JP2018174127A - 発光装置および照明モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザにより多様な光学的パターンを提供し、ユーザエクスペリエンスを向上させるのに採用される発光装置及び照明モジュールを提供する。
【解決手段】本発明は、回路基板１０１と、複数の光源１０２と、透光性素子１０３１および干渉素子１０３２を有する光学素子１０３とを備える発光装置および照明モジュールである。複数の光源１０２は、光学素子１０３を照らすために回路基板１０１に配置され、光学素子１０３は、複数の光源１０２の上方に配置される。干渉素子１０３２は、透光性素子１０３１の上に配置されて、光源のそれぞれから放射される光に、第１の偏光方向における干渉を相殺すること、第２の偏光方向における干渉を強化することおよび透光性素子を通して放射することをさせるために使用する。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、車両用照明の分野、特に発光装置および照明モジュールに関する。
テールランプとは概して、車両後部に搭載されるランプのことを指し、テールランプの主な色は通常赤色である。テールランプは、異なる色で異なる役割を果たすことができる。例えば、後続車両の注意を喚起するには赤色のブレーキランプ（車幅ランプ）が使用され、方向を表示するにはアンバー色のターンランプが使用され、補助観察の機能を果たすには白色の後退ランプが使用される。
既存のテールランプは、概して、図１に示すように、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として使用している。ＬＥＤ光源は点光源なので、ＬＥＤ光源で生成される光学的パターンは、明領域および暗領域を含むハローパターンであり得る。明領域は相対的に中心的な位置にあり、暗領域はハローパターンの縁部付近、明領域の外側にある。光学的パターンにより表される光強度は、Ｘ軸またはＹ軸の方向において、外側から内側へと比例的にかつ徐々に増大する。
しかしながら、従来技術におけるそのようなテールランプは、中心から外縁に向かって輝度が徐々に変化する円形状を呈することしかできず、自動車用テールランプの光学的効果設計の多様化する必要性を満たすことができない。
本発明は、従来技術における上記の欠点を考慮して発光装置および照明モジュールを提供し、これにより、従来技術では自動車用テールランプの光学的効果設計の多様化する必要性を満たすことができないという問題を解決する。
本発明の第１の態様によれば、回路基板と、複数の光源と、透光性素子および干渉素子を有する光学素子とを備える発光装置が提供される。
光学素子を照らすために、複数の光源が回路基板上に配置される。
光学素子は、複数の光源の上方に配置される。干渉素子は、透光性素子の上に配置され、そこで、光源のそれぞれから放射される光に、第１の偏光方向における干渉を相殺すること、第２の偏光方向における干渉を強化すること、および透光性素子を通して放射することをさせるように、構成される。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る発光装置と、発光装置における複数の光源のオンおよびオフを制御するように構成される制御回路とを備える、照明モジュールが提供される。
本発明の実施形態において提供する発光装置は、テールランプ設計、ブレーキランプ設計、ヘッドランプ設計または車両用室内照明などの様々な照明モジュールに使用することができ、これにより、より多様な光学的パターンを提供し、ユーザエクスペリエンスを向上させる。
従来技術におけるＬＥＤ光源の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係る発光装置の構造図である。
本発明のある実施形態に係る光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係る光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係る別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係る更に別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係る別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係る別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係る光学素子の概略図である。
本発明のある実施形態に係る別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係る別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係る別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係る別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係る別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係る別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るマイクロユニット配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係る別の光学的パターンの概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係る、回路基板上のＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係る基板の概略図である。
本発明のある実施形態に係るフレキシブル回路基板の概略図である。
本発明のある実施形態に係る、回路基板上のＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係る、回路基板上のＬＥＤ配置の概略図である。
本発明のある実施形態に係る制御回路の構造図である。
下記の添付図面を参照しながら、本発明の幾つかの実装を詳細に示す。以下の実施形態および以下の実施形態における特徴は、矛盾なく互いに組み合わせることができる。
背景技術で説明した通り、関連技術において、ＬＥＤ光源で生成される光学的パターンは、概して円形のハローパターンである。故に、ＬＥＤ光源を用いるテールランプは、ユーザの実際の必要性に応じて多様な光学的パターンを提供することができない。本発明は、光源で生成される光と干渉する干渉素子を有する光学素子を使用して、より多様な光パターンを生成する。加えて、本発明は、回路基板上の複数の異なる光源配置方式も提供し、これにより、ユーザの求めるパターンを生成し、ユーザエクスペリエンスを向上させる。
光学素子は、ＬＥＤ光源の上方に配置される。故に、ＬＥＤ光源から放射される光は、光学素子に到達し、起こり得る反射および散乱の後に、光学素子を通過し、最後に光学的パターンを形成する、すなわち、関連技術で説明した通り、光学素子の表面にハローパターンを形成する。本発明は、干渉素子を有する光学素子を使用して、上記のハローパターンをラインパターンに変更することを目的としている。この配置により、複数の光源から放射される光は、反射および散乱を受けるだけでなく、干渉素子における光の干渉も受ける。従って、上記のハローパターンは、この干渉により、ストライプのラインパターンに変更することができる。
本発明が提供する発光装置については、以下で詳細に説明する。
図２Ａは、本発明のある実施形態に係る発光装置の構造図である。図２Ａに示す通り、発光装置１００は、回路基板１０１と、複数の光源１０２と、光学素子１０３とを含む。
