - 多色照明设备、系统和制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种照明设备包括电绝缘层。电绝缘层具有顶表面和金属化底表面，并且具有大于10W/(m*K)的热导率。该照明设备还包括至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件，所述至少一个第一发光元件在电绝缘层的顶表面上并且被配置成发射第一颜色的光，所述至少一个第二发光元件在电绝缘层的顶表面上并且被配置成发射第二颜色的光。至少一个电接触元件至少部分地设置在电绝缘层的顶表面上，并且电耦合到至少一个第一发光元件或至少一个第二发光元件中的至少一个。

Description

多色照明设备、系统和制造方法
本申请要求2020年8月21日提交的第16/999577号美国非临时专利申请和2020年8月31日提交的第20193561.6号欧洲专利申请的权益，其内容在此通过引用并入本文。
背景技术
基于发光二极管(LED)的照明设备在光输出和能量效率方面可能是有利的，并且因此可能是传统光源(例如机动车应用中的白炽灯)的受欢迎的替代品。
发明内容
一种照明设备包括电绝缘层。电绝缘层具有顶表面和金属化底表面，并且具有大于10W/(m*K)的热导率。该照明设备还包括至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件，所述至少一个第一发光元件在电绝缘层的顶表面上并且被配置成发射第一颜色的光，所述至少一个第二发光元件在电绝缘层的顶表面上并且被配置成发射第二颜色的光。至少一个电接触元件至少部分地设置在电绝缘层的顶表面上，并且电耦合到至少一个第一发光元件或至少一个第二发光元件中的至少一个。
附图说明
可以从以下描述中获得更详细的理解，以下描述通过示例的方式结合所附附图给出，其中：
图1A为示例照明设备的透视图；
图1B是用于电连接图1A的照明设备的示例电路的电路图；
图1C为图1B的电路图，其中电流的方向被反转；
图2A是照明设备的透视图；
图2B是用于电连接图2A的照明设备的示例电路的电路图；
图3为可以结合图1A或图2A的照明设备的一个示例车辆头灯系统的示意图；
图4为另一示例车辆头灯系统的图解；以及
图5为制造照明设备(例如图1A或图2A的照明设备)的方法的流程图。
具体实施方式
下文将参考所附附图更全面地描述不同光照明系统和/或发光二极管实施方式的示例。这些示例不相互排斥，并且在一个示例中发现的特征可以与在一个或多个其他示例中发现的特征相组合，以实现另外的实施方式。因此，将被理解，所附附图中所示的示例仅为了说明的目的而提供，并且它们不旨在以任何方式限制本公开。类似的数字始终指代类似的元件。
将被理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应该被这些术语所限制。这些术语可以用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件并且第二元件可以被称为第一元件，而不脱离本发明的范围。如本文所使用的，术语“和/或”可以包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。
将被理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为“在”或“延伸到”另一个元件上时，它可以直接在或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”或“直接延伸到”另一个元件上时，可能没有中间元件的存在。还将被理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件和/或经由一个或多个中间元件连接或耦合到另一个元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，在该元件和另一个元件之间没有中间元件的存在。将被理解，除了图中描绘的任何取向之外，这些术语旨在涵盖元件的不同取向。
诸如“下面”、“上面”、“上边”、“下边”、“水平”或“垂直”的相对术语在本文可以用于描述一个元件、层或区域与图中所图示的另一个元件、层或区域的关系。将被理解，除了图中描绘的取向之外，这些术语旨在涵盖设备的不同取向。
虽然在光输出能量和效率方面提供了这种优势，但也存在与使用LED相关联的许多挑战。例如，LED可能难以相对于互补光学系统(例如反射器或光导)精确放置，并且热管理可能是困难的。此外，基于LED的机动车照明系统(例如日间行车灯或转向信号灯)可能依赖于定制的和复杂的解决方案，这妨碍了它们的大规模生产的提供。
