(57)【要約】      （修正有）【課題】照明システムレンズを十分に加熱して雪や氷を溶かし照明システムレンズの光の透過性が低減するのを回避する。【解決手段】照明システム２０において、略透明な熱可塑性基板６０がレンズ３２のレンズ内側３６に位置付けられ、熱可塑性基板６０上に導電性インク回路又は導電性フィルム回路６６を備え、動作可能にレンズヒーター回路５２と結合する。【選択図】図２
2020205234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ加熱システムであって、
略透明な熱可塑性基板と、  
前記熱可塑性基板を加熱するために前記熱可塑性基板上に配置された導電性インク回路または導電性フィルム回路と、
レンズヒーターを含み、レンズヒーターコントローラに動作可能に結合されたレンズヒーター回路と、
前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路に結合するように構成された複数のピンを含むばねコネクタと、を備え、
前記コントローラが、
レンズ外面に関連する温度を測定し、
前記温度が閾値温度以下であるという測定に応答してレンズヒーターを作動させ、
前記ピンは、前記ピンと前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路との間に電気的接続を提供するようにさらに構成されていることを特徴とするレンズ加熱システム。
【請求項２】
前記コントローラはサーミスタに接続され、前記サーミスタは、前記レンズ外面に関連する温度を測定するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記サーミスタは、負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタであることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ばねコネクタは、前記略透明な熱可塑性基板に結合されたレンズ内に少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記レンズヒーター回路は回路基板を含み、前記ばねコネクタは前記回路基板に表面実装されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記システムは前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路の第２バスバに結合した第２ばねコネクタをさらに備え、
前記ばねコネクタは前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路の第１バスバに結合していることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
照明システムのレンズを加熱する方法であって、
略透明な熱可塑性基材上に導電性インク回路または導電性フィルム回路を塗布し、
前記略透明な熱可塑性基材上の前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路を、内部レンズ側および外部レンズ側の少なくとも一方に貼り付け、
前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路に対して複数のピンを含むばねコネクタを位置決めし、前記ピンと前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路との間に電気的接続を確立し、
前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路に制御された電力を加えてレンズを加熱する、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記位置決めする工程が、前記ピンが電気的接続を確立することに対応する所定の量だけ撓むまで、前記ばねコネクタを前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路に向かって移動させる工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
無線モジュールから値を受け取り、
その値に基づいて前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路に電力を供給する工程をさらに備える請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
速度センサから速度値を受け取り、
前記速度値が所定の閾値を超えているか判定し、
前記速度値が前記所定の閾値を超えていると判定したことに応答して、所定量の電力を前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路に供給する工程をさらに備える請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
光センサから光学値を受け取り、
前記光学値が所定の閾値未満か判定し、
前記光学値が前記所定の閾値未満であると判定したことに応答して、所定量の電力を前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路に供給する工程をさらに備える請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記ばねコネクタを少なくとも部分的に前記略透明な熱可塑性基板に結合されたレンズ内に位置決めする工程をさらに備える請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
加熱照明システムであって、
略透明な熱可塑性基板と、
前記熱可塑性基板を加熱するために前記熱可塑性基板上に配置された導電性インク回路または導電性フィルム回路と、
前記熱可塑性基板と接触するレンズと、
複数のばねコネクタを含む相互接続アセンブリと、を備え、
前記ばねコネクタは、前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路と接触するように配置され、
前記相互接続アセンブリは少なくとも部分的に前記レンズ内に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
前記相互接続アセンブリは、前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路に電力を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記レンズは、前記相互接続アセンブリの少なくとも一部および前記熱可塑性基板の少なくとも一部に接着されていることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路は、前記レンズの外面に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記レンズは熱可塑性ポリマーから構成されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
加熱照明システムの製造方法であって、
略透明な熱可塑性基材上に導電性インク回路または導電性フィルム回路を塗布し、
射出成形ツールのキャビティ内に前記熱可塑性基板を配置し、
前記射出成形ツールのコアのポケット内に相互接続アセンブリを配置し、
前記相互接続アセンブリを前記熱可塑性基板に対して位置決めして、前記相互接続アセンブリと前記熱可塑性基板との間に電気的接続を確立し、
樹脂を前記射出成形ツールに注入する工程からなり、
前記相互接続アセンブリは、電気接続を介して前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路に電力を供給するように構成されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記相互接続アセンブリは複数のピンを含み、
前記相互接続アセンブリを前記熱可塑性基板に対して位置決めする工程は、前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路に対して前記複数のピンを撓ませる工程を含んでいることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記樹脂を前記射出成形ツールに注入する工程は、前記相互接続アセンブリの少なくとも一部および前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路の少なくとも一部を外側被覆する工程を含んでいることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記キャビティ内に前記熱可塑性基板を配置する工程が、前記導電性インク回路または前記導電性フィルム回路を前記キャビティとは反対側に配置する工程を含んでいることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載）
該当なし。
【０００２】