特定の配置方式において、複数の光源１０２は、光学素子１０３を照らすために、回路基板１０１上に配置される。ここでの光源は、照らす役割を果たせる任意の装置であってよい。概して、光源はＬＥＤ光源であってよい。以下の実施形態は、ＬＥＤ光源を例に取って示すが、これに限定されることはない。オプションとして、ここではＬＥＤとして、半値角６０度という特徴を持つランバート光源を選択することができる。ここでの半値角は、３ｄＢビーム幅またはビーム半値幅とも呼ばれ、最大照射方向に対する電力流束密度が、その電力パターンで主ローブの最大照射方向を含むある面において、半分（または３ｄＢの最大値未満）に減少する２点の間の角度を指す。
光学素子１０３は、複数の光源１０２の上方に配置される。構造という観点からすれば、光学素子１０３は、透光性素子１０３１および干渉素子１０３２を含む。干渉素子１０３２は、透光性素子１０３１上に配置されて、光源１０２のそれぞれから放射される光に、第１の偏光方向における干渉を相殺すること、第２の偏光方向における干渉を強化すること、次いで透光性素子１０３１を通して放射することをさせるために、使用される。光学素子は高い透光性を有する。任意の実施形態として、透光性素子１０３１は、透光性基板および光学的透光性層を含んでよく、上記の干渉素子１０３２は、光学的透光性層の上に実質的に配置されてよく、光学的透光性層の材料は、透光性基板の材料と同じであってよい。更に、光学的透光性層および透光性基板は、一体的に形成されてよく、さもなければ、透光性基板の上に光学的透光性層が形成された後、光学的透光性層の上に干渉素子１０３２が形成される。オプションとして、光学的透光性層上の干渉素子は、鋳型製造、サンドブラスト、化学エッチング、エンボス加工またはレーザエッチングなどによって形成されてよい。光学素子の主材料は、ＵＶポリカーボネート、ポリエステル、アクリルおよびＵＶＴアクリルで形成されてよい。
本発明に係る光学素子は、光源から放射される光の干渉現象を生成して、特定の非対称的な光学的パターンを形成することができる。干渉現象は、光学素子上の干渉素子により主に実現される。オプションとして、上記干渉素子はパターン化することができる。パターン化された干渉素子は、光源から放射される光と干渉して、特定の非対称的な光学的パターンを生成することができると同時に、例えば、８０％を超える光透過率を維持する。強め合う干渉および弱め合う干渉の両方の特性を有する干渉素子は、光源から放射される光と干渉する。その結果、複数の光源から放射される光は、弱め合う干渉を受けながら第１の偏光方向（Ｘ軸方向）における干渉を相殺し、強め合う干渉を受けながら第２の偏光方向（Ｙ軸方向）における干渉を強化する。従って、ハローパターンは、このようにラインパターンへと変更することができる。以下では、干渉の過程についてより明確に説明すべく、図１を参照しながらそれを示す。図１を見て分かる通り、ハローパターンは、２つの領域、すなわち外縁の暗領域と中心の明領域とに分割することができる。干渉素子を通過した後、光源から放射された光は、異なる方向において、弱め合う干渉および強め合う干渉を受ける。故に、Ｘ軸方向の光は、Ｘ軸方向における光学的パターン領域を減少させる、弱め合う干渉を受け、Ｙ軸方向の光は、Ｙ軸方向における光学的パターン領域を増大させる、強め合う干渉を受ける。このように、Ｘ軸方向におけるハローパターン領域が消失する一方で、Ｙ軸方向におけるハローパターン領域が増大する。最後に、細長い光学的パターン効果を呈する、図２Ｂに示すようなラインパターンが形成される。ハローパターンの明領域および暗領域に対応して、図２Ｂに示すようなラインパターンでは、中心が明領域であり、両端が暗領域である。すなわち、光学的パターンの暗領域は、主に細長い光学的パターンの両端に分布し、光学的パターンの明領域は、細長い光学的パターンの中心に分布する。本発明において使用される光素子で形成される光学的パターンは、上記の形状に限定されないことに留意すべきである。暗領域および明領域の割合および位置は、特定の設計上の必要性に応じた干渉素子の幾何学的形状および方向を調整することにより実現することができる。例えば、適切な干渉素子により、暗領域と明領域との間に違いがない光学的パターンを取得することができる。
オプションとして、上記パターンの干渉素子は、複数のマイクロユニットを含むことができ、それらは、規則的に配置されても不規則的に配置されてもよい。干渉素子は、等方的であっても、すなわち、マイクロユニットの配置方向が同じであってもよいし、異方的であっても、すなわち、マイクロユニットの配置方向が異なっていてもよい。マイクロユニットの幾何学的形状は、三角形、正方形、長方形、六角形、円錐、楕円、立体波形、または他の多角形をベースにしたものであってよいが、本明細書で限定されることはない。マイクロユニットは、表面から延びる凸面であってもよいし、表面に入り込んだ凹面であってもよい。これらのマイクロユニットを互いに近接して配置してもよいし、必要性に応じて、マイクロユニット間の間隔密度を調整してもよい。マイクロユニットは、凹凸表面の最も低い点と最も高い点との間の距離が５００マイクロメートル以下である、凹凸表面に配置することができる。その距離は、好ましくは１００マイクロメートル、より好ましくは３０マイクロメートルである。凹凸表面の凹凸の深さが小さいほど、より多くのマイクロユニットを配置することができ、その結果、干渉効果を増大させることができる。
上記の通り、実現可能な実装方式では、鋳型製造、サンドブラスト、化学エッチング、エンボス加工またはレーザエッチングなどによって干渉素子が形成される。従って、製造中の最後に形成されるラインパターンの長さおよび幅は、マイクロユニットの製造角度を調整することにより調整することができる。実際のところ、ラインパターンの形状の厳密な制御は、マイクロユニットの製造角度を厳密に計算することにより実現することができる。例えば、図３Ａから図３Ｃには、様々な製造角度での様々な光学的パターンを示す。製造角度は、Ｘ軸方向における第１のひねり角度と、Ｙ軸方向における第２のひねり角度とを含むことができる。図３Ａでは、第１のひねり角度が１度、第２のひねり角度が６０度である。一方、図３Ｂでは、第１のひねり角度が５度、第２のひねり角度が３０度である。第１のひねり角度が大きいほど、Ｘ軸方向における弱め合う干渉の効果が乏しくなり、それにより、Ｘ軸方向のラインパターンが広くなることは明らかである。このことは、図３Ｃでより明らかにすることができる。ここでは、第２のひねり角度のみが３０度であり、第１のひねり角度は０度である。故に、光源から放射される光は、Ｘ軸方向において弱め合う干渉を受けず、最終的に形成される光学的パターンは、むしろ不鮮明なハローパターンに近い。
加えて、光源のそれぞれから放射される光は、光学素子１０３上に独立した細長い光学的パターンを形成し、独立した光学的パターンの暗領域または明領域は、互いに接続していても、重複していてもよく、その結果、最終的に形成される光学的パターンは、均一な光強度を呈することができる。従って、複数の光源１０２間の距離は、特に限定されない。図２Ｂに示すような細長い形状の光学的パターンが形成される場合は、図４Ａに示す通り、複数の光源１０２から放射される元の光の明領域または暗領域が重複することも、互いに重複することもない。明領域および暗領域が互いに重複しない場合は、均一な光学的パターンを実現できる光学素子を選択してよい。従って、独立した光源のそれぞれが光学素子１０３を通過した後、光学素子１０３の表面には、細長い光学的パターンそれぞれのエンドツーエンド接続が現れてよい。故に、図４Ｂに示す通り、連続した細長い光学的パターンが形成され、連続した細長い光学的パターンの領域それぞれの光強度は、実質的に同じである。オプションとして、暗領域および明領域をもたらす光学素子を選択した場合は、図４Ｃに示す配置方式の通り、光源１０２から放射される光が互いに重複してよい。重複領域は、例えば、５％から８０％であってよく、特定値は、実際の必要性に応じて決定することができる。従って、形成される光学的パターンを図４Ｄに示すことができる。連続した細長い光学的パターンの中心部の明領域は、光源の数を増やすことにより、拡張することができる。一方、暗領域は依然として光学的パターンの２つの端にのみ分布する。