本文所述的实施例提供了一种照明设备，其可以允许改善的热管理，该改善的热管理允许设备与现有互补光学系统一起使用，并支持降低整个系统的复杂性。本文描述的实施例可以附加地或替代地提供对应的机动车照明系统和用于生产照明设备的方法。
图1A为示例照明设备100的透视图。在图1A所示的示例中，照明设备100包括界面层101和布置在界面层101上的电绝缘层103。照明设备100可以进一步包括安装部分110，该安装部分110包括界面层101和电绝缘层103的相应部分。第一发光元件111和第二发光元件113可以安装到安装部分110，从而机械地调节它们在照明设备100内的相应位置。可以在第一和第二发光元件111、113之间中提供间隙112。
通过在电绝缘层上提供至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件，可以实现紧凑和稳定的构造。电绝缘层可以用作至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件的支撑结构，并且因此可以被视为照明设备的主干。此外，通过在电绝缘层上提供至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件(电绝缘层进而可以布置在界面层上)，可以提供用于将由发光元件产生的热量经由界面层导走的路径。因此，这些部件的特定布置可以实现有益的热管理。
为了促进有利的热传递，在实施例中，界面层可以为导热的。例如，在实施例中，界面层的热导率可以大于100W/(m*K)。通过适当选择界面层的一种或多种材料，可以实现合适的导热性。在实施例中，界面层可以包括或者是金属，例如铝(Al)、铜(Cu)和/或金(Au)。在一些实施例中，界面层包括或者是镀金的铜。
在实施例中，界面层可以与电绝缘层直接机械接触。以这种方式，可以实现界面层和电绝缘层之间的热耦合，这可以实现照明设备的改进的热管理，因为由布置在绝缘层上的至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件产生的热量可以有利地经由界面层被导走。在实施例中，电绝缘层的厚度可以小于或等于0.5mm，小于或等于0.4mm，和/或小于或等于0.3mm。这种薄的电绝缘层对于通过电绝缘层的改进的热传递可能特别有益。在实施例中，界面层可以对应于或包括允许该结构和电绝缘层之间的改进耦合的板或衬底。在实施例中，界面层可以进一步与散热器耦合，用于进一步引导热量远离照明设备。
在实施例中，界面层可以为界面板，例如包括金属或基本上由金属组成。在实施例中，金属可以具有等于或大于100W/(m*K)的热导率，例如大于300W/(m*K)的热导率。
在实施例中，电绝缘层可以与界面板直接机械接触。如所述，电绝缘层和界面层之间的直接机械接触可以实现这些部件的有利的热耦合，并且进而允许由至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件产生的热量被有利地导走。
电绝缘层可以由任何合适的材料(如合适的塑料材料)形成。然而，陶瓷材料可能具有特别的优势。在实施例中，电绝缘层可以包括或者是陶瓷材料和/或热导率大于10W/(m*K)或者大于100W/(m*K)的材料。在实施例中，电绝缘层可以包括或者是氮化铝(AlN)。以这种方式，使用具有高导热性的材料可以实现合适的机械刚度和可靠性。在实施例中，电绝缘层和/或照明设备可以不包括绝缘金属衬底(IMS)。
此外，电绝缘层103可以包括支撑部分103a和覆盖部分103b。虽然支撑部分103a可以有利地提供照明设备100的整体机械稳定性，但是覆盖部分103b可以保护第一发光元件111和第二发光元件113免受环境条件(例如灰尘或湿气)的影响，并且通过增加第一发光元件111和第二发光元件113与电绝缘层103的接触面积来增强散热。
在实施例中，至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件可以对应于或包括发光二极管(LED)。在实施例中，至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件可以对应于或包括一个或多个LED管芯。换句话说，虽然发光元件可以包括另外的部件，但是由发光元件发射的光可以由LED产生。就能量效率而言，并且因为LED可以允许根据期望的应用实现不同的形状和颜色，LED可能是特别有利的。