本技術は、ＬＥＤ照明システムに関する。より具体的には、本技術は、ＬＥＤ照明システムのレンズヒーターを提供するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ほとんどの車両はヘッドランプ、テールランプ及び他の照明システムの何らかの形状を備えている。白熱電球やＨＩＤバルブを用いた照明システムでは、例えば特に非可視スペクトル領域において十分な輻射熱を生成して、寒冷条件下で、凝縮した水蒸気、雨、みぞれ、雪などは照明システム上に照明システムレンズの光の透過性を低減させる氷を形成しない。照明にＬＥＤを用いた幾つかの光源では、雪を解かすのに十分な輻射熱を生成しないので、氷が照明システムレンズに付着する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、照明システムレンズを十分に加熱して雪や氷を溶かし照明システムレンズの光の透過性が低減するのを回避できる改善されたシステムと方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本技術は照明システムレンズの加熱システムと方法を提供する。
【０００６】
１つの形態では、本技術はＬＥＤ照明システムのレンズを加熱するためのシステムを提供する。
【０００７】
別の形態では、本技術はＬＥＤ照明システムの加熱方法を提供する。
【０００８】
本技術の１つの実施例に従い、照明システムのレンズ加熱システムが開示される。このシステムは略透明な熱可塑性基板と、この熱可塑性基板上の導電性インク回路又は導電性フィルム回路と、を備えている。
【０００９】
幾つかの実施例では、この加熱システムは動作可能に結合されたレンズ加熱コントローラを有するレンズ加熱回路をさらに備えている。
【００１０】
幾つかの実施例では、導電性インク回路は熱可塑性基板上にスクリーン印刷される。
【００１１】
幾つかの実施例では、導電性インク回路は導電性銀配線である。
【００１２】
幾つかの実施例では、導電性フィルム回路は導電性銀配線である。
【００１３】
幾つかの実施例では、導電性インク回路の加熱出力は正の温度係数（ＰＴＣ）のインク配線を利用した導電性インク回路の温度に基づいて制御される。
【００１４】
幾つかの実施例では、加熱システムは導電性インク回路上に誘電体上塗りをさらに備えている。
【００１５】
幾つかの実施例では、導電性インク回路は約５Ω〜３００Ωの範囲の抵抗を有している。  
【００１６】
幾つかの実施例では、導電性インク回路は略均一な長さの複数の配線を備えている。
【００１７】
幾つかの実施例では、複数の配線は非電力接続側にあるバスバによって接続されている。
【００１８】
幾つかの実施例では、複数の配線は約０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲の幅を有している。
【００１９】
幾つかの実施例では、導電性インク回路は平方インチあたり約１Ｗを出力する。  
【００２０】
幾つかの実施例では、導電性インク回路は略透明なインクからなる。
【００２１】
幾つかの実施例では、レンズ加熱コントローラは導電性インク回路の電圧を制御して、導電性インク回路によって消費される電力を増減する。
【００２２】
幾つかの実施例では、加熱システムは照明システムレンズをさらに備え、導電性インク回路が照明システムレンズの内側で露出され続ける。
【００２３】
本技術の別の実施例に従い、加熱されたレンズを有するＬＥＤ照明システムアセンブリが開示される。このアセンブリは、レンズ内部側とレンズ外部側を有するレンズとベースとを備えたハウジングと、レンズを通して照明を提供するためにベース内に位置する少なくとも１つのＬＥＤと、レンズヒーターコントローラと、レンズヒーターコントローラと動作可能に結合されたレンズヒーター回路と、レンズ内部側に位置付けられた略透明な熱可塑性基板と、レンズヒーター回路と動作可能に結合された熱可塑性基板上の導電性インク回路又は導電性フィルム回路と、を備えている。
【００２４】
幾つかの実施例では、熱可塑性基板上の導電性インクは、射出成形ツールのコア上のポケット内に導電性インクをコアと反対側になるように載置され、導電性インク側は最終照明システムレンズ部分上で露出され続ける。
【００２５】
幾つかの実施例では、熱可塑性基板上の導電性インクは、射出成形ツールのキャビティ側にくっつけて導電性インク側が熱可塑性基板と最終照明システムレンズ部分との間に封入されるように載置される。
【００２６】
幾つかの実施例では、次に熱可塑性樹脂が熱可塑性基板上に外側被覆（over mold）され、熱可塑性基板の非印刷側にのみボンディングされる。
【００２７】
幾つかの実施例では、射出成形ツールが真空を用いてコア内に熱可塑性基板を載置し保持する。
【００２８】
幾つかの実施例では、ルーメンと強度の両方の項目において９０％以上の透過率が得られる。
【００２９】
本技術の別の実施例に従い、照明システムのレンズ加熱方法が開示される。この方法は、導電性インク回路又は導電性フィルム回路を略透明な熱可塑性基板上に塗布し、レンズ内部側とレンズ外部側の少なくとも１つに略透明な熱可塑性基板上の前記導電性インク回路又は導電性フィルム回路を貼り付け、導電性インク回路又は導電性フィルム回路に制御された電力を加えてレンズを加熱する、ことを特徴とする。
【００３０】
幾つかの実施例では、この方法は、導電性インク回路又は導電性フィルム回路の近傍でＰＴＣ配線を付加し、ＰＴＣ配線の抵抗値を検出し、ＰＴＣ配線の検出した抵抗値に基づいて、導電性インク回路又は導電性フィルム回路に加える電力を制御する、ことをさらに備える。
【００３１】
本技術の他の実施形態によれば、レンズ加熱システムが開示されている。レンズ加熱システムは、略透明な熱可塑性基材と、熱可塑性基材上に配置されて熱可塑性基材を加熱する導電性インク回路または導電性フィルム回路とを含むことができる。レンズ加熱システムは、レンズヒーターを含み、レンズヒーターコントローラに動作可能に結合されたレンズヒーター回路をさらに含むことができる。コントローラは、レンズ外面に関連する温度を測定し、温度が閾値温度以下であるという測定に応答してレンズヒーターを作動させるように構成することができる。レンズ加熱システムは、複数のピンを含むばねコネクタをさらに含むことができ、ピンは導電性インク回路または導電性フィルム回路に結合するように構成され、ピンはさらにピンと導電性インク回路または導電性フィルム回路との間の電気接続を提供するように構成される。
【００３２】
いくつかの実施形態では、コントローラはサーミスタに結合することができ、サーミスタはレンズの外面に関連する温度を測定するように構成される。
【００３３】
いくつかの実施形態では、サーミスタは、負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタとすることができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、ばねコネクタは、略透明な熱可塑性基板に結合されたレンズ内に少なくとも部分的に配置することができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、レンズヒーター回路は回路基板を含むことができ、ばねコネクタは回路基板に表面実装されている。
【００３６】
いくつかの実施形態では、システムは導電性インク回路または導電性フィルム回路の第２バスバに結合した第２ばねコネクタをさらに備え、ばねコネクタは導電性インク回路または導電性フィルム回路の第１バスバに結合している。
【００３７】
本技術の他の実施形態によれば、照明システムのレンズを加熱する方法が開示されている。この方法は、略透明な熱可塑性基材上に導電性インク回路または導電性フィルム回路を塗布すること、および略透明な熱可塑性基材上の導電性インクまたはフィルム回路を、内部レンズ側および外部レンズ側の少なくとも一方に貼り付けることを含み得る。この方法はさらに、導電性インク回路または導電性フィルム回路に対して複数のピンを有するばねコネクタを位置決めすることと、ピンと導電性インク回路または導電性フィルム回路との間に電気的接続を確立することと、導電性インクまたはフィルム回路に制御された電力を加えてレンズを加熱することを含み得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、位置決めする工程が、ピンが電気的接続を確立することに対応する所定の量だけ撓むまで、ばねコネクタを導電性インク回路または導電性フィルム回路に向かって移動させる工程を含み得る。
【００３９】
いくつかの実施形態では、この方法は、無線モジュールから値を受け取り、その値に基づいて導電性インク回路または導電性フィルム回路に電力を供給する工程をさらに含み得る。
【００４０】
いくつかの実施形態では、この方法は、速度センサから速度値を受け取り、速度値が所定の閾値を超えているか判定し、速度値が前記所定の閾値を超えていると判定したことに応答して、所定量の電力を導電性インク回路または導電性フィルム回路に供給する工程をさらに含み得る。
【００４１】
いくつかの実施形態では、この方法は、光センサから光学値を受け取り、光学値が所定の閾値未満か判定し、光学値が前記所定の閾値未満であると判定したことに応答して、所定量の電力を導電性インク回路または導電性フィルム回路に供給する工程をさらに含み得る。
【００４２】