加えて、図４Ｂおよび図４Ｄに示す通り、形成される光学的パターンは直線状である。勿論、オプションとして、光学素子１０３を屈曲させて、湾曲した光学的パターンを形成することについて検討することも可能であり得る。このとき、光学的パターンの光強度の均一性を維持すべく、ランバート光源を光源１０２として選択した場合は、各光源から放射される光が５％から８０％にわたって互いに重複する必要がある。
オプションとして、上記の回路基板１０１は、フレキシブル回路基板と基板とを組み合わせることにより形成されてよい。回路基板と光学素子との間の距離を調整することにより、輝度の異なる光学的パターンを取得することができる。
上記構成要素の光源の相対的な位置、サイズおよび数は単なる例示であって、これらに限定はされないこと、および、当業者は実際の必要性に応じて適切な変更を行ってよいことに留意すべきである。
本発明の実施形態において提供する発光装置は、テールランプ設計、ブレーキランプ設計、ヘッドランプ設計または車両用室内照明などの様々な照明モジュールに使用することができ、これにより、より多様な光学的パターンを提供し、ユーザエクスペリエンスを向上させる。
上記の通り、干渉素子を使用することにより、ＬＥＤから放射される光が干渉され、これにより、光学素子の表面に細長い光学的パターンを形成する。より立体的なパターンを取得すべく、本発明の別の代替的な解決策では、光学素子をある角度だけひねるように選択することができ、その結果、発光装置の頂部から見たときに、立体的な湾曲形状を有する光学的パターンが現れる。実際の適用においては、光学素子の曲率を変更することにより、更に異なる光学的パターンを取得できることが示されるべきである。光源に対向する光学素子の表面は、光源から離れる方向に湾曲させることができる。図５を例に取ると、ここでは、湾曲した光学素子が発光装置の重要な部分として示されており、光学素子を湾曲させた後に、より立体的な光学的パターンを取得することができる。図５に示す通り、光学素子の外面は弧状であり、その湾曲方向は、回路基板上に配置された光源から離れる方向に湾曲している。オプションとして、光学素子の断面５０１、すなわち、Ｙ軸およびＺ軸から成る面に平行な面は、長方形であってよく、一方、光学素子の断面５０２の上縁部は弧状である。光学素子の曲率は、実際の必要性に応じて変更することができ、これにより、様々な光学的パターンが取得されることが解る。
加えて、図５に示す光学素子は対照的な構造であること、従って、当該光学素子の外縁の弧度は等しく、外縁の断面５０２および断面５０３も等しいことに留意すべきである。しかしながら、実際には、外縁の弧度などを含む、光学素子の形状は、実際の必要性に応じて変更できることが解る。光学素子の形状は、単なる例示であって、これらに限定されることはない。
上記の通り、湾曲した上記の光学素子の配置においては、異なる軸上にある光学素子の曲率および角度などの因子を考慮に入れることができる。曲率を使用して光学素子の外面の屈曲度を説明できる場合、すなわち、曲率が光学素子の外縁の弧状屈曲度を反映できる場合、デカルト座標では、図５に示す通り、上記の異なる軸が、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のことを指す。
オプションとして、図５に示すような湾曲した光学素子を使用して、複数のＬＥＤを複数の組に分割することができる。ここでは、各組のＬＥＤが一直線で互いに直列状態にあり、複数のＬＥＤの組が互いに平行状態にある。ＬＥＤ上には、方向が同じマイクロユニットで作成される光学素子を使用する。光学素子を更に湾曲させて、湾曲した表面を形成する。従って、光学素子を適切に湾曲させることにより、異なる組のＬＥＤから放射される光源が光学素子を通過するときに、方向が同じ複数の組の湾曲した光学的パターンが、光学素子の表面に形成されてよく、指向性の等しい異なる組の湾曲した光学的パターンが、２つの端のうちの一方の端において互いに接近または重複する。しかしながら、図６に示す通り、光学的パターンは、湾曲した光学的パターンの中心で互いに分離する。
本発明の実施形態において提供する発光装置は、テールランプ設計、ブレーキランプ設計、ヘッドランプ設計または車両用室内照明などの様々な照明モジュールに使用することができ、これにより、より多様な光学的パターンを提供し、ユーザエクスペリエンスを向上させる。
本発明の実装では、ＬＥＤの設置時に以下の因子、すなわち、複数のＬＥＤ間の距離、複数のＬＥＤと回路基板との間の距離、複数のＬＥＤの回路基板に対するひねり角度、および、複数のＬＥＤの配置方向と、光学素子内の干渉素子にあるマイクロユニットの方向との間の角度を考慮に入れることができる。以下では、特定の実施形態を参照しながら、最終的に形成される光学的パターンに対する上記因子の特定の効果を示す。
上記の通り、干渉素子は、方向が同じマイクロユニットまたは方向が異なるマイクロユニットで作成することができる。後者の場合では、干渉素子が少なくとも２つのタイプのマイクロユニットを含んでよく、ここで、各タイプのマイクロユニットの数は複数であり、同じタイプのマイクロユニットの方向は同じであり、異なるタイプのマイクロユニットの方向は異なる。干渉素子におけるマイクロユニットの指向性において、ＬＥＤの配置方式は重要である。干渉素子の異なる指向性に応じて、ＬＥＤの様々な配置方式を参照しながら、本発明の解決策を詳細に示す。
１）干渉素子が、方向が同じマイクロユニットで構成されている場合。
複数のＬＥＤは、互いに直列状態にあってよく、マイクロユニットと同じ方向に沿って、回路基板上に直線状に配置することができる。この配置方式では、図２Ａに示す通り、複数のＬＥＤが一直線に配置されて、最終的に光学素子の表面に直線状の光学的パターンを形成する。
このとき、ＬＥＤの半値角を変更すること、または、ＬＥＤの設置面を変更することにより、均一性の度合いが異なる光学的パターン、すなわち、明暗を有する光学的パターンを取得することができる。
実現可能な実装としては、複数のＬＥＤを少なくとも２つの組に分割することができる。ここで、同じ組のＬＥＤの半値角は同じであり、異なる組のＬＥＤの半値角は異なり、ＬＥＤの半値角は、その両隣に配置される光源の半値角とは異なる。すなわち、半値角の異なるＬＥＤは、間隔を置いて配置される。オプションとして、少なくとも２つの組のＬＥＤにそれぞれ対応する、少なくとも２つの組の制御回路を、回路基板上に配置することができる。ここでは、ＬＥＤの組を駆動するために、各組の制御回路と各組のＬＥＤとが電気的に接続される。
図７は、本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。図７に示す通り、複数のＬＥＤ１０２が回路基板１０１上に配置される。異なる組のＬＥＤ１０２は、互いに直列状態にあってよく、異なる制御回路により制御されてよい。複数のＬＥＤ１０２により最終的に形成される光は、光学素子１０３を通過した後、２つの異なる光学的パターンを生成することができる。第１の組のＬＥＤ１０２は、半値角６０度で光を放射することができ、第２の組のＬＥＤ１０２は、半値角３０度で光を放射することができ、第１の組および第２の組のＬＥＤ１０２は、一直線に交互に配置される。従って、第１の組のＬＥＤ１０２は、概して、連続的に点灯するよう第１の組の制御回路により制御され、その結果、光強度の均一な細長い光学的パターンが形成され得る。第２の組のＬＥＤ１０２は、第２の組の回路により制御されて、特定の状況で点灯する。図８Ａには、本実施形態で最終的に形成されるＬＥＤの光学的パターンを示す。本実施形態では、ＬＥＤ１０２が異なる半値角を有するため、第１の組および第２の組のＬＥＤ１０２が同時に点灯すると、第１のＬＥＤ１０２は、光強度の均一な第１の光学的パターン８０１を依然として形成することができるが、第２のＬＥＤ１０２は、半値角がより小さいため、干渉素子による干渉後、第１の光学的パターン８０１上に第２の光学的パターン８０２を形成することができる。第２の光学的パターン８０２の光強度は、第１の光学的パターン８０１の光強度より強い。しかしながら、図８Ａに示す通り、第１の光学的パターン８０１の幅は、第２の光学的パターン８０２の幅と実質的に同じである。勿論、本発明における第１の光学的パターンおよび第２の光学的パターンの幅は、設計上の必要性に応じて変更することができる。例えば、第２の光学的パターンの幅は、図８Ｂおよび図８Ｃに示す通り、第１の光学的パターンの幅より広くても狭くてもよい。加えて、上記のそれぞれの光学的パターンの明領域と暗領域との間には違いがあってもよく、例えば、第１の光学的パターンは、光強度の均一な光学的パターンであってよく、第２の光学的パターンは、暗領域および明領域を有する光学的パターンであってよい。