至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件可以配置为分别发射第一和第二颜色的光。根据一些实施例，至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件中的至少一个可以进一步包括相应的磷光体层，该磷光体层布置在至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件中的相应至少一个的对应光输出表面上。通过适当地选择磷光体涂层，可以适当地调整从对应的发光元件发射的光的颜色。替代地或附加地，在一些实施例中，至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件中的至少一个可以被配置为用于直接发射第一和/或第二颜色的光的发光元件。
在实施例中，第一颜色可以不同于第二颜色。第一和/或第二颜色可以例如选自白色、琥珀色或青色。
在一些实施例中，第一颜色可以为白色，使得至少一个第一发光元件被配置为发射白光。在一些实施例中，白色光可以是包括至少两个或多于两个光学波长光谱(例如，光谱颜色)的叠加的光。例如，白色可以通过被配置成发射蓝色光的发光二极管来实现，该发光二极管设置有将部分蓝光转换成黄光的磷光体涂层，蓝光和黄光的混合产生白色外观。不同的白色可以由相应的色温来表征。因此，在实施例中，第一颜色可以是相关色温(CCT)在4000K和6700K之间的白色。
在实施例中，第一和/或第二颜色可以为青色(例如，介于蓝色和绿色之间的颜色)，因此，至少一个第一和/或第二发光元件分别被配置为发射青色光。在实施例中，青色光的特征在于主波长在490nm和510nm之间的光学波长光谱。
在一些实施例中，第二颜色可以选自红色/品红色、绿色、蓝色/青色、橙色和/或黄色、或其任意组合。因此，在一些实施例中，至少一个第二发光元件可以被配置成发射红色/品红色、绿色、蓝色/青色、橙色、黄色和/或琥珀色光。
在一些实施例中，第二颜色可以为琥珀色(例如，介于黄色和橙色之间)，因此，至少一个第二发光元件被配置为发射琥珀色光。在实施例中，琥珀色光的特征在于主波长在585nm和600nm之间的光学波长光谱。
在一些实施例中，至少一个第二发光元件可以为发光二极管(LED)，其设置有合适的磷光体涂层，且因此被配置为发射琥珀色光(例如具有主波长在585nm与600nm之间的光学波长光谱的光)。
利用同一照明设备实现两种不同颜色的光发射可以提供特殊优势，即利用单一照明设备可以实现若干所期望的功能。在一些实施例中，由照明设备产生的白光可以用于允许照明功能，青色光可以用于允许自主驾驶模式，并且琥珀色光可以用于允许信令功能。这可以允许由至少两个发光元件共享电连接和热管理，从而有利地使得照明设备架构能够提供降低的复杂性。例如，被配置用于白色或青色光发射的至少一个第一发光元件可能特别适合于在日间行车灯模式或自主驾驶模式中使用，而被配置用于琥珀色或青色光发射的至少一个第二发光元件可能适合于在转向信号模式或自主驾驶模式中使用。
在实施例中，至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件可以布置在电绝缘层上并与电绝缘层直接机械接触。因此，至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件可以与电绝缘层直接热耦合，使得由发光元件产生的热量可以通过电绝缘层和界面层的所述组合效应而被有效地消散离开。
在一些实施例中，至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件可彼此相邻布置，使得至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件的相应光发射表面布置在公共平面中。相邻布置的至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件可以相互靠近布置(例如，直接接触，或仅在至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件之间中提供薄间隙)。在一些实施例中，至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件之间的间隙的宽度可以等于或小于至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件的宽度的25％、小于10％、和/或小于5％。在实施例中，间隙可以填充有空气或不同的材料。
照明设备100可以进一步包括连接部分120，该连接部分120也包括界面层101和电绝缘层103的相应部分。连接部分120可以进一步包括电接触元件121、123、125，从而允许将照明设备100电连接到电源(未示出)。电接触元件121、123、125可以经由引线框架分别与第一和第二发光元件111、113电接触，该引线框架可以嵌入在界面层101和电绝缘层103中并且因此在图中不可见。