いくつかの実施形態では、この方法は、ばねコネクタを少なくとも部分的に略透明な熱可塑性基板に結合されたレンズ内に位置決めする工程をさらに含み得る。
【００４３】
本技術の他の実施形態によれば、加熱照明システムが提供される。このシステムは、略透明な熱可塑性基板と、熱可塑性基板を加熱するために熱可塑性基板上に配置された導電性インク回路または導電性フィルム回路と、熱可塑性基板と接触するレンズと、複数のばねコネクタを含む相互接続アセンブリと、を含み得る。ばねコネクタは、導電性インク回路または導電性フィルム回路と接触するように配置され、相互接続アセンブリは少なくとも部分的にレンズ内に配置することができる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、相互接続アセンブリは、導電性インクまたはフィルム回路に電力を供給するように構成することができる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、レンズは、相互接続アセンブリの少なくとも一部および熱可塑性基板の少なくとも一部に接着することができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、導電性インク回路または導電性フィルム回路は、レンズの外面に配置することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、レンズは熱可塑性ポリマーから構成することができる。
【００４８】
本技術の他の実施形態によれば、加熱照明システムを製造する方法が開示されている。この方法は、略透明な熱可塑性基材上に導電性インク回路または導電性フィルム回路を塗布し、射出成形ツールのキャビティ内に熱可塑性基板を配置し、射出成形ツールのコアのポケット内に相互接続アセンブリを配置することを含み得る。この方法は、相互接続アセンブリを熱可塑性基板に対して位置決めして、相互接続アセンブリと熱可塑性基板との間に電気的接続を確立し、樹脂を前記射出成形ツールに注入する工程をさらに含み得る。相互接続アセンブリは、電気接続を介して導電性インク回路または導電性フィルム回路に電力を供給するように構成することができる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、相互接続アセンブリは複数のピンを含み、相互接続アセンブリを熱可塑性基板に対して位置決めする工程は、導電性インク回路または導電性フィルム回路に対して複数のピンを撓ませる工程を含み得る。
【００５０】
いくつかの実施形態では、樹脂を前記射出成形ツールに注入する工程は、相互接続アセンブリの少なくとも一部および導電性インク回路または導電性フィルム回路の少なくとも一部を外側被覆する工程を含み得る。
【００５１】
いくつかの実施形態では、キャビティ内に熱可塑性基板を配置する工程が、導電性インク回路または導電性フィルム回路をキャビティとは反対側に配置する工程を含み得る。
【００５２】
以下の詳細な説明を徹底的に吟味して検討すれば、これらと他の利点はより明確になるであろう。また、上記で議論された実施例は個別の実施例としてリストされる一方で、上述の複数の実施例はそこに含まれるすべての要素を備えて、全体として又は部分的に組み合わせることができる。
【００５３】
以下の詳細な説明を検討すれば、本発明が更に良く理解されるであろうし、また上述した以外の特徴や長所が明らかとなるであろう。このような詳細な説明は以下の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例に係るレンズヒーターを備えた照明システムの斜視図である。
【図２】レンズを取り外した図１の照明システムの斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係るレンズヒーターアセンブリの一部の斜視図である。
【図４】本発明の実施例に係る発熱素子として用いることのできる導電性インク回路又は導電性フィルム回路の概略図である。
【図５】照明レンズに取り付けた図４の導電性インク回路又は導電性フィルム回路の概略図である。
【図６】様々な構成についての抵抗値再現性を示すテーブルである。
【図７】本発明の実施例に係るレンズヒーターアセンブリに電圧印加した状態での照明システムの熱画像である。
【図８】本発明の実施例に係るレンズヒーターアセンブリに電圧印加した状態での照明システムのレンズのみの熱画像である。
【図９】約２ｍｍの厚さの氷が積層した照明システムの斜視図である。
【図１０】レンズヒーター回路に電圧が印加されて視覚領域から氷が概ね除去された図９の照明システムの斜視図である。
【図１１】略不均一な配線長を有する配線で構成されたレンズヒーター回路を有する代替的な実施例を示す図である。
【図１２】略均一な配線長を有する配線で構成されたレンズヒーター回路を有する代替的な実施例を示す図である。
【図１３】ＰＴＣインクの主要特性を示すグラフである。
【図１４】温度検知のためのＰＴＣ配線を備え（レンズヒーター回路を除いた）レンズヒーターアセンブリレイアウトの実施例を示す概略図である。
【図１５】ＰＴＣ配線を示す図１４の部分拡大図である。
【図１６】本発明の実施例に係るレンズヒーターを備えた照明システムのレンズを製造するための射出成形ツール内のインクとスクリーン印刷基板の位置を示す概略図である。
【図１７】図１６の部分拡大図である。
【図１８】本発明の実施例に係るレンズヒーターを備えた照明システムのレンズを製造するための射出成形ツール内のインクとスクリーン印刷基板の代替的な位置を示す概略図である。
【図１９】図１８の部分拡大図である。
【図２０】ロービーム照明とハイビーム照明におけるレンズヒーター配線の光学的影響を示すテーブルである。
【図２１】本発明の実施例に係るレンズヒーターを備えた照明システムの代替的な実施例の分解斜視図である。
【図２２】照明システムの代替的な実施例の斜視図である。
【図２３】図２２の照明システムの正面図である。
【図２４】図２２の照明システムの分解図である。
【図２５】図２２の照明システムのレンズ、相互接続アセンブリおよび熱可塑性基板の分解図である。
【図２６】図２２の相互接続アセンブリの斜視図である。
【図２７】図２２の相互接続アセンブリの別の斜視図である。
【図２８】図２２の照明システムの相互接続アセンブリおよび熱可塑性基板の分解図である。
【図２９】図２２の照明システムの他の構成要素から分離された相互接続アセンブリおよび熱可塑性基板の別の図である。
【図３０】図２２の照明システムのレンズ、相互接続アセンブリおよび熱可塑性基板の断面図である。
【図３１】いくつかの実施形態に係る、熱可塑性基板および相互接続アセンブリの少なくとも一部に接合されたレンズを製造するための例示的なプロセスを示す図である。
【図３２】いくつかの実施形態に係る、ドライバ回路およびヒーター回路の回路図を示す。
【図３３】いくつかの実施形態に係る、照明システムの例示的なヒーター制御システムについての例示的なボックス図を示す。
【図３４】照明システムの代替的な実施形態の斜視図である。
【図３５】図３４の照明装置の正面図である。
【図３６】照明システムの代替的な実施形態の斜視図である。
【図３７】図３６の照明システムの分解図である。
【図３８】図３６の照明システムの正面図である。
【図３９】図３６の照明システムの相互接続アセンブリ、レンズ、および熱可塑性基板の図である。
【図４０】照明システムの代替的な実施形態の斜視図である。
【図４１】図４０の照明システムの正面図である。
【図４２】図４０の照明システムの相互接続アセンブリ、レンズ、および熱可塑性基板の図である。
【図４３】図４０の照明システムの相互接続アセンブリ、レンズ、および熱可塑性基板の図である。
【図４４】図４０の照明システムの相互接続アセンブリおよび熱可塑性基板の図である。
【図４５】図４０の照明システムの相互接続アセンブリおよび熱可塑性基板の別の図である。
【図４６】図４０の照明システムの相互接続アセンブリおよび熱可塑性基板のまた別の図である。
【図４７】照明システムの代替的な実施形態の斜視図である。
【図４８】図４７の照明システムの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図中の各要素は簡潔性と明確性のために描かれており、実寸大に描く必要がないことは当業者には理解できるでしょう。例えば、図中の幾つかの要素の寸法及び／又は相対的な位置は他の要素に対して誇張されており、本発明の様々な実施例の理解を深めるために役立っている。また、商業的に実現可能な実施例において有用又は必要な一般的で良く知られた要素は、これらの様々な実施例のより見易い図を得るために、しばしば図示されていない。さらに、特定の動作及び／又は工程が、具体的な発生順に記載され、描かれているが、順序に関するそのような特定は実際には必要ないことが当業者には理解されるでしょう。また、ここで用いる用語や表現は、特に異なる具体的な意味であるとの明示が無ければ、当該技術分野における当業者が用いる通常の技術的意味を有することが理解されるでしょう。
【００５６】