別の実現可能な実装としては、複数のＬＥＤを少なくとも２つの組に分割することができる。ここで、それぞれのＬＥＤの半値角は同じであり、それぞれのＬＥＤが位置する回路基板の表面の高さは、その両隣に配置されるＬＥＤが位置する回路基板の表面の高さとは異なる。すなわち、ＬＥＤは回路基板の異なる表面に間隔を置いて配置される。オプションとして、少なくとも２つの組の制御回路を回路基板上に配置することができる。少なくとも２つの組の制御回路は、少なくとも２つの組のＬＥＤにそれぞれ対応し、ＬＥＤの組を駆動するために、各組の制御回路と各組のＬＥＤとが電気的に接続される。図８Ａに示す通り、この配置方式では、特定の領域において光強度が強い光学的パターンを実現することもできる。
図９Ａは、本発明のある実施形態に係るＬＥＤ配置の概略図である。図９Ａに示す通り、回路基板の立体構造により実現された回路基板１０１の上にＬＥＤ１０２が配置されている。図９Ａに示す通り、同じ半値角を放射できる第１の組および第２の組のＬＥＤ１０２が発光装置に配置されている。２つの組のＬＥＤ１０２の駆動モードは、上記の実施形態における駆動モードと同じであるが、第１の組および第２の組のＬＥＤ１０２は、互いが一直線に交互に配置することもできる。しかしながら、回路基板１０１は高さの異なる上面を有し、第１の組および第２の組のＬＥＤ１０２は、高さの異なる回路基板１０１の表面に配置されている。例えば、連続的に駆動されて点灯する第１の組のＬＥＤ１０２は、より低い回路基板１０１の表面に配置されるが、断続的に駆動される第２の組のＬＥＤ１０２は、より高い回路基板１０１に配置することができる。従って、図９Ｂに示す通り、回路基板上の立体構造により、前述の実施形態における光学的パターンと同じ効果を持つ同様の光学的パターンを実現することができる。回路基板１０１に高低段差設計が採用されている場合は、より高い回路基板１０１の表面に配置されるＬＥＤ１０２が、より低い表面に位置するＬＥＤ１０２から放射される光を妨害または遮断しないことに留意すべきであることを、留意すべきである。ＬＥＤの配置によって光源を遮断する現象が起こる場合は、その遮断がもたらす遮断効果を、重複する光源により補償および低減することができる。例えば、光源間の重複領域は、光学的パターンの光均一性を維持した状態で、５％から８０％であってよく、または、２０％から６０％であるのがより好ましい。本実施形態では、各表面上のＬＥＤ１０２の数、および、異なる半値角で発光するＬＥＤ１０２の使用の何れも限定されることはない。従って、異なる半値角で発光するＬＥＤ１０２と、立体回路基板とを適合させて、光学的パターンの近似効果を実現することができる。
上記の実施形態は、２つの組のＬＥＤのみを例として使用することにより説明されることが示されるべきである。実際には、より多様な光学的パターンを取得するために、半値角が異なるより多くの組のＬＥＤを配置できることが解る。
２）干渉素子が方向の異なるマイクロユニットで構成されている場合。
この場合は、複数のＬＥＤを１つの組とすること、または、複数の組に分割することができる。以下にこの２つの場合についてそれぞれ説明する。
ある実施形態では、複数のＬＥＤが互いに直列状態にあり、マイクロユニットの方向とは異なる方向に沿って、回路基板上に直線状に配置される。すなわち、複数のＬＥＤの方向とマイクロユニットの方向との間には角度が存在する。光学素子が湾曲していない場合は、以下に示す光学的パターンが取得されることに留意すべきである。従って、最終的に取得される光学的パターンは全て直線である。勿論、実際には、湾曲した光学素子を使用することもでき、このとき、取得される光学的パターンは湾曲している。
図１０Ａに示す通り、マイクロユニットと平行でない方向に複数のＬＥＤが配置されている。図１０Ｂには、その上に形成される光学的パターンを示す。この光学的パターンにおいて、線の数はＬＥＤの数と同じである。加えて、複数のＬＥＤは等間隔で配置されているので、光学的パターンにおけるそれぞれの線は、平行かつ等間隔である。勿論、ＬＥＤを異なる間隔で設置することにより、他の光学的パターンも取得できるが、これは本明細書で限定されることはない。ＬＥＤの数は、実際の必要性に応じて変更することもできる。
ここでは、図２ＡのＬＥＤが一直線に配置され、図１０ＡのＬＥＤも一直線に配置されているが、この２つから取得される光学的パターンは異なることに留意すべきである。その理由としては、図２ＡにおけるＬＥＤの配置方向は、干渉素子におけるマイクロユニットの方向と一致し、ＬＥＤにより光学素子の表面に形成される光学的パターンは、エンドツーエンド接続されて、細長いラインパターンを形成するが、図１０ＡにおけるＬＥＤの配置方向は、干渉素子におけるマイクロユニットの配置方向と一致せず、従って、最終的に複数の平行なラインパターンを取得できることが挙げられる。以下の実施形態では、上記と同じ原理に基づいて、１つの組のＬＥＤから複数のラインパターンを取得する。その形成原理については、以下で詳細に説明しない。ＬＥＤの配置方向が干渉素子におけるマイクロユニットの配置方向と一致しない限り、複数の平行なラインパターンを取得できることが示されるべきである。ここでは、ＬＥＤの配置方向を調整することにより、複数の線が取得されることだけが示される。勿論、本発明の解決策を実装する場合は、マイクロユニットの方向を変更することが可能である。例えば、それは、図２Ａに示すような光学素子を単に回転させるだけで実現することができる。
他の実施形態では、ＬＥＤの様々な配置方式を図１１から図１４に示す。これらの違いは、ＬＥＤ間の距離、またはＬＥＤの配置方向とマイクロユニットの方向との間の角度にしかない。光学的パターンを生成する原理は、上記の図の原理と同様であり、ここには示さない。ここで列挙するＬＥＤの配置方式は、単なる例であり、これらに限定されないことが示されるべきである。実際のところ、配置方式は、適切な光学的パターンを取得するための特定の必要性に応じて変更することができる。
加えて、複数のＬＥＤの組を配置して、より複雑な光学的パターンを作成することができる。例えば、複数のＬＥＤを２つの組、３つの組、４つの組、または、更により多くの組に分割することができる。各組のＬＥＤを互いに平行に配置すること、または互いに交差させることができ、同じ方向に配置できるのは、全ての組のうちの一部の組のＬＥＤに過ぎない。どの組のＬＥＤも、ＬＥＤの数が最終的に形成される光学的パターンの線の数と同じである。ＬＥＤ間の間隔は、実際の必要性に応じて変更することもできる。
別の実施形態において、複数の光源は、少なくとも２つの組に分割され、各組の光源は、互いに直列状態にあり、マイクロユニットの方向とは異なる方向に沿って、回路基板上に直線状に配置される。
図１５に示す通り、回路基板上の各組の光源の配置方向は、互いに平行である。 この場合、複数のＬＥＤは、３つの組に分割され、中央に配置される光源の組が位置する回路基板の表面は、両隣の２つの組の光源が位置する回路基板の表面より低い。この場合に取得される光学的パターンは、３つの組のＬＥＤにそれぞれ対応する３つのラインであってよい。中央のラインは、その両側のラインより奥にあり、その結果、より立体的な光学的パターン効果が取得される。