连接部分可以包括界面层和电绝缘层的相应部分，以及至少一个电接触元件。连接部分和安装部分的不同厚度可以允许将至少一个电接触元件电连接到电源，而不妨碍光发射和/或传播，例如不具有阻挡由至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件发射的光的光路的电接触装置(例如结合线)。在一些实施例中，安装部分可以包括界面层和电绝缘层的相应部分。在一些实施例中，连接部分的界面层和电绝缘层的各部分可以不同于由安装部分包括的界面层和电绝缘层的各部分。
在一些实施例中，至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件可以至少部分容纳在安装部分的至少一个对应部分内。因此，安装部分可以支持发光元件相对于照明设备的相应位置的可靠机械调整，这可以实现发光元件相对于对应(例如，外部)光学系统的精确放置。此外，由于至少部分地被安装部分容纳或嵌入在安装部分内，对应的增强的接触表面可以有利地有助于通过安装部分远离发光元件的有益的热传递。
如可以从图1A得到，例如，连接部分120的厚度可以小于安装部分110的厚度，且连接部分120和安装部分110可以相互相邻布置，从而在从连接部分120到安装部分110的过渡处形成台阶130。在实施例中，台阶的高度可以对应于照明设备的最大厚度的至少10％、照明设备的最大厚度的至少20％、和/或照明设备的最大厚度的至少40％。包括台阶的照明设备可以允许较不复杂的制造过程，同时保护至少一个第一和/或至少一个第二发光元件免受环境条件(诸如灰尘或湿度)的影响。
在实施例中，至少一个电接触元件可以布置在电绝缘层上或与电绝缘层直接机械接触，并可以配置为将至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件电连接至电源。将至少一个电接触元件放置在电绝缘层的顶部上而不是从例如其底侧接触照明设备，可以有利地使得能够使用大的金属热焊盘作为界面层，从而降低照明设备的热阻。
换句话说，通过将至少一个电接触元件放置在照明设备的顶侧上，可以为照明设备的底侧处设置的大型热焊盘的使用提供空间，否则该热焊盘可能被电接触部分地覆盖。因此，在一些实施例中，界面层可以对应于或者包括热焊盘，例如包括或者是金属的热焊盘。在一些实施例中，热焊盘可以基本上覆盖照明设备的整个底面。该底面可以与照明设备的布置有至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件的面相反。
在一些实施例中，至少一个电接触元件包括基本上平面的接触部分，并且可以布置在连接部分内的电绝缘层上。基本上平面可以理解为使得在一些实施例中，基本上平面的接触部分的高度显著小于基本上平面的接触部分的长度和/或宽度。在实施例中，基本上平面的接触部分的高度可以达到(amount to)小于或等于基本上平面的接触部分的长度和/或宽度的10％，或者在一些实施例中小于或等于5％。
在一些实施例中，基本上平面的接触部分可以被布置成基本上平行于照明设备的底表面、和/或至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件的相应发光表面。被布置成基本上平行可以被理解为使得在一些实施例中，由基本上平面的接触部分和相应的发光表面形成的角度可以小于10°、小于5°、和/或小于3°。将基本上平面的接触部分布置成基本上平行于照明设备的底表面和/或相应的发光表面可以有利地导致照明设备的均匀形状，从而在照明设备的整体形状方面提供降低的复杂性，并且简化照明设备的电连接。
在实施例中，至少一个基本上平面的电接触元件可以对应于或包括至少一个接触焊盘和/或结合焊盘。使用基本上平面的电接触元件可能是有利的，因为它可以支持增强照明设备的鲁棒性，并且有助于实现特别可靠的电连接。使用这种接触元件可以避免例如接触元件的各部分突出，并且有助于照明设备不太容易损坏(例如，在制造期间和/或安装时)。
在实施例中，至少一个电接触元件可以位于照明设备的顶侧上，其中照明设备的顶侧可以对应于照明设备的发光侧。换句话说，在实施例中，至少一个电接触元件可以被配置为从顶部电接触。这种架构可以允许在照明设备的底侧有大的金属界面层，从而降低照明设备的总热阻并允许改善的热管理。
在实施例中，照明设备可以包括至少三个电接触元件，其中的两个可以分别与至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件中对应的一个电连接。至少三个电接触元件之一可以电连接到至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件两者。