本発明の各実施例を詳細に説明する前に、本発明の用途は、以下の記載や図面に示された構造の詳細や部品の配置に限定されないことを理解するべきである。本発明は他の実施例でも可能であり、様々な方法で実施できる。また、ここで用いる表現や用語の使用は説明を目的としており、発明を限定するものと見なすべきでない。また、ここに記載の「右」「左」「前」「後」「上」「下」やそのバリエーションは、説明を目的としており、発明を限定するものと見なすべきでない。ここに記載の「含む」「備える」「有する」やそのバリエーションの使用は、列挙された項目とその等価物を包含することを意味する。特に具体的に明示しない限り、用語「取付け」「接続」「支持」「結合」やそのバリエーションは、広く用いられ、直接的又は間接的な取付け、接続、支持、結合を包含する。また、「接続」や「結合」は、物理的又は機械的接続や結合に限定されない。
【００５７】
以下の説明は、当業者が本発明の実施例を作成し使用できるように提示する。図示の実施例の様々な変形は、当業者に容易に明らかであり、ここに記載の包括的な原理は、本発明の実施例から逸脱することなく、他の実施例や用途に応用できる。このように、本発明の実施例は開示した実施例に限定することを意図したものではなく、ここに開示した原理や特徴と一致した最大範囲を認められるべきである。以下の詳細な説明は、図面を参照して解釈され、異なる図面内の類似の要素は類似の参照符号が付されている。実寸大であることが不必要な図面は選択した実施例を示し、本発明の実施例の範囲を限定することを意図していない。ここに提供された例が多くの有用な代替物を有し、本発明の実施例の範囲内であることを、当業者は認めるでしょう。
【００５８】
一定のＬＥＤ照明システムの氷結を避けるために、高い光透過性を有するレンズヒーターが必要である。図１、２を参照して、幾つかの実施例では、外側被覆したスクリーン印刷による導電回路を、照明システム２０の加熱素子として用いることができる。照明システム２０は、ベース２８とレンズ３２を備えたハウジング２４を有することができる。レンズ３２はレンズ内側３６とレンズ外側４０を有する。レンズ３２を通して照明を提供するために、少なくとも１つのＬＥＤ４４がベース２８内に位置付けられる。レンズヒーターアセンブリ７０はレンズヒーターコントローラ４８を備え、レンズヒーター回路５２が動作可能にレンズヒーターコントローラ４８に結合している。幾つかの実施例では、略透明な熱可塑性基板６０がレンズのレンズ内側３６に位置付けられ、導電性インク回路又は導電性フィルム回路６６が熱可塑性基板６６上に位置付けられて動作可能にレンズヒーター回路５２と結合する。幾つかの実施例では、反射体６８が１つ以上のＬＥＤ４４からの照明光をガイドするために含まれる。
【００５９】
幾つかの実施例では、加熱素子の加熱出力は正の温度係数を持つ（ＰＴＣ）インク配線を利用した加熱素子配線の温度に基づいて調節される。
【００６０】
図３にレンズヒーター回路５２の実施例を示す。レンズヒーター回路５２はレンズ３２と結合するか又はベース２８内に位置する。図３に示すようにレンズヒーター回路５２がレンズ３２と結合した場合、電力線５６（図２参照）がベース２８から延びてレンズヒーター回路５２のコネクタ５４と接続される。幾つかの実施例では、レンズヒーター回路５２からの電力を導電性インク回路６６に供給するために、導体素子５８が用いられる。導体素子５８は例えばバネ又は電線である。
【００６１】
図４、５に加熱素子として用いられる導電性インク回路又は導電性フィルム回路６６の実施例を示す。インクとフィルムという用語はここでは同じ意味で用いられている。幾つかの実施例では、導電性フィルム６６は導電性銀配線である。他の抵抗素子も導電性フィルムとして用いることができる。図４は透明基板フィルム６０上にスクリーン印刷された導電性銀配線を示す。幾つかの実施例では、基板６０は熱可塑性ポリマーである。幾つかの実施例では、基板６０はポリカーボネート基板である。また、他の基板材料も用いることができる。図５にテストの為に予め照明システムレンズ３２に取付けられた基板６０上の導電性フィルム６６を示す。基板６０は任意の透明な又は略透明な基板フィルムとすることができる。不透明基板も用いることができる。
【００６２】
複数の種類のインクを誘電体上塗り有り／無しで用いてレンズヒーターアセンブリ７０の実施例がテストされた。レンズヒーターアセンブリ７０は複数の基板厚さに対してもテストされた。図６に様々な構成に対する抵抗値再現性データを示す。幾つかの実施例では、レンズヒーター回路５２は用途に応じて約５Ω〜約３００Ωの範囲の抵抗値を有する。幾つかの１２〜２４Ｖ照明システム用途では、約３０Ω程度である。他の電圧値や抵抗値も考えられる。
【００６３】
レンズヒーターアセンブリ７０の１つのバージョンは、既存の成形外側レンズ３２にテープ留めされ、ランプアセンブリだけでなく独立したレンズにも加熱試験が実施された。図７、８に、照明システムアセンブリ２０の熱画像（図７）とレンズヒーターアセンブリ７０に通電した状態でのレンズ３２のみの熱画像（図８）を示す。各図では、温度を参照符号７２が熱い、７４が温かい、７６が涼しい、７８が冷たい状態を表示している。これらの熱い、温かい、涼しい、冷たいという記述は相対的な用語で、照明システム２０によって形成される温度範囲の階調表現を意図している。
【００６４】
図９に−２０℃で飽和した冷却チャンバ内で約２ｍｍ厚の氷結層８０を付けた照明システム２０を示す。次に図１０に、例えばロービームとハイビームのＬＥＤ４４に電圧を印加すると共に、レンズヒーター回路５２に電圧を印加して約１８ワット消費している同じ照明システム２０を示す。氷結層８０は、視覚領域（ｏｐｔｉｃａｌ  ａｒｅａ）８４から数分で除去された。冷却チャンバは相当量の空気の対流と共に−２０℃を維持した。
【００６５】
図１１に不均等な配線長を有する配線８８で構成されたレンズヒーター回路５２を備えた一実施例を示す。この配置は配線８８の不均一な発熱を引き起こした。この配置は、一定の用途に対し有用である。エッジ９６と比較して中央９２がわずかにより熱くなっているのが見られた。図１２に、概して均等な長さの配線８８を備えた別の実施例を示す。より均一な発熱が見られた。配線８８は非電力接続端１０４上のバスバ１００と接続されて、均等な配線長を可能にしている。各図では、温度を参照符号７２が熱い、７４が温かい、７６が涼しい、７８が冷たい状態を表示している。これらの熱い、温かい、涼しい、冷たいという記述は相対的な用語で、照明システム２０によって形成される温度範囲の階調表現を意図している。
【００６６】
幾つかの実施例では、銀ベースのスクリーン印刷可能なインクがレンズヒーター配線８８として用いられる。銀は配線が非常に薄い場合でも低抵抗配線を可能にする。幾つかの実施例では、このインクは約５〜１５μｍの厚さで印刷される（別の実施例では、この厚さより以上／以下に変化する）。他の導電性インクも様々な用途に対して全体的な抵抗値要件が合致すれば利用することができる。
【００６７】
幾つかの実施例では、加熱素子として用いるレンズヒーター配線の幅は約０．３５ｍｍである。これは様々な実施例によって約０．０５ｍｍ〜約１．０ｍｍまで変化する。レンズ面全体を均一に加熱するために、レンズヒーター配線は約８ｍｍの間隔を開けている。この距離は約１５ｍｍまで増やしてもまだ効果的であり、他の用途では小さくなる。他の寸法も可能である。
【００６８】
幾つかの実施例では、レンズヒーター回路５２の全体的な抵抗値は約３０Ωである。他の実施例では、これは約５Ω〜約３００Ωまで様々な設計において変化する。
【００６９】
テストを通して、平方インチ当たり約１Ｗを熱可塑性ポリマー外側レンズ３２の内面に加えることが、効率的に氷を除去できるＬＥＤランプの視覚領域当たりの電力として十分な量であることが判明した。他の実施例では、別の設計において平方インチ当たり２Ｗ以上にまで増加する。照明システム２０の幾つかの実施例では、約１８ワットのエネルギーを消費するように設計されている。他の消費量も可能である。
【００７０】
他の実施例では、レンズヒーター部分は必ずしも導電性インクの不透明配線は必要ではない。レンズヒーター配線８８は例えば約８５％以上又は以下の透過率を有する略透明インクとすることができ、ヒーター基板６０の表面の一部又は全部を覆うことができる。この透明インクは、バスバや電力入力接続点を形成するために、その上にスクリーン印刷でより導電性の高いインクを備えてもよい。透明な導電性インクの非限定的な例では、インジウムスズ酸化物、銀や銅のマイクロ箔グリッド（Ｍｉｃｒｏ  Ｆｏｉｌ  Ｇｒｉｄ）だけでなく、カーボン又はグラファイトナノテクノロジー、銀のマイクロ又はナノ構造などに基づいた導電性の高いインクを備える。
【００７１】
上述のように、ＰＴＣインク配線１０８もレンズヒーター回路５２に組み込むことができる。図１３は、ＰＴＣインクの主要特性を示すグラフである。温度が上昇すると、ＰＴＣインクの抵抗値も上昇する。所定の温度から、抵抗値は指数関数的に増加する。幾つかの実施例では、ＰＴＣ配線１０８は１つ以上のレンズヒーター配線８８の近傍に設けられる。幾つかの実施例では、レンズヒーター配線８８の温度が約４０℃〜６０℃に近づくと、ＰＴＣ配線の抵抗値は無限大に向かう。レンズヒーターコントローラ４８は抵抗値のこの変化を識別して、動作中レンズヒーター配線８８が約４０℃を維持するようにレンズヒーター回路５２に供給する電圧を変化させる。幾つかの実施例では、ヘンケル社（Ｈｅｎｋｅｌ  ＡＧ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ，  ＫＧａＡ）の提供する４０℃用ＰＴＣインクを用いる。デュポン社（Ｄｕｐｏｎｔ）からや他からのＰＴＣインクも用いることができる。