加えて、回路基板上の各組のＬＥＤの配置方向は、互いに異なってよい。
２つの組のＬＥＤがある場合は、２つの組のＬＥＤを、図１６に示すように互いに交差させること、または、図１７および図１８に示すように回路基板上に個別に配置することができる。図１８では、２つの組のＬＥＤが、共通の頂点を持つヘリンボーンパターンで回路基板上に配置されている。
３つの組のＬＥＤがある場合は、図１９に示すように、２つの組のＬＥＤを互いに交差させて、回路基板上にヘリンボーンパターンを形成することができる。勿論、このとき、３つの組のＬＥＤは、共通の交点を有するように、すなわち、中心で合流するように設置することもできる。
加えて、回路基板上の各組の光源の配置方向は、部分的に同じである。すなわち、同じ方向にＬＥＤ配置を有するのは、全ての組のうちの一部に過ぎない。
図２０に示す通り、複数のＬＥＤが４つの組に分割され、４つの組のＬＥＤは、回路基板上に平行四辺形状に配置されている。すなわち、４つの組のＬＥＤは、同じ方向に対をなすように配置されている。
加えて、干渉素子におけるマイクロユニットの方向が異なる場合は、回路基板を立体的な形状に配置して、より立体的な形状を取得することもできる。
ある実施形態では、異なるマイクロユニットが交互に配置されて、Ｎ−辺形を形成する。ここで、Ｎは３より大きいまたは３に等しく、マイクロユニットにおけるマイクロユニットの方向は隣り合うマイクロユニットにおけるマイクロユニットの方向とは異なる。すなわち、方向が同じマイクロユニットで構成されるマイクロユニットは、対向するように配置され、方向が異なるマイクロユニットで構成されるマイクロユニットは、互いに隣接するように配置される。複数のＬＥＤは、Ｎ個の組に分割される。この場合の回路基板は、立体的な形状であり、Ｎ個の組のＬＥＤにそれぞれ対応するＮ個の段付き面を有する。各組のＬＥＤは、段付き面のそれぞれにＮ−辺形状に配置されている。
例として、Ｎ＝４とすると、図２１Ａに示す通り、四角形の光学素子１０３が使用され、四角形の対角は互いに一直線に接続されている。このとき、四角形の光学素子１０３は、４つの領域に分割することができ、光学素子１０３内の４つの領域の２つの異なるマイクロユニットは、交互に配置されている。マイクロユニットの幾何学的形状は、実質的に同じであり、２つの異なるマイクロユニットを有する光学素子１０３は、一体的に形成しても、接合および固定によって形成してもよい。
図２１Ｂに示す通り、立体回路基板１０１を図２１Ａと適合させて設置することができる。立体構造の設計は、実質的に光学素子１０３の形状に応じて配置することができる。例えば、図２１Ｂでは、光学素子１０３の前方領域が、立体回路基板の前方領域と実質的に同じである。光学素子は更に、外部機構素子と組み合わせることにより固定できる、他のほぞ構造（不図示）により配置することができる。ほぞ構造は、光学素子と一体的に形成することができる。図２１Ｃに示す通り、本実施形態では、立体回路基板１０１が使用され、立体回路基板１０１は、階段の様式で中心に向かって外側から内側へと徐々に低くなる。しかしながら、立体回路基板１０１の形状は、限定されることなく、必要性に基づいて、例えば、正方形、多角形、円形および他の形状に設計することができる。単数または複数のＬＥＤ１０２を立体回路基板１０１の段付き面に互いに直列に配置することができる。その後、光学素子１０３がＬＥＤ１０２上に配置される。従って、ＬＥＤ１０２の光源が光学素子１０３の対応する領域を通過すると、その領域に細長い光学的パターンが形成されてよい。４つの領域の光学的パターンが接続された後、図２１Ｃに示す通り、四角形の細長い光学的パターンが形成されてよい。加えて、異なる段のＬＥＤ１０２は、光学素子の外側から内側へと徐々に小さくなる四角形の光学的パターンを形成できるので、視覚的に立体的な四角形の光学的パターン構造が形成されてよい。
本実施形態に示す通り、回路基板１０１は、外側から内側へと徐々に低くなる４つの段を有する。従って、最終的に光学素子１０３上に４つの正方形の光学的パターンを形成することができる。各光学的パターンの幅は、外側から内側へと徐々に増大し、その結果、立体視覚効果がより顕著になる。本発明の解決策は、四角形の光学的パターンにのみ適用されるものとして限定されるのでなく、様々なタイプの適用に応じて、多角形、円形および楕円形などといった様々な立体的な光学的パターンにも適用してよいことを理解すべきである。それに応じて、回路基板１０１の立体的な形状も適宜変わる。加えて、光学的パターン間の幅を外側から内側へと徐々に狭まるように設計することもできる。その設計方法では、異なる半値角で光を放射できるＬＥＤの使用を選択することができる。しかしながら、同じ段付き面に位置するＬＥＤとしては、異なる回路によりそれぞれ制御できる、半値角の異なる光源を選択することもできる。加えて、多角形の光学的パターンを設計すべく、各組のＬＥＤを回路基板の中心軸に対して対称的に配置することができる（その側面図は図２１Ｄに示す）。各反対側の段付き面に位置する対向するＬＥＤの発光中心は、同じＸ軸上にあり、その結果、各多角形の両側の光学的パターンは、同程度の光均一性を呈する。
加えて、多角形のＬＥＤ配置では、異なる方向に配置されるＬＥＤから放射される光の視覚干渉を回避すべく、異なるマイクロユニットの透光性素子の下に遮蔽部を配置することもできる。従って、異なる方向のＬＥＤから放射される光は、それらの真上の光学素子のみを透過することができ、他の領域内の光学素子を透過する光を放射するＬＥＤ側で生成される視覚干渉の現象を回避することができる。
遮蔽部の材料は光吸収材であってよく、遮蔽部の厚さは、光学的パターンの光強度の均一性を破壊しないように配置されてもよいし、互いに接続されている光学的パターンに起因してもよい。
勿論、より多様な光学的パターンを取得するには、上記の様々な配置方法を組み合わせること、すなわち、図２２に示すような配置方式も可能である。実際の適用においては、観察者の位置が異なるために光学的パターンの効果が異なってよいことに留意すべきである。
上記では、様々なＬＥＤ配置方式について主に説明した。回路基板上のＬＥＤには、屈曲配置方式を使用することもできる。例えば、図２３Ａに示す通り、回路基板１０１は、外面１０１１と、複数のＬＥＤに対応する複数の溝１０１２と、複数の屈曲構造体１０１３とを有することができる。溝１０１２は、外面１０１１を接続する屈曲構造体１０１３を形成するために外面１０１１に形成され、屈曲構造体１０１３は、外面１０１１から突出して、外面１０１１との角度を形成し、光源１０２は、屈曲構造体１０１３上に配置される。外面１０１１は、ＸＹ面に実質的に平行であり、屈曲構造体１０１３は、溝１０１２にそれぞれ対応する。上記の屈曲構造体１０１３が、外面１０１１からＺ軸方向に突出し、屈曲構造体１０１３と外面１０１１との間に角度θ（０°＜θ＜１８０°）が形成されることを理解すべきである。
複数のＬＥＤにおいて、各ＬＥＤに対応する屈曲構造体は、同じであっても異なっていてもよく、各ＬＥＤに対応する屈曲構造体が同じだと、均一な光学的パターンが形成され、各ＬＥＤに対応する屈曲構造体が異なると、光強度分布の不均一なパターンが形成されることに留意すべきである。実際のところ、これは特定の必要性に応じて決定することができる。
加えて、回路基板上には複数のＬＥＤを配置できることが、上記の実施形態を見て分かる。このとき、同じ屈曲配置方式または異なる屈曲配置方式は、各組のＬＥＤ間、または１つの組の各ＬＥＤ間で使用することができる。ここでは特に限定されない。