三个或更多个电接触元件可以使得能够独立地接触至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件。在一些实施例中，电接触元件可以分别用作至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件的阳极和/或阴极。独立地接触发光元件可以有利地使得能够独立地打开或关闭发光元件，并且从而使得能够根据一个或多个预定的操作模式来使用发光元件。操作模式可以例如对应于日间行车灯模式、自主驾驶模式、和/或使用例如至少一个第二发光元件作为转向信号灯的模式。
在一些实施例中，至少一个电接触元件可以借助于引线框架与至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件电连接。在实施例中，引线框架可以是或包括金属结构(例如嵌入在照明设备中的金属结构)，其被配置用于经由至少一个电接触元件将来自电源的电力传送到至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件。在实施例中，引线框架可以用于将照明设备电连接到电源。使用引线框架(例如嵌入在照明设备中的金属引线框架)，用于将至少一个电接触元件与至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件电连接，可以实现紧凑的架构和增强的导热性。
图1B是用于电连接图1A的照明设备100的示例电路的电路图。附图标记211和213表示图1A的第一发光元件111和第二发光元件113。发光元件可以通过电接触元件221、223、225电连接到电源(未示出)，从而允许将电力从电源传送到第一发光元件211和第二发光元件213。在所示示例中，电接触元件223电连接到第一发光元件211和第二发光元件213两者。图1C是图1B的电路图，其中电流的方向被反转，如由发光元件211、213的方向箭头方向所指示。
图2A为照明设备100’的透视图。在图2A所示的示例中，照明设备100’包括界面层101’和布置在其上的电绝缘层103’。照明设备100’还可以包括安装部分110’，该安装部分110’包括界面层101’和电绝缘层103’的相应部分。第一和第二发光元件111’和113’可以安装到安装部分110’，并且间隙112’可以形成在第一和第二发光元件111’、113’之间中。电绝缘层103’可以包括支撑部分103a’和覆盖部分103b’，其提供与上面针对图1A描述的相同的优点。
照明设备100’可以进一步包括连接部分120’，该连接部分120’包括界面层101’和电绝缘层103’的相应部分。连接部分120’可以包括电接触元件121’、123’、124’、125’，从而允许将照明设备100’电连接到电源。连接部分120’的厚度可以小于安装部分110’的厚度，并且连接部分120’和安装部分110’可以相互相邻布置，从而在从连接部分120’到安装部分110’的过渡处形成台阶130’。
在图2A所示的示例中，照明设备可以包括至少第一接触元件、第二接触元件、第三接触元件和第四电接触元件。最后的至少一个第一发光元件可以电连接到第一接触元件和第二接触元件，并且至少一个第二发光元件可以电连接到第三接触元件和第四接触元件。
图2B为用于电连接图2A的照明设备100’的示例电路的电路图。第一发光元件211’和第二发光元件213’可以通过电接触元件221’、223’、224’、225’电连接到电源(未示出)，从而允许将电力从电源传送到第一发光元件211’和第二发光元件213’。
在一些实施例中，如上所述的照明设备可以被包括在机动车照明系统中。在一些实施例中，机动车照明系统可以对应于或包括机动车日间行车系统、机动车自主驾驶指示系统、机动车转向信号照明系统和/或机动车前灯照明系统。因此，这种机动车照明系统可以包括必要的部件，所述必要的部件包括例如用于控制向至少一个第一和/或至少一个第二发光元件供电的控制器。控制器可以是独立的部件和/或集成在机动车控制系统中，用于控制另外的功能。
在一些实施例中，机动车照明系统可以进一步包括至少一个光学元件，所述至少一个光学元件配置用于对从至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件发射的光束进行整形。对光束进行整形可以理解为调整例如从至少一个第一和/或至少一个第二发光元件发射的光束的方向、强度、形状或图案。用至少一个公共光学元件对从至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件中的每一个发射的光束进行整形可以有利地支持在至少两种预定操作模式下在机动车照明系统中使用至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件。在一些实施例中，至少一个光学元件可以包括一个或多个反射器和/或透镜元件。例如，一个或多个透镜元件可以被结合在外部玻璃部分中，光束通过该外部玻璃部分向外。