【００７２】
図１４に（レンズヒーター回路５２を省略し）温度検知のためのＰＴＣ配線１０８を備えたレンズヒーターアセンブリ７０のレイアウト実施例を示す。対向するバスバ１２０と共に、幾つかの実施例では、ほとんど又はすべての配線が略均等な長さで均一に加熱できる。複数の接続点が存在する（電力バスバ１１６当たり１つ以上の接続点を有して１つの接続点を通る電流を低減できる）。上部接続点１２８と下部接続点１３２はレンズヒーター配線８８を横断する電位を支持する。上部接続点１２８と中央接続点１３６は、サーミストとして機能するＰＴＣ配線１０８を横断する抵抗値の測定を可能にする。
【００７３】
図１５にＰＴＣ配線１０８の拡大図を示す。ＰＴＣ配線１０８はレンズヒーター配線８８に沿って走っているので、レンズヒーター配線８８と同等の温度を有する。レンズヒーター配線８８が４０℃に近づくと、ＰＴＣ配線１０８の抵抗値は指数関数的に増加し始める。指数関数曲線１４４（図１３参照）のある点で、レンズヒーターコントローラ４８はレンズヒーター電圧を規制し始めて、レンズヒーター回路５２によって消費される電力を低減する。
【００７４】
図１６にレンズヒーターを備えた照明システムレンズを形成するための射出成形治具１４６内でのインク６６とスクリーン印刷された基板６０の位置を示す。図１７は部分拡大図である。スクリーン印刷された導電性インク６６のパターンを備えた透明基板６０は、インク側をコア１４８に対向させてコア１４８内のポケットに載置される。この配置では、露出したインク側は、最終的な照明システムのレンズ部分３２上に露出されたままである。次に溶融樹脂が基板６０を外側被覆して、透明基板６０の非印刷側のみに結合する。幾つかの実施例では、例えばポリカーボネート材のような様々な種類の熱可塑性ポリマーが、レンズ３２のための注入樹脂１５２として利用される。インク６６側が最終照明システムのレンズ部分３２上に露出されたままである限り、他のアセンブリ配置も考えられる。
【００７５】
図１８にレンズヒーターを備えた照明システムレンズを形成するための射出成形治具１４６内でのインク６６とスクリーン印刷された基板６０の位置の代替的な配置を示す。図１９は部分拡大図である。インク６６は治具の空洞側１５６に対向して載置された透明基板６０と共に封入されている。
【００７６】
レンズヒーター配線８８がスクリーン印刷された熱可塑性フィルム基板の外側被覆が成功したことを試験が示した。両方が射出成形治具のコアにテープ留めされて、材料が空洞１５６に対してラベルを持ち上げることを防いだ。治具１４６は、熱可塑性基板６０と導電性インク６６をコア１４８に向けて窪みを作るようにして、真空中でそこに保持されるように変形できる。幾つかの実施例では、導電性インク６６はレンズ３２の内部側３６上に露出される。
【００７７】
図２０はロービーム照明とハイビーム照明でのレンズヒーター配線８８の光学的影響を示すテーブルである。照明出力に対するレンズヒーター配線８８の光学的影響は最小限であり、感知できない程度であり、より薄いレンズヒーター配線を通してさらに影響を低減できる。幾つかの実施例では、ルーメンと強度の両方に関し、９０％以上の透過率が得られた。これは、レンズヒーター配線の厚さと導電性配線６６と基板６０に用いる材料とを変えることによって、照明システム用途に応じて変化させることができる。
【００７８】
図２１に照明システム２００の代替的な実施例を示す。照明システム２００は、ベース２０４とレンズ２０８を備える。レンズ２０８はレンズ内側２１６とレンズ外側２１２を有する。少なくとも１つのＬＥＤ２２０がベース２０４内に位置してレンズ２０８を通した照明を提供する。レンズヒーターアセンブリ２２２は、レンズヒーターコントローラ２２４と、レンズヒーターコントローラ２２４に動作可能に結合したレンズヒーター回路２２８を備える。幾つかの実施例では、略透明な熱可塑性基板２３２がレンズのレンズ内側２１６に位置付けられ、導電性インク回路又は導電性フィルム回路２３６が熱可塑性基板２３２上に位置付けられてレンズヒーター回路２２８と動作可能に結合する。幾つかの実施例では、反射板２４０が１つ以上のＬＥＤ２２０からの照明をガイドするために含まれる。幾つかの実施例では、レンズヒーター回路２２８は、レンズヒーター回路２２８からの電力を導電性インク回路２３６に伝達可能な１つ以上の接点２４８を備える。例えばバネ又は電線のような導電素子２４４が設けられて、接点２４８と導電性インク回路２３６上の接点２５２とを電気的に接続する。幾つかの実施例では、導電素子２４４は反射板２４０を貫通してレンズヒーター回路２２８からの電力を導電性インク回路２３６に供給する。
【００７９】
図２２〜図２９を参照すると、本開示の実施形態による照明システム２５６の構成要素が示されている。照明システム２５６はベース２６０とレンズ２６４を含むことができる。図示のように、レンズ２６４は、内側レンズ面２６８と外側レンズ面２７２とを有する。いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つのＬＥＤ２７６をベース２６０内に配置してレンズ２６４を通して照明を提供することができる。照明アセンブリ２８０（例えば、図２４に示すように）は、少なくとも１つのＬＥＤ２７６に供給される電力を制御するために少なくとも１つのＬＥＤ２７６に結合されたコントローラおよび／または調整回路を含むことができる。さらに、照明アセンブリ２８０は、相互接続アセンブリ２８４に供給される電力および／または照明アセンブリ２８０と相互接続アセンブリ２８４との間の通信を制御するために、（例えば、図２５に示すように）相互接続アセンブリ２８４に結合することができる。以下に説明するように、相互接続アセンブリ２８４を使用して熱可塑性基板２８８に熱を供給することができる。
【００８０】
いくつかの実施形態において、（例えば、図２５に示されるように）熱可塑性基材２８８は、略透明な熱可塑性樹脂を含む特定の材料から作製することができる。導電性フィルム回路とも称される導電性インク回路２９２を熱可塑性基板２８８上に配置し、相互接続アセンブリ２８４に結合することができ、その詳細は後述する。いくつかの実施形態では、導電性インク回路２９２は、スクリーン印刷などの既知の技術を使用して熱可塑性基板２８８上に堆積させた導電性銀を含むことができる。導電性インク回路２９２は、適切な電力が導電性インク回路２９２に供給されると熱を供給することができる。
【００８１】
いくつかの実施形態において、導電性インク回路２９２は、（例えば、図２５に示されるように）内側熱可塑性基板表面２９６上に配置することができる。加えて、内側熱可塑性基板表面２９６をレンズ２６４の上に配置することができる。熱可塑性基板の外側表面３００は、照明システム２５６を囲む環境（例えば、低温を含む）にさらされる可能性がある。いくつかの実施形態において、導電性インク回路２９２は、レンズ２６４と比較したときの熱可塑性基板２８８の相対的な厚さのために、熱可塑性基板２８８がレンズ２６４の上（top）に（例えば、レンズ２６４の上(over)に）配置されたときに照明システム２５６上に氷が形成されるのを効率的に防止し得る。熱可塑性基板の厚さが薄いほど、熱を照明システム２５６の最表面にさらに効率的に伝達することができ、氷が堆積して少なくとも１つのＬＥＤ２７６からの照明を妨げる可能性を防ぐことができる。 
【００８２】
いくつかの実施形態では、相互接続アセンブリ２８４は、導電性インク回路２９２に電力を供給するために導電性インク回路２９２に結合することができる。図２６に示すように、相互接続アセンブリ２８４は、プリント回路基板とすることができる回路基板３０８に結合されたばねコネクタ３０４を含むことができる。導電性インク回路２９２の一部は、ばねコネクタ３０４から導電性インク回路２９２への効率的な電力伝達を可能にするためにバスバとして機能することができる。いくつかの実施形態では、ばねコネクタ３０４は、導電性インク回路２９２の電源端子および接地端子に含めることができる。各ばねコネクタ３０４は、２つのピン、３つのピン、４つのピン、または５つのピンなど、任意の数のピン３１２を有することができる。追加のピンは、導電性インク回路２９２上のより大きな接続領域に起因して、より高い電流搬送容量を可能にし得る。いくつかの実施形態では、ばねコネクタ３０４は、ＡＶＸ（登録商標）によって提供されている９１５５−２００バッテリコネクタなどのバッテリタイプのコネクタとすることができる。相互接続アセンブリ２８４が熱可塑性基板２８８に対して押圧されると、ピン３１２は撓曲および／または押し下げられ得る。ピン３１２は、最も外側の位置に付勢されるように構成されてもよく、相互接続アセンブリ２８４が熱可塑性基板２８８に対して押し付けられるにつれて、さらに撓曲および／または押し下げられるために徐々に増大する力を必要とする。次に説明するように、相互接続アセンブリ２８４の周りに射出成形してレンズ２６４を形成するときに、ピン３１２および相互接続アセンブリ２８４を適所に保持することができる。
【００８３】