より具体的には、回路基板として、基板およびフレキシブル回路基板を挙げることができる。基板は、複数のＬＥＤにそれぞれ対応する第１の表面と、複数の第１の溝と、複数の第１の屈曲部とを有し、ここで、第１の溝は、第１の屈曲部、および第１の屈曲部と第１の表面とを接続するための接続部を形成するために、第１の表面に形成される。フレキシブル回路基板は、基板と組み合わされ、複数のＬＥＤにそれぞれ対応する第２の表面と、複数の第２の溝と、複数の第２の屈曲部とを有し、ここで、第２の溝は、第２の屈曲部を形成するために第２の表面に形成され、第２の屈曲部は、第２の表面に接続され、第１の屈曲部と組み合わされる。第２の屈曲部と第２の表面との間の隣接部には穴が形成され、その穴の位置は隣接部の位置に対応する。第１の屈曲部および第２の屈曲部が、第２の表面から突出して、第２の表面との夾角を形成する場合、第２の表面は回路基板の外面であり、第２の溝は回路基板の溝であり、第２の屈曲部は回路基板の屈曲構造体であり、ＬＥＤは第２の屈曲部に配置される。
オプションとして、第１の溝はＵ字形状である。
オプションとして、接続部は第１の溝の両側の間に形成され、接続部と第１の溝の両側との間の幅は、第１の屈曲部と第１の溝の両側の間の幅より狭い。
オプションとして、第２の溝はＵ字形状である。
オプションとして、ＬＥＤは発光ダイオードである。
本実施形態では、図２３Ｂおよび図２３Ｃに示す基板３０およびフレキシブル回路基板４０から回路基板１０１が構成され、その組立方式については後ほど詳細に説明する。
図２３Ｂに示す通り、本実施形態における基板３０は、例えば、アルミニウム板または金属材料の他の薄板であってよい。基板３０は、第１の表面３１と、複数の第１の屈曲部３２と、複数の接続部３３と、複数の第１の溝３４とを有する。第１の表面３１は、ＸＹ面に実質的に平行であり、第１の溝３４は、実質的にＵ字形状である。第１の溝３４は、打ち抜きにより第１の表面３１に形成されてよく、これにより、第１の屈曲部３２および接続部３３を形成する。図２３Ｂに示す通り、接続部３３は、第１の屈曲部３２と第１の表面３１とを接続するために、第１の溝３４の両側の間に形成される。Ｘ軸方向における接続部３３の幅は、Ｘ軸方向における第１の屈曲部３２の幅より狭い。
図２３Ｃに示す通り、本実施形態におけるフレキシブル回路基板４０は、第２の表面４１と、複数の第２の屈曲部４２と、複数の第２の溝４３とを有する。上記の第２の表面４１は、ＸＹ面に実質的に平行であり、上記の第２の溝４３は、実質的にＵ字形状である。第２の溝４３は、打ち抜きにより第２の表面４１に形成されてよく、これにより、第２の屈曲部４２を形成する。第２の屈曲部４２と第２の表面４１との間の隣接部に穴４２１が形成され、その穴の位置が接続部３３に対応することを特に示すべきである。
図２３Ｄに示す通り、フレキシブル回路基板４０と基板３０とを組み合わせた後、ＬＥＤ１０２を第２の屈曲部４２上に個別に組み込むことができる。次いで、第１の屈曲部３２および第２の屈曲部４２をＺ軸方向へ同時に屈曲させるだけで、図２３Ａに示すような立体的な発光装置が形成されてよい。図２３Ａにおける屈曲構造体１０１３は、上記の第１の屈曲部３２および第２の屈曲部４２で構成され、回路基板１０１の上方の外面１０１１は、フレキシブル回路基板２３２の上方の第２の表面４１のことを指す。
加えて、屈曲構造体１２０およびＬＥＤ１０２は、インターリーブ方式で配置することもできる。図２３Ｅに示す通り、同じ方式で立体的な発光装置が形成されてよく、様々な視覚効果が生成されてよい。
ＬＥＤと回路基板との間に屈曲構造体設計を採用することにより、ＬＥＤから放射される光の指向性がより明確になり、故に、光学素子の表面により立体的な光学的パターンが形成される。
上記の実施形態で使用される光源は主に、発光半導体ウェハを少なくとも含む発光ダイオードである。ウェハは主に、赤色、青色または緑色などといった可視光の波長を放射する。しかしながら、本発明で使用される発光ダイオードは、赤外線または紫外線などの不可視光の波長も放射することができる。半導体の材料は、ＧａＡｓ、ＡｌＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＰ、ＩｎＰ、ＺｎＯ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、シリコンおよび／もしくは合金、またはそれらの混合物を含んでもよいし、ＧａＡｓ、ＡｌＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＰ、ＩｎＰ、ＺｎＯ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、シリコンおよび／もしくは合金、またはそれらの混合物から実質的に成ってもよい。加えて、発光ダイオードは、元の発光ダイオードの波長を変換するよう、蛍光、量子ドットまたは他の波長変換材料などを更に含んでよく、次いで、様々な色の混合光は、様々な波長を混合することにより取得することができる。例えば、本発明の光源は、青色光を放射する半導体発光ウェハを使用すること、および、その発光ウェハを黄色の蛍光構造体で覆うことができる。黄色の蛍光構造体は、半導体発光ウェハから放射される光の少なくとも一部を吸収するための波長変換材料を含むこと、および、波長の異なる変換光を放射することができる。変換光は、半導体発光ウェハから放射される未変換光と組み合わさってほぼ白色の光を形成する。白色光は、２０００Ｋから１００００Ｋの範囲内の相関性がある色温度を有することができ、また、本発明における光源の色温度が他の外的条件によって変わったとしても４マクアダム楕円の範囲内にある。
加えて、ＬＥＤの信頼性を増大させるべく、オプションとして、ＬＥＤに使用されるコロイドを、１０．５ｇ／ｍ２／２４Ｈｒ未満の湿気透過性および３８２ｃｍ３／ｍ２／２４Ｈｒ未満の酸素透過性を有するコロイドと組み合わせて使用することができる。その組み合わせは、加水分解および劣化に対するより優れた耐性を有するため、信頼性の必要性が高い照明モジュールにとってより好適であり得る。
加えて、本発明で使用される半導体発光ウェハのサイズは、任意のサイズであってよい。幾つかの実施形態では、横寸法が５００μｍ未満となるように半導体発光ウェハを選択することができ、他の実施形態では、半導体発光ウェハの横寸法を５００μｍより大きくする。より小さい半導体発光ウェハのサイズとしては、約１７５μｍ×２５０μｍ、約２５０μｍ×４００μｍ、約２５０μｍ×３００μｍまたは約２２５μｍ×１７５μｍを挙げることができる。より大きい半導体発光ウェハのサイズとしては、約１０００μｍ×１０００μｍ、約５００μｍ×５００μｍ、約２５０μｍ×６００μｍまたは約１５００μｍ×１５００μｍを挙げることができる。幾つかの実施形態において、半導体発光ウェハは、「マイクロＬＥＤウェハ」とも呼ばれる複数の小さい半導体発光ウェハを含むか、これらから実質的に成る。マイクロＬＥＤウェハの横寸法は、概して、約３００μｍ未満である。幾つかの実施形態において、マイクロＬＥＤウェハの横寸法は、約２００μｍ未満であるか、約１００μｍ未満ですらある。マイクロＬＥＤウェハのサイズは、例えば、約２２５μｍ×１７５μｍ、約１５０μｍ×１００μｍまたは約１５０μｍ×５０μｍである。幾つかの実施形態において、マイクロＬＥＤウェハの上面の表面積は、５００００μｍ２未満または１００００μｍ２未満である。ＬＥＤウェハのサイズは、本発明の限定事項ではない。他の実施形態において、ＬＥＤウェハは、相対的に大きくてよい。ＬＥＤウェハの横寸法は、例えば、少なくとも約１０００μｍまたは少なくとも約３０００μｍほどであってよい。