在一些实施例中，机动车照明系统可以进一步包括控制器，该控制器配置为根据至少一种预定操作模式分别控制至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件的打开和/或关闭。如所述，控制器可以是单独的控制器或者可以是控制系统的子部件。控制器可以对应于合适的专用控制器，或者可以对应于或包括微处理器。
在一些实施例中，预定操作模式可以为以下中的至少一种：日间行车模式，其中第一颜色为白色，并且根据该模式，至少一个第一发光元件打开并且至少一个第二发光元件关闭；转向信号模式，其中第二颜色是琥珀色，并且根据该模式，特别是周期性地打开和关闭至少一个第二发光元件，并且关闭至少一个第一发光元件；第一自主驱动模式，其中第一颜色是青色，并且根据该模式，至少一个第一发光元件被打开并且至少一个第二发光元件被关闭；第二自主驱动模式，其中第二颜色是青色，并且根据该模式，至少一个第一发光元件被关闭并且至少一个第二发光元件被打开。
因此，在一些实施例中，照明设备可以包括：至少一个第一发光元件，其被配置为发射白色光(例如，供在日间行车模式中使用)和/或青色光(例如，供在第一自主驾驶模式中使用)；以及至少一个第二发光元件，其被配置为发射琥珀色光(例如，供在转向信号模式中使用)或青色光(例如，供在第二自主驾驶模式中使用)。
例如，当用作日间行车灯或当在第一自主驾驶模式下使用时，可以打开至少一个第一发光元件，由此可以关闭至少一个第二发光元件。作为另外的示例，在转向信号模式中，至少一个第一发光元件可以关闭，并且至少一个第二发光元件可以(例如，周期性地)打开和关闭，以指示车辆的转向。作为另外的示例，在第二自主驾驶模式中，至少一个第一发光元件可以关闭，并且至少一个第二发光元件可以打开，以指示车辆正在自主驾驶。
在一些实施例中，机动车照明系统还包括散热器，由此界面层可以布置成与散热器接触(例如直接机械接触)，用于将由至少一个第一发光元件和/或至少一个第二发光元件产生的热量引导至散热器。这可以有利地实现机动车照明系统(并且特别是包括在其中的照明设备)的增强的热管理。
图5为制造照明设备(如图1A和图2A的照明设备100或100’)的方法的流程图。在图5中所示的示例中，该方法包括提供电绝缘层(502)。第一发光元件和第二发光元件可以被提供(504)并且可以被布置在电绝缘层上(506)。电接触元件可以被提供(508)并且可以被布置在电绝缘层上(510)。电接触元件可以电耦合到第一发光元件和第二发光元件中的至少一个(512)。
图3为一个示例车辆头灯系统300的图解，该示例车辆头灯系统300可以结合图1A或图2A的照明设备100或100’。图3中所示的示例车辆头灯系统300包括电力线302、数据总线304、输入滤波器和保护模块306、总线收发器308、传感器模块310、LED直流到直流(DC/DC)模块312、逻辑低压差(LDO)模块314、微控制器316、和主动式头灯318。在实施例中，主动式头灯318可以包括照明设备的全部或一部分(例如图1A的照明设备100或图2A的照明设备100’)。
电力线302可以具有从车辆接收电力的输入，并且数据总线304可以具有输入/输出，通过该输入/输出可以在车辆和车辆头灯系统300之间交换数据。例如，车辆头灯系统300可以从车辆中的其他位置接收指令、诸如打开转向信号或打开头灯的指令，并且如果合期望，则可以向车辆中的其他位置发送反馈。传感器模块310可以通信地耦合到数据总线304，并且可以向车辆头灯系统300或车辆中的其他位置提供附加数据，该附加数据例如与环境条件(例如，一天中的时间、雨、雾、或周围环境光水平)、车辆状态(例如，已停放、运动中、运动速度、或运动方向)、以及其他物体(例如，车辆或行人)的存在/定位有关。与通信耦合到车辆数据总线的任何车辆控制器分离的头灯控制器也可以被包括在车辆头灯系统300中。在图3中，头灯控制器可以是微控制器，诸如微控制器(μc)316。微控制器316可以通信地耦合到数据总线304。
输入滤波器和保护模块306可以电耦合到电力线302，并且例如可以支持各种滤波器，以减少传导的发射并提供电力抗扰度(power immunity)。附加地，输入滤波器和保护模块306可以提供静电放电(ESD)保护、负载转储保护、交流发电机磁场衰减保护、和/或反极性保护。
LED DC/DC模块312可以在滤波器和保护模块306与主动式头灯318之间耦合，以接收滤波后的功率并提供驱动电流，从而为主动式头灯318中的LED阵列中的LED供电。LEDDC/DC模块312可以具有在7伏和18伏之间的输入电压，其标称电压大约为13.2伏，并且输出电压可以略高(例如，0.3伏)于LED阵列的最大电压(例如，如由因素或局部校准以及由于负载、温度或其他因素引起的操作条件调整来确定)。