バスバ３１６は、ばねコネクタ３０４と接触して配置され、相互接続アセンブリ２８４に結合されることができ、その詳細は以下に説明される。バスバ３１６は、熱を発生させるためにより高い抵抗値を利用することができる導電性インク回路２９２の他の部分と比較して、バスバ３１６の長さに沿ってより大きな断面積、したがって減少した抵抗値を有する。バスバ３１６は、第１のバスバ３１６Ａおよび第２のバスバ３１６Ｂを含み得る。相互接続アセンブリ２８４の電気的構成に応じて、第１のバスバ３１６Ａは電力バスバとして機能し、第２のバスバ３１６Ｂは接地または中立バスバとして機能することができる。あるいは、第１のバスバ３１６Ａは、接地または中立バスバとして機能し、第２のバスバ３１６Ｂは、電力バスバとして機能することができる。
【００８４】
負温度係数（ＮＴＣ）抵抗器とすることができるサーミスタ３２０は、回路基板３０８に結合することができ、レンズ２６４の製造中にレンズ２６４と接触して配置することができ、これについては以下で詳細に説明する。サーミスタ３２０は、レンズ２６４の温度を感知するために使用することができる。いくつかの実施形態によれば、導電性インク回路２９２に供給される電力は、サーミスタ３２０によって感知された温度に基づいて制御され得る。
【００８５】
いくつかの実施形態では、ピンコネクタ３２４を回路基板上に配置し、サーミスタ３２０および／またはばねコネクタ３０４に結合することができる。ピンコネクタ３２４は、回路基板に適切な電気接続を提供するためのピンなど、任意の数のインターフェースを有することができる。例えば、電力接続、接地接続、サーミスタ３２０の第１端子用の接続、およびサーミスタ３２０の第２端子用の接続をそれぞれ提供するために４つのピンを含めることができる。電力接続および接地接続は、導電性インク回路２９２に供給される電力を制御するために、導電性インク回路２９２または回路基板３０８の調整回路に直接電力を供給するために使用することができ、これについては以下に説明する。サーミスタ３２０への接続は、サーミスタ３２０を横断する抵抗の測定値を他の回路基板および／またはコントローラに提供するために使用することができる。いくつかの実施形態では、光センサ、追加の導電性インク回路、または追加のサーミスタなど、回路基板３０８に結合することができる他の電気装置用に追加のピンを設けることができる。
【００８６】
いくつかの実施形態では、表示灯３２７を回路基板３０８に結合することができ、導電性インク回路２９２に電力が供給されると点灯するように構成することができる。一例として、表示灯３２７は、導電性インク回路２９２に結合されたＬＥＤとすることができる。いくつかの実施形態では、表示灯３２７は、ピンコネクタ３２４に含まれる専用の表示灯ピンに結合され、表示灯ピンに結合され表示灯ピンに選択的に電力を供給するように構成された外部回路および／またはコントローラによって制御される。
【００８７】
１つの非限定的な例示的実施形態によれば、照明システム２５６は、ある範囲の温度での機能性および除氷能力に関して試験を受けた。試験手順は、外側レンズ、この場合は熱可塑性基板２８８の外側表面の中心に熱電対を配置することを含んでいた。次いで、照明システム２５６は、車両内で配向されるように配向され（例えば、ＬＥＤライトの近くに配置されたレンズ２６４）、熱可塑性基板２８８およびレンズ２６４は観察窓を通して見えるように配置された。照明システムに供給された電流の熱電対測定値および電流測定値は、試験期間にわたって記録された。測定値のサンプリングレートは、ヒーターがオンになる温度を観察するのに十分に高かった。照明システム２５６を３０℃のサーマルチャンバ内に配置し、１３．５ＶＤＣのハイビームおよびロービームで電源を入れた。チャンバ内の温度は、１時間かけて３０℃〜−３０℃まで変化させた。次いで、チャンバ内の温度を１時間かけて−３０℃に維持した。次いで、照明システム２５６を１時間−３０℃の温度にさらしている間に、時々水を熱可塑性基材２８８および／またはレンズ２６４に付加することによって、２ｍｍ厚の氷の層が熱可塑性基材２８８および／またはレンズ２６４の上に堆積した。次いで、照明システム２５６に、ハイビームおよびロービームをオンにした状態で１３．５ＶＤＣを供給した。照明システム２５６上の氷が定常状態を示したとき（１０分間にわたって変化がないと定義される）、または照明システム２５６が１時間電源を入れられたときに、氷の監視を停止した。次いで、照明システム２５６を評価して、試験後に機能性が維持されているかどうか、すべての氷が熱可塑性基板２８８および／またはレンズ２６４から取り除かれているかどうか、および照明システム２５６が試験による損傷を受けたかどうかを判断した。ここでは、機能性は維持され、氷は取り除かれ、そして照明システム２５６はいかなる損傷も受けなかった。したがって、照明システム２５６は試験基準に合格したと見なされた。
【００８８】
図２２〜図３０を参照すると、レンズ２６４内の熱可塑性基板２８８および相互接続アセンブリ２８４の位置決めの断面図が示されている。射出成形プロセスを使用して、ポリカーボネート材料などの熱可塑性ポリマーで熱可塑性基板２８８および相互接続アセンブリ２８４を外側被覆してレンズ２６４を作成することができる。キャビティとコアを有する射出成形ツールを使用して、熱可塑性基板２８８と相互接続アセンブリ２８４を位置決めすることができる。熱可塑性基板２８８は、導電性インク回路２９２がキャビティとは反対側を向くようにキャビティに対して配置することができる。
【００８９】
いくつかの実施形態では、相互接続アセンブリ２８４の少なくとも一部分は、コアのポケット内で熱可塑性基板２８８に対向するばねコネクタ３０４を用いて配置され得る。コアのポケット内に配置され得る相互接続アセンブリ２８４の部分は、加熱コネクタ３０４および回路基板３０８を含む。ポケットは、樹脂が相互接続アセンブリ２８４の周囲で冷却されて硬化する前に相互接続アセンブリ２８４を所定の位置に保持するような大きさにすることができる。樹脂が冷却されると、レンズ２６４は、相互接続アセンブリ２８４の少なくとも一部分および熱可塑性基板２８８の少なくとも一部分に接着し、相互接続アセンブリ２８４および熱可塑性基板２８８を所定の位置に保持してレンズ２６４、熱可塑性基板２８８、および相互接続アセンブリ２８４を単一の構成要素として形成することができる（すなわち、レンズ２６４は、熱可塑性基板２８８および／または相互接続アセンブリ２８４の除去に抵抗することがある）。いくつかの実施形態では、相互接続アセンブリ２８４、ばねコネクタ３０４、および／またはピン３１２は、レンズ２６４内に少なくとも部分的に配置されてもよい。
【００９０】
レンズ２６４、熱可塑性基板２８８、および相互接続アセンブリ２８４を単一の構成要素として形成することは、ＬＥＤの交換などの照明システム２５６の修理を容易にすることができる。一例として、ユーザーは、相互接続アセンブリ２８４および／または熱可塑性基板２８８を、相互接続アセンブリ２８４のピン３１２および熱可塑性基板２８８上に配置された導電性インク回路２９２の間で適切な電気接続が行われる位置から取り外さずに、レンズ２６４を取り外し、ピンコネクタ３２４を任意の取り付けケーブルから取り外すだけでよく、したがって、以下に説明するように、適切な電気的接続を再現するために、相互接続アセンブリ２８４を導電性インク回路２９２および／または熱可塑性基板２８８に対して再配置するという潜在的に複雑なステップが除去できる。
【００９１】
いくつかの実施形態によれば、次いで、ピン３１２がわずかに押し下げられるまで、コアおよび相互接続アセンブリ２８４をキャビティおよび熱可塑性基板２８８に向かって移動させることができる。一例として、ピン３１２は、ピン３１２の全運動範囲の約１０％〜３０％押し下げられ、バスバ３１６および／または導電性インク回路２９２と接触する。上述のように、ポリカーボネート材料のような熱可塑性ポリマーは、レンズ２６４を形成するための射出樹脂プラスチック材料として利用することができる。ピン３１２を押し下げた後、樹脂プラスチック材料をツールに注入することができる。プラスチック材料および／またはレンズ２６４は、導電性インク回路２９２の少なくとも一部を外側被覆することができる。プラスチック材料および／またはレンズ２６４は、ばねコネクタ３０４と接触していない導電性インク回路２９２の部分を絶縁することができる。プラスチック材料が硬化すると、レンズ２６４は、ばねコネクタ３０４および相互接続アセンブリ２８４を適所に、すなわちピン３１２が押し下げられた状態で保持し、相互接続アセンブリ２８４が導電性インク回路２９２に適切に電気的に結合されたままであることを保証する。
【００９２】
相互接続アセンブリ２８４、より具体的には熱可塑性基板２８８に対するばねコネクタ３０４の配置は、ばねコネクタ３０４が導電性インク回路２９２との適切な電気的接続を確実に維持するように選択することができる。相互接続アセンブリ２８４が熱可塑性基板２８８に向かって内側に配置されすぎると、ピン３１２が導電性インク回路２９２に過度の圧力を加え、導電性インク回路２９２を突き破る可能性がある。相互接続アセンブリ２８４が熱可塑性基板２８８から離れすぎて位置決めされていると、ピン３１２が十分に押し下げられずに導電性インク回路２９２との接触から外れる可能性がある。
【００９３】