本発明において、ＬＥＤは、基板および蛍光体を含む蛍光層を有することができる。蛍光層の基板は、セラミック材料または樹脂材料であってよい。セラミック材料は、シリカであるのが好ましく、樹脂材料は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂であるのが好ましい。蛍光体には、以下の構成要素、すなわち、（Ｓｒ、Ｂａ）Ｓｉ２（Ｏ、Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕ２＋、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ、Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ、Ｂａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＢａＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＣｄＳ：Ｉｎ、ＣａＳ：Ｃｅ３＋、（Ｙ、Ｌｕ、Ｇｄ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＳｒＳｉＯＮ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ａｌ３＋、Ｃｕ＋、ＣａＳ：Ｓｎ２＋、ＣａＳ：Ｓｎ２＋、Ｆ、ＣａＳＯ４：Ｃｅ３＋、Ｍｎ２＋、ＬｉＡｌＯ２：Ｍｎ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ＋、Ｃｌ−、Ｃａ３ＷＯ６：Ｕ、Ｃａ３ＳｉＯ４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、ＳｒｘＢａｙＣｌｚＡｌ２Ｏ４−ｚ／２：Ｃｅ３＋、Ｍｎ２＋（Ｘ：０．２、Ｙ：０．７、Ｚ：１．１）、Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｂａ２Ｌｉ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、ＺｎＯ：Ｓ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｃａ２Ｂａ３（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｅｕ２＋、Ｂａ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｕ、Ｓｒ３ＷＯ６：Ｕ、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＳＯ４：Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋、ＺｎＳ：Ｐ、ＺｎＳ：Ｐ３−、Ｃｌ−、ＺｎＳ：Ｍｎ２＋、ＣａＳ：Ｙｂ２＋、Ｃｌ、Ｇｄ３Ｇａ４Ｏ１２：Ｃｒ３＋、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｍｎ２＋、Ｎａ（Ｍｇ、Ｍｎ）２ＬｉＳｉ４Ｏ１０Ｆ２：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｓｎ２＋、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｒ３＋、ＳｒＢ８Ｏ１３：Ｓｍ２＋、ＭｇＳｒ３Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋、α−ＳｒＯ・３Ｂ２Ｏ３：Ｓｍ２＋、ＺｎＳ−ＣｄＳ、ＺｎＳｅ：Ｃｕ＋、Ｃｌ、ＺｎＧａ２Ｓ４：Ｍｎ２＋、ＺｎＯ：Ｂｉ３＋、ＢａＳ：Ａｕ、Ｋ、ＺｎＳ：Ｐｂ２＋、ＺｎＳ：Ｓｎ２＋、Ｌｉ＋、ＺｎＳ：Ｐｂ、Ｃｕ、ＣａＴｉＯ３：Ｐｒ３＋、ＣａＴｉＯ３：Ｅｕ３＋、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、（Ｙ、Ｇｄ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋、ＣａＳ：Ｐｂ２＋、Ｍｎ２＋、ＹＰＯ４：Ｅｕ３＋、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｙ（Ｐ、Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＳｒＡｌ４Ｏ７：Ｅｕ３＋、ＣａＹＡｌＯ４：Ｅｕ３＋、ＬａＯ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＬｉＷ２Ｏ８：Ｅｕ３＋、Ｓｍ３＋、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋、ＺｎＳ：Ｍｎ２＋、Ｔｅ２＋、Ｍｇ２ＴｉＯ４：Ｍｎ４＋、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、Ｎａ１．２３Ｋ０．４２Ｅｕ０．１２ＴｉＳｉ４Ｏ１１、Ｎａ１．２３Ｋ０．４２Ｅｕ０．１２ＴｉＳｉ５Ｏ１３：Ｅｕ３＋、ＣｄＳ：Ｉｎ、Ｔｅ、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、ＣａＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｃａ、Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋およびＥｕ２Ｗ２Ｏ７から選択される１つまたは複数の構成要素を使用することができる。
本発明の実施形態において提供する発光装置は、テールランプ設計、ブレーキランプ設計、ヘッドランプ設計または車両用室内照明などの様々な照明モジュールに使用することができ、これにより、より多様な光学的パターンを提供し、ユーザエクスペリエンスを向上させる。
本発明は、上記の実施形態の何れか１つに記載の発光装置と、発光装置の複数の光源のオンおよびオフを制御するように構成される制御回路とを含む、照明モジュールも提供する。
ある実施形態において、発光装置内のＬＥＤは、制御回路により制御することができる。図２４は、本発明のある実施形態に係る制御回路の構造図である。図２４に示す通り、制御回路は、発光装置の回路基板上に配置されてよく、電源ユニットおよび駆動ユニットを含む。電源ユニットは、制御回路に電力を提供し、かつ、電源の逆接続を防止するのに使用される、電源逆接続防止回路２４０１と、電磁干渉（ＥＭＩ）対策回路２４０２と、電力管理回路２４０３とを更に含む。駆動ユニットは、マイクロプログラム制御ユニット（ＭＣＵ）２４０５と、ＬＥＤドライバ２４０４とを更に含む。主電力は、ＥＭＩ対策回路２４０２と電気的に接続されている電源逆接続防止回路２４０１に入力電圧を供給する。次いで、ＥＭＩ対策回路２４０２の出力は、電力管理回路２４０３への入力として使用され、電力管理回路２４０３は、ＬＥＤドライバ２４０４にＶｃｃ電圧を供給し、ＭＣＵ２４０５に入力電圧を供給する。ここで、ＬＥＤドライバは、各ＬＥＤを駆動するために各ＬＥＤと電気的に接続され、ＭＣＵは、ＬＥＤドライバにパルス幅変調（ＰＷＭ）を提供するために使用される。
以下は、制御回路の制御過程に関する簡単な説明である。ＭＣＵは電源が入るとＬＥＤドライバにパルスを出力することができ、パルスはＬＥＤドライバに入力されてよい。その結果、ＬＥＤドライバは、これらのパルスに基づいてＬＥＤを駆動することができる。従って、ＭＣＵによるパルス出力を調整することにより、どのＬＥＤを点灯させる必要があるか、および、どの位の間ＬＥＤを点灯させるかを実現することができる。加えて、ＬＥＤドライバはまた、ＬＥＤの制御精度を向上させるフィードバックとして、ＭＣＵにエラー検出を出力する。例えば、図２４に示す通り、ＬＥＤドライバは２４個のＬＥＤに接続されており、従って、ＭＣＵは、ＰＷＭ制御のためにＬＥＤドライバに２４パルスを出力することができる。勿論、図２４に示す数は、単なる例であり、これに限定されることはない。数は実際の必要性に応じて調整することができる。
上記の電源逆接続防止回路、ＥＭＩ対策回路および電力管理回路の特定の構造および原理については、従来技術における関連内容を参照できること、および、ここではこれ以上詳細に説明しないことを留意すべきである。
加えて、前述の実施形態では、複数のＬＥＤの組を制御するのに複数の組の制御回路をそれぞれ提供できることに言及しており、各組の制御回路の構造は、図２４を参照して実装できる。更には、ＭＣＵにより出力されるパルスを調整することにより、制御回路を使用してＬＥＤが順次点灯するよう制御することができ、これにより、順次表示される様々な光学的パターンが取得される。