逻辑LDO模块314可以耦合至输入滤波器和保护模块306，以接收滤波后的功率。逻辑LDO模块314也可以耦合到微控制器316和主动式头灯318，以向微控制器316和/或主动式头灯318中的硅背板(诸如CMOS逻辑)提供电力。
总线收发器308可以例如具有通用异步收发器(UART)或串行外设接口(SPI)，并可以耦合到微控制器316。微控制器316可以基于或包括来自传感器模块310的数据来转换车辆输入。转换后的车辆输入可以包括可传输到主动式头灯模块318中的图像缓冲器的视频信号。此外，微控制器316可以在启动期间加载默认图像帧并测试开路/短路像素。在实施例中，SPI接口可以加载CMOS中的图像缓冲器。图像帧可以是全帧、差分或部分帧。微控制器316的其他特征可以包括CMOS状态的控制接口监控，包括管芯温度以及逻辑LDO输出。在实施例中，可以动态控制LED DC/DC输出以最小化净空(headroom)。除了提供图像帧数据之外，还可以控制其他头灯功能，诸如与侧标志灯或转向信号灯结合互补使用，和/或日间行车灯的激活。
图4为另一示例车辆头灯系统400的图解。图4中示出的示例车辆头灯系统400包括应用平台402、两个照明设备406和408、以及光学器件410和412。照明设备406和408可以是LED照明系统(诸如图1A或图2A的照明设备100或100’)，或者可以包括照明设备100或100’加上图3的车辆头灯系统300中的其他模块中的一些或所有。在后一实施例中，照明设备406和408可以是车辆头灯子系统。
照明设备406可以发射光束416(图4中箭头416a和416b之间所示)。在图4中所示的实施例中，次级光学器件410邻近照明设备408，并且从照明设备408发射的光穿过次级光学器件410。类似地，次级光学器件412邻近照明设备406，并且从照明设备406发射的光穿过次级光学器件412。在替代实施例中，在车辆头灯系统中没有提供次级光学器件410/412。
在被包括的场合，次级光学器件410/412可以是或包括一个或多个光导。一个或多个光导可以是边缘照亮式的，或者可以具有限定光导内部边缘的内部开口。照明设备408和406(或者车辆头灯子系统的主动式头灯)可以插入一个或多个光导的内部开口中，使得它们将光注入一个或多个光导的内部边缘(内部开口光导)或外部边缘(边缘照亮式光导)。在实施例中，一个或多个光导可以以期望的方式——诸如例如，具有梯度、倒角分布、窄分布、宽分布、或角分布——对由照明设备408和406发射的光进行整形。
应用平台402可以经由线路404向照明设备406和/或408提供电力和/或数据，该线路404可以包括图3的电力线302和数据总线304中的一条或多条或一部分。一个或多个传感器(其可以是示例车辆头灯系统300中的传感器或其他附加传感器)可以在应用平台402的壳体内部或外部。替代地或另外，如图3的示例车辆头灯系统300中所示，每个照明设备408和406可以包括其自己的传感器模块、连接和控制模块、电源模块、和/或LED阵列。
在实施例中，车辆头灯系统400可以代表具有可操纵光束的机动车，其中可以选择性激活LED以提供可操纵光。例如，LED的阵列(例如，LED阵列102)可以用于限定或投射形状或图案，或者仅照亮道路的选定部分。在示例实施例中，照明设备406和408内的红外相机或检测器像素可以是识别场景中需要光照的部分(例如，道路或行人交叉路口)的传感器(例如，类似于图3的传感器模块310中的传感器)。
已经详细描述了实施例，本领域技术人员将领会，给定本描述，可以对本文描述的实施例进行修改而不脱离本发明构思的精神。因此，意图是本发明的范围不限于图示的和描述的具体实施例。

Claims (20)

1.一种照明设备，包括：
电绝缘层，所述电绝缘层具有顶表面和金属化底表面，并且具有大于10W/(m*K)的热导率；
至少一个第一发光元件，其在所述电绝缘层的顶表面上，并被配置成发射第一颜色的光；
至少一个第二发光元件，其在所述电绝缘层的顶表面上，并被配置成发射第二颜色的光；和
至少一个电接触元件，其至少部分地在所述电绝缘层的顶表面上，并且电耦合到所述至少一个第一发光元件或所述至少一个第二发光元件中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述电绝缘层的热导率大于100W/(m*K)。
3.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述电绝缘层包括陶瓷材料。
4.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述第一颜色不同于所述第二颜色。