いくつかのシナリオでは、ピン３１２が十分に押し下げられていないと、注入された樹脂がピン３１２を導電性インク回路２９２との接触から外れるように移動させる可能性がある。上述のように、相互接続アセンブリ２８４が熱可塑性基板２８８に対して押し付けられるように、ピンがさらに曲げおよび／または押し下げられるために漸進的に増大する力を必要とするように構成されてもよい。ピン３１２は、比較的短い距離だけ変位したときにさらに変位するために比較的少量の力を必要とし得る。相互接続アセンブリ２８４が熱可塑性基板２８８に対して配置された後、樹脂を射出成形ツールに注入することができる。注入された樹脂は、ピン３１２を熱可塑性基材からさらに離れるように（したがって導電性インク回路２９２との接触から離れるように）十分な方法でピン３１２を押し付けることがあり得る。これは、ピンが十分に押し下げられておらず、射出樹脂からのさらなる押し込みに抵抗するのに不十分な力で外側に偏っている場合に起こり得る。
【００９４】
いくつかの実施形態において、ピン３１２と導電性インク回路２９２との間の適切な電気的接続は、低抵抗接続であり得る。電気的接続の抵抗は、ゼロオームに近いことが好ましい。いくつかの実施形態において、適切な量の抵抗は、導電性インク回路２９２の抵抗の約１０％以下であり得る。
【００９５】
相互接続アセンブリ２８４を熱可塑性基板２８８に対して位置決めするための適切な位置を求めるために、サーマルカメラを使用して、相互接続アセンブリ２８４と導電性インク回路２９２との間に適切な電気接続があるかどうかを測定することができる。サーマルカメラは、ピン３１２が導電性インク回路２９２と接触する領域の周りの熱を検出するために使用することができる。相互接続アセンブリ２８４および導電性インク回路２９２に電力を印加することができ、ピン３１２が導電性インク回路２９２に接触する領域の周りに過剰な熱が分散されると、相互接続アセンブリ２８４と導電性インク回路２９２との間の電気的接続が効率的ではないと考えられる。熱可塑性基板２８８に対する相互接続アセンブリ２８４の位置は、ピン３１２に導電性インクを突き破らせることなく、分散される最大熱の閾値が満たされるまで調整することができる。
【００９６】
サーミスタ３２０は、樹脂によって外側被覆することができ、レンズ２６４と接触して配置することができる。次に、サーミスタ３２０を使用してレンズ２６４の温度を感知することができ、これはレンズ２６４の外側レンズ面２７２の温度を示すことができる。レンズ２６４の厚さのために、サーミスタ３２０の抵抗によって示される温度は周囲温度より低くなり得る。例えば、２０℃を示す抵抗値は、外側レンズ側２７２における５〜１５℃の温度に対応し得る。外側レンズ側２７２の温度が外側レンズ側２７２を凍結させる可能性がある程度に十分に低いときに導電性インク回路２９２が熱を与えるように、温度の差は導電性インク回路２９２に電力を供給する回路を介して説明する（accounted for）ことができる。
【００９７】
図３１は、熱可塑性基板および相互接続アセンブリの少なくとも一部に接合されたレンズを製造するための例示的なプロセス３２８を示す。プロセスステップ３３２では、スクリーン印刷などの既知の技術を使用して、導電性インク回路または導電性フィルム回路を熱可塑性基材上に配置することができる。いくつかの実施形態では、導電性インク回路または導電性フィルム回路は銀配線を含むことができる。導電性インク回路または導電性フィルム回路が固まると、プロセス３２８はステップ３３６に進むことができる。
【００９８】
ステップ３３６では、熱可塑性基材を射出成形ツールのキャビティ内に配置することができる。具体的には、導電性インクまたはフィルム回路がキャビティとは反対側を向くようにして、導電性インク回路または導電性フィルム回路のない熱可塑性基材の側面をキャビティの壁に対して配置することができる。プロセスは次にステップ３４０に進むことができる。
【００９９】
プロセスステップ３４０では、相互接続アセンブリを射出成形ツールのコアのポケット内に配置することができる。相互接続アセンブリは、それぞれが複数のピンを有する１つまたは複数のばねコネクタと、回路基板の側面に配置されたサーミスタとを有することができる。相互接続アセンブリは、ばねコネクタがキャビティ、より具体的には導電性インク回路または導電性フィルム回路に対向するように配置することができる。プロセスは次にステップ３４４に進むことができる。
【０１００】
プロセスステップ３４４では、相互接続アセンブリを熱可塑性基板に対して位置決めして、相互接続アセンブリと熱可塑性基板との間に適切な電気的接続を確立することができる。具体的には、射出成形ツールを閉じながら、導電性インクまたはフィルム回路で接続を確立することができる。上述のように、ばねコネクタが導電性インク回路との適切な電気的接続を維持することを確実にするために、熱可塑性基板２８８に対する相互接続アセンブリ、より具体的にはばねコネクタの配置を選択することができる。相互接続アセンブリが熱可塑性基板に向かって内側に配置されすぎると、導電性インク回路に過度の圧力がかかり、導電性インク回路を突き破る可能性がある。相互接続アセンブリが熱可塑性基板から離れすぎて位置決めされると、ピンは十分に押し下げられず、樹脂の注入中に導電性インク回路との接触から外れることがある。
【０１０１】
上述のように、ピンは、相互接続アセンブリが熱可塑性基板に対して押し付けられるにつれて、さらに曲げられ、および／または押し下げられるために漸増する力を必要とするように構成されてもよい。ピンは、比較的短い距離だけ変位したときにさらに変位するために比較的少量の力を必要とし得る。相互接続アセンブリを熱可塑性基板に対して配置した後、樹脂を射出成形ツールに注入することができる。注入された樹脂は、熱可塑性基材からピンをさらに押し下げる（したがって導電性インク回路と接触しない）のに十分な方法でピンを押し付けることができる。これは、ピンが十分に押し下げられておらず、射出樹脂からのさらなる押し込みに抵抗するのに不十分な力で外側に偏っている場合に起こり得る。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、ピンと導電性インク回路との間の適切な電気的接続は、導電性インク回路単独の小さなパーセンテージの抵抗を有することができる。例えば、導電性インク回路が２００Ωの抵抗を有する場合、適切な電気的接続は、１０Ω、または導電性インク回路の全抵抗の約５％の抵抗を有することができる。いくつかの実施形態では、適切な電気接続は、導電性インク回路の抵抗の約１％以下、導電性インク回路の抵抗の約２％以下、導電性インク回路の抵抗の約５％以下、導電性インク回路の抵抗の約８％以下、または導電性インク回路２９２の抵抗の約１０％以下の抵抗を有することができる。適切な電気的接続が得られると、プロセスはステップ３４８に進むことができる。
【０１０３】
プロセスステップ３４８では、樹脂を射出成形ツールに射出することができる。樹脂は熱可塑性ポリマーであり得る。相互接続アセンブリの一部、サーミスタの一部、および／またはばねコネクタの一部は、樹脂によって外側被覆することができる。相互接続アセンブリの一部、サーミスタの一部、および／またはばねコネクタの一部は、レンズ内に部分的に収容されてもよく、および／またはレンズに接着されてもよい。次に、サーミスタの一部を、樹脂によって形成されるレンズと接触させることができる。次に、サーミスタの一部を、樹脂によって形成されるレンズと接触させることができる。次に、サーミスタを使用してレンズの温度を検知することができ、これはレンズの外側レンズ側の温度を示すことができる。樹脂が硬化してレンズを形成すると、相互接続アセンブリ、熱可塑性基板、およびレンズは一体構造部品を形成することができる。プロセスは次にステップ３５２に進むことができる。プロセスステップ３５２では、一体構造部品を射出成形ツールから取り出して加熱照明システムに配置または加熱照明システムで利用することができる。
【０１０４】
図３２を参照すると、いくつかの実施形態に係る、ドライバ回路３７２およびヒーター回路３７６の回路図が示されている。ドライバ回路３７２は、温度差増幅器３８０および駆動増幅器３８４を含むことができる。温度差増幅器３８０は、第１の入力３９２において温度設定点電圧供給源３８８に結合することができる。温度設定点電圧源３８８は、それより下ではドライバ回路３７２がヒーター素子３９６に電力を供給することになる温度閾値に対応する所定の電圧を供給することができる。ヒーター素子３９６は、上述のように配置された導電性インク回路を含むことができる。いくつかの実施形態では、ヒーター素子３９６は導電性インク回路とすることができる。簡単にするために、増幅器の電源接続は示していない。
【０１０５】
温度差増幅器３８０は、第２の入力４０８において抵抗器４００およびサーミスタ４０４に結合することができる。抵抗器４００は、固定電圧電源４１２に結合することができる。固定電圧源４１２は、温度設定点電圧源３８８によって供給される電圧よりも高い所定の電圧を供給することができる。
【０１０６】
サーミスタ４０４は、上述のようにＮＴＣ抵抗器とすることができる。サーミスタ４０４は、一般に、サーミスタ４０４の製造業者によって提供され得る、所定の抵抗対温度曲線に従うことができる。サーミスタ４０４は、温度が低下するにつれてより大きな抵抗を提供し得る。サーミスタ４０４は、外側被覆されたレンズと接触するように配置されるなど、上述のように加熱照明システムのレンズの温度を感知するように構成することができる。上述のように、サーミスタ４０４によって示される温度は、外部レンズ温度とは異なり得る。この温度差は、温度設定点電圧源３８８および固定電圧源４１２によって供給されるべき適切な電圧を選択することによって説明する（accounted for）ことができる。
【０１０７】