上記の実施形態は、単なる本発明の実施形態であり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の範囲には、本発明の説明と図面の内容を使用することにより代替的に実現される同等の構造もしくは同等の過程、または他の関連技術的分野における技術的解決法を使用することにより直接的または間接的に実現される同等の構造もしくは同等の過程が等しく含まれる。
最後に、上記の実施形態のそれぞれは、本発明の実施形態の技術的解決法を限定するのではなく、それらを例示するためにのみ使用されているということ、本発明の実施形態が上述の実施形態のそれぞれを参照しながら詳細に示してあるとはいえ、当業者であれば、上述の実施形態のそれぞれに記録された技術的解決法を依然として修正できること、または、技術的特徴の一部もしくは全てを同等に代用できることを理解すべきであるということ、しかしながら、これらの修正もしくは代用は、本発明の実施形態の解決策の範囲から逸脱した、対応する技術的解決法の本質をなさないということ、に留意すべきである。

Claims (29)

  1. 回路基板と、複数の光源と、光学素子とを備える発光装置であって、
    前記光学素子は、透光性素子および干渉素子を有し、
    前記複数の光源は、前記光学素子を照らすために、前記回路基板に配置され、
    前記光学素子は、前記複数の光源の上方に配置され、
    前記干渉素子は、前記透光性素子の上に配置されて、前記複数の光源のそれぞれから放射される光に、第１の偏光方向における干渉を相殺すること、第２の偏光方向における干渉を強化すること、および前記透光性素子を通して放射することをさせるために使用される、発光装置。
  2. 前記複数の光源に対向する、前記光学素子の表面は、前記複数の光源から離れる方向に沿って湾曲している、請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記干渉素子は、方向が同じマイクロユニットで作成される、請求項１に記載の発光装置。
  4. 前記複数の光源は、互いに直列に配置され、前記マイクロユニットの前記方向と同じ方向に沿って、前記回路基板上に直線状に配置される、請求項３に記載の発光装置。
  5. 前記複数の光源は、少なくとも２つの組に分割され、同じ組の前記複数の光源の半値角は、同じであり、異なる組の前記複数の光源の半値角は、異なり、光源の半値角は、前記光源の両隣に配置される隣り合う光源の半値角とは異なる、請求項４に記載の発光装置。
  6. 前記複数の光源は、少なくとも２つの組に分割され、前記複数の光源それぞれの半値角は、同じであり、光源が位置する前記回路基板の表面の高さは、前記光源の両隣に配置される隣り合う光源が位置する前記回路基板の表面の高さとは異なる、請求項４に記載の発光装置。
  7. 前記複数の光源は、互いに直列に配置され、前記マイクロユニットの前記方向とは異なる方向に沿って、前記回路基板上に直線状に配置される、請求項３に記載の発光装置。
  8. 前記複数の光源は、少なくとも２つの組に分割され、各組の前記複数の光源は、互いに直列に接続され、前記マイクロユニットの前記方向とは異なる方向に沿って、前記回路基板上に直線状に配置される、請求項３に記載の発光装置。
  9. 異なる組の前記複数の光源は、前記回路基板上に互いに平行に配置される、請求項８に記載の発光装置。
  10. 前記複数の光源は、３つの組に分割され、中央に配置される光源の前記組が位置する前記回路基板の表面は、両隣の前記２つの組の光源が位置する、前記回路基板の表面より低い、請求項９に記載の発光装置。
  11. 異なる組の光源は、前記回路基板上に異なる方向に配置される、請求項８に記載の発光装置。
  12. 前記複数の光源は、２つの組に分割され、前記２つの組の前記光源は、前記回路基板上にヘリンボーン状に配置される、請求項１１に記載の発光装置。
  13. 前記複数の光源は、３つの組に分割され、前記３つの組の光源は、前記回路基板上にヘリンボーン状に配置される、請求項１１に記載の発光装置。
  14. 前記回路基板上の前記各組の前記複数の光源の前記配置方向は、部分的に同じである、請求項８に記載の発光装置。
  15. 前記複数の光源は、４つの組に分割され、前記４つの組の光源は、前記回路基板上に平行四辺形状に配置される、請求項１４に記載の発光装置。
  16. 前記干渉素子は、少なくとも２つのタイプのマイクロユニットを含み、各タイプに複数の前記マイクロユニットがあり、同じタイプの前記マイクロユニットの方向は、同じであり、異なるタイプの前記マイクロユニットの方向は、異なる、請求項１に記載の発光装置。
  17. 前記異なるマイクロユニットは、交互に配置されて、Ｎが３より大きいまたは３に等しい、Ｎ−辺形を形成し、前記マイクロユニットにおける前記マイクロユニットの前記方向は、隣り合うマイクロユニットにおけるマイクロユニットの方向とは異なり、前記複数の光源は、Ｎ個の組に分割され、前記回路基板は、立体的な形状であり、前記Ｎ個の組の光源にそれぞれ対応するＮ個の段付き面を有し、各組の光源は、前記段付き面のそれぞれにＮ−辺形状に配置される、請求項１６に記載の発光装置。
  18. 前記各組の前記光源は、前記回路基板の中心軸に対して対称的に分布する、請求項１７に記載の発光装置。
  19. 前記異なるマイクロユニットが配置される前記透光性素子の下方には、遮断部が配置される、請求項１７に記載の発光装置。
  20. 前記透光性素子の上には、ほぞ構造体が配置され、マイクロ構造体は、前記ほぞ構造体の上に配置される、請求項１から１９の何れか一項に記載の発光装置。
  21. 前記複数の光源は、互いに等間隔で配置される、請求項１から７の何れか一項に記載の発光装置。
  22. 各組の前記複数の光源は、互いに等間隔で配置される、請求項８から１９の何れか一項に記載の発光装置。
  23. 前記回路基板は、外面と、複数の溝と、前記複数の光源にそれぞれ対応する複数の屈曲構造体とを有し、
    前記複数の溝は、前記外面に接続する前記複数の屈曲構造体を形成するために、前記外面上に形成され、
    前記複数の屈曲構造体は、前記外面から突出して、前記外面との夾角を形成し、
    前記複数の光源は、前記複数の屈曲構造体上に配置される、請求項１から１９の何れか一項に記載の発光装置。
  24. 前記複数の光源は、発光ダイオードであり、前記発光ダイオードは、コロイドで作成され、前記コロイドの湿度および酸素透過性は、予め定められた値より低い、請求項１から１９の何れか一項に記載の発光装置。
  25. 前記複数の光源は、発光ダイオードであり、前記発光ダイオードは、基盤材料および蛍光材料を含む蛍光層で覆われ、前記基盤材料は、セラミック材料または樹脂材料で作成される、請求項１から１９の何れか一項に記載の発光装置。
  26. 前記マイクロユニットは、凹凸表面を形成するように配置され、前記凹凸表面の最も低い点と最も高い点との間の距離は、５００ミクロン以下である、請求項３から１９の何れか一項に記載の発光装置。
  27. 請求項１から１９の何れか一項に記載の発光装置と、前記発光装置における前記複数の光源のオンおよびオフを制御する制御回路とを備える、照明モジュール。
  28. 前記制御回路は、電源ユニットおよび駆動ユニットを有し、前記駆動ユニットは、マイクロコントローラおよび光源ドライバを有し、
    前記電源ユニットは、前記マイクロコントローラおよび前記光源ドライバと電気的に接続され、前記マイクロコントローラおよび前記光源ドライバにそれぞれ電力を供給し、
    前記マイクロコントローラは、前記光源ドライバのパルス幅を変調するために、前記光源ドライバと電気的に接続され、
    前記光源ドライバは、前記複数の光源を駆動するために、前記複数の光源と電気的に接続されている、請求項２７に記載の照明モジュール。
  29. 前記制御回路は、予め定められた時系列に従って、前記複数の光源を点灯させる、請求項２７に記載の照明モジュール。
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