5.根据权利要求1所述的照明设备，所述第一颜色或第二颜色中的至少一种是从由白色、琥珀色和青色组成的组中选择的。
6.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述电绝缘层包括连接部分和安装部分，至少一个电接触元件设置在所述连接部分上，所述至少一个第一发光元件和所述至少一个第二发光元件设置在所述安装部分上，其中所述连接部分的厚度小于所述安装部分的厚度。
7.根据权利要求6所述的照明设备，其中所述安装部分和所述连接部分彼此相邻，从而在从所述连接部分到所述安装部分的过渡处形成台阶。
8.根据权利要求6所述的照明设备，其中所述至少一个第一发光元件和所述至少一个第二发光元件至少部分设置在所述安装部分的内部。
9.根据权利要求6所述的照明设备，其中所述至少一个电接触元件包括基本上平面的接触部分，并且被布置在所述连接部分内的所述电绝缘层上。
10.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述至少一个第一发光元件和所述至少一个第二发光元件彼此相邻，使得所述至少一个第一发光元件和所述至少一个第二发光元件的相应光发射表面布置在公共平面中。
11.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述至少一个电接触元件包括三个电接触元件，所述三个电接触元件中的两个分别电耦合到所述至少一个发光元件和所述至少一个第二发光元件中对应的一个，并且至少三个电接触元件中的一个电耦合到所述至少一个第一发光元件和所述至少一个第二发光元件两者。
12.根据权利要求1所述的照明设备，其中至少一个电接触元件包括至少第一接触元件、第二接触元件、第三接触元件和第四电接触元件，所述至少一个第一发光元件电耦合到所述第一接触元件和所述第二接触元件，并且所述至少一个第二发光元件电耦合到所述第三接触元件和所述第四接触元件。
13.一种机动车照明系统，包括：
照明设备，包括：
-电绝缘层，所述电绝缘层具有顶表面和金属化底表面，并且具有大于10W/(m*K)的热导率，
-至少一个第一发光元件，其在所述电绝缘层的顶表面上，并被配置成发射第一颜色的光，
-至少一个第二发光元件，其在所述电绝缘层的顶表面上，并被配置成发射第二颜色的光，和
-至少一个电接触元件，其至少部分地在所述电绝缘层的顶表面上，并且电耦合到所述至少一个第一发光元件或所述至少一个第二发光元件中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的机动车照明系统，进一步包括
至少一个光学元件，其被配置为对从所述至少一个第一发光元件和所述至少一个第二发光元件发射的光束进行整形。
15.根据权利要求13所述的机动车照明系统，进一步包括
控制器，其被配置为根据至少一种预定操作模式分别控制所述至少一个发光元件或所述至少一个第二发光元件中的至少一个进行打开或关闭中的至少一个。
16.根据权利要求15所述的机动车照明系统，其中所述第一颜色是白色，并且所述预定操作模式包括日间行车模式，在所述日间行车模式中，所述控制器被配置为打开所述至少一个第一发光元件并关闭所述至少一个第二发光元件。
17.根据权利要求15所述的机动车照明系统，其中所述第二颜色是琥珀色，并且所述预定操作模式包括转向信号模式，在所述转向信号模式中，所述控制器被配置为周期性地打开和关闭所述至少一个第二发光元件并且关闭所述至少一个第一发光元件。
18.根据权利要求15所述的机动车照明系统，其中所述第一颜色是青色，并且所述预定操作模式是第一自主驾驶模式，在所述第一自主驾驶模式中，所述控制器被配置为打开至少一个第一照明元件并关闭所述至少一个第二发光元件。
19.根据权利要求15所述的机动车照明系统，其中所述第二颜色是青色，并且所述预定操作模式包括第二自主驾驶模式，在所述第二自主驾驶模式中，所述控制器被配置为关闭所述至少一个第一发光元件并打开所述至少一个第二发光元件。
20.一种生产照明设备的方法，包括：
提供电绝缘层，所述电绝缘层具有顶表面和金属化底表面，并且具有大于10W/(m*K)的热导率；
提供被配置成发射第一颜色的光的至少一个第一发光元件和被配置成发射第二颜色的光的至少一个第二发光元件；
将所述至少一个第一发光元件和所述至少一个第二发光元件布置在所述电绝缘层的顶表面上；
提供至少一个电接触元件；
将所述至少一个电接触元件至少部分地布置在所述电绝缘层的顶表面上；以及
将所述至少一个电接触元件电耦合到所述至少一个第一发光元件或所述至少一个第二发光元件中的至少一个。
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