第２の入力４０８における電圧は、サーミスタ４０４が温度に基づいて抵抗値が多くなったり少なくなったりするのにつれて変化し得る。温度が下がり、サーミスタ４０４が抵抗器４００よりもより大きな抵抗を提供するにつれて、固定電圧源４１２からの抵抗器４００を横断する電圧が低下し、そして第２の入力４０８における電圧は、サーミスタ４０４がより低い抵抗を提供するときの第２の入力４０８における電圧よりも比較的高い。第２の入力４０８の電圧が第１の入力３９２の電圧（すなわち温度設定点電圧源３８８によって供給される電圧）より高い場合、温度差増幅器３８０はドライバ増幅器３８４に非ゼロ電圧を供給することができる。ドライバ増幅器３８４は、供給された電圧を増幅し、ヒーター素子３９６に電力を供給することができる。第２の入力４０８の電圧が第１の入力３９２の電圧より低い場合、温度差増幅器３８０はドライバ増幅器３８４に約ゼロの電圧を供給することができる。すると、ドライバ増幅器３８４は、ヒーター素子３９６に電力を供給しない。
【０１０８】
ドライバ回路３７２およびヒーター回路３７６の各部分は、照明システム内の様々な場所に配置することができる。いくつかの実施形態では、ドライバ回路３７２とヒーター回路３７６の両方が、図２２〜図３０に関連して上述したように相互接続アセンブリ２８４などの相互接続アセンブリに含まれてもよい。例えば、ドライバ回路３７２およびヒーター回路３７６は、図２２〜図３０に関連して上述したように、回路基板３０８などの回路基板に含めることができる。いくつかの実施形態では、ヒーター回路３７６は相互接続アセンブリ内に含まれてもよく、ドライバ回路は照明システム内の他の場所に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、駆動回路３７２は、照明システムのＬＥＤに電力を供給するように構成された照明アセンブリに含まれてもよい。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、ユーザーまたは電気デバイスまたは機械式デバイスなどのデバイスがヒーター素子３９６に供給される電力を制御できるようにするために、固定電圧電源４１２は、電気式スイッチまたは電気機械式スイッチなどのスイッチに結合することができる。固定電圧電源４１２が第２の入力４０８に電圧を供給していない場合、ドライバ回路３７２はヒーター素子３９６に電力を供給しなくてもよい。ユーザーまたはデバイスは、効果的にスイッチを閉じることによってヒーターをオンにするか、またはスイッチを開くことによってオフにすることができる。スイッチが閉じられると、サーミスタ４０４の抵抗、したがって照明システムのレンズの温度に基づいて、電力が供給されるべきヒーター素子３９６に供給されることができる。スイッチが開いているとき、電力がヒーター素子３９６に供給されるのを防ぐことができる。
【０１１０】
図３３を参照すると、いくつかの実施形態に係る、照明システムのヒーター制御システム４１６のためのボックス図が示されている。ヒーター制御システム４１６は、速度センサ４２４、光学センサ４２８、および温度センサ４３２に結合され、それらと通信するコントローラ４２０を含むことができる。コントローラ４２０はまた、ヒーター素子４３６に結合され、ヒーター素子に電力を選択的に供給するように構成されてもよい。コントローラ４２０は、照明システムのハウジング内に配置することができる。ヒーター素子４３６は、上述のように照明システムの熱可塑性基板上に配置された導電性インク回路を含むことができる。後述するように、コントローラ４２０は、速度センサ４２４、光学センサ４２８、および／または温度センサ４３２から受信した信号に基づいてヒーター素子４３６に電力を供給することができる。
【０１１１】
コントローラ４２０は、温度センサ４３２から温度値を受け取ることができる。温度値は、温度センサ４３２によって感知された温度を示す信号とすることができる。温度センサ４３２は、上述のように相互接続アセンブリに含まれるサーミスタとすることができる。コントローラ４２０は、温度値に基づいてヒーター素子４３６に電力を供給することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ４２０は、温度値を受信し、温度値が所定の閾値未満であると判定し、温度値が所定の閾値以下であると判定することに応じて、温度値に対応する所定量の電力をヒーター素子４３６に供給することができる。コントローラ４２０は、より低い温度値に対し、より多くの電力をヒーター素子４３６に供給することができる。所与の温度に対して適切な量の電力をよりよく供給するために、コントローラ４２０は、複数の所定の閾値の温度値に対応する複数の所定の電力量を有することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ４２０は、電力量を出力するように構成されたモデルに温度値を入力し、モデルから電力量を受け取り、そして、その電力量に基づいてヒーター素子４３６に電力を供給することができる。モデルは、温度値の関数として供給される電力を決定するためのアルゴリズムを含むことができ、そして、様々な温度での照明システムの有効性およびヒーター素子４３６に供給される電力量の実地試験データに基づいて決定することができる。
【０１１２】
コントローラ４２０は、光学センサ４２８から光学値を受け取ることができる。光学値は、光学センサ４２８によって感知された光を示す信号とすることができる。光センサ４２８は、照明システムのレンズおよび／または熱可塑性基板を通してどれだけの光が発しているかを測定するために、照明システム内に配置することができる。低い光学値は、照明システムが少なくとも部分的に凍結しているか、またはみぞれ、氷、雪などによって塞がれていることを示し得る。光学値が所定の閾値を下回る場合、コントローラ４２０はヒーター素子４３６に電力を供給することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ４２０は光学値を受け取り、光学値が所定の閾値未満であることを判定し、光学値が所定の閾値を下回っていると判定したことに応答して、光学素子に対応する所定量の電力をヒーター素子４３６に供給することができる。コントローラ４２０は、より低い光学値に対し、より多くの電力をヒーター素子４３６に供給することができる。所与の光学値に対して適切な量の電力をよりよく供給するために、コントローラ４２０は、光学値の複数の所定の閾値に対応する複数の所定の電力量を有することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ４２０は、電力量を出力するように構成されたモデルに光学値を入力し、モデルから電力量を受け取り、そして、その電力量に基づいてヒーター素子４３６に電力を供給することができる。モデルは、光学値の関数として供給される電力を決定するためのアルゴリズムを含むことができ、そして、検知された光学値およびヒーター素子４３６に供給される電力量に対応する様々な閉塞レベルでの照明システムの有効性の実地試験データに基づいて決定することができる。
【０１１３】
コントローラ４２０は速度センサ４２４から速度値を受け取ることができる。いくつかの実施形態では、速度センサ４２４は、照明システムが結合されている車両に結合された速度計とすることができる。速度値は、速度センサ４２４によって感知された速度を示す信号とすることができる。比較的高速度に関連する速度値、例えば高速道路速度では、比較的低速時よりも急速にみぞれ、雪、および／または氷が照明システム上に蓄積するため、より多くの電力をヒーター要素４３６に供給する必要があり得る。速度値が所定の閾値を上回る場合、コントローラ４２０はヒーター素子４３６に電力を供給することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ４２０は速度値を受け取り、速度値が所定の閾値を超えていることを判定し、速度値が所定の閾値を超えていると判定したことに応答して、速度値に対応する所定量の電力をヒーター素子４３６に供給することができる。コントローラ４２０は、より高い速度値に対し、より多くの電力をヒーター素子４３６に供給することができる。所与の速度値に対して適切な量の電力をより良く供給するために、コントローラ４２０は、速度値の複数の所定の閾値に対応する複数の所定量の電力を有することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ４２０は、電力量を出力するように構成されたモデルに速度値を入力し、モデルから電力量を受け取り、そして、その電力量に基づいてヒーター素子４３６に電力を供給することができる。モデルは、速度値の関数として供給される電力を決定するためのアルゴリズムを含むことができ、そして、感知された速度値およびヒーター素子４３６に供給される電力量に対応する様々な速度における照明システムの有効性の実地試験データに基づいて決定することができる。このようにして、所与の速度で供給されるべき適切な量の電力を決定することができる。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、コントローラ４２０は、受け取った速度値、光学値、および／または温度値の組み合わせに基づいてヒーター素子４３６に電力を供給することができる。例えば、コントローラ４２０は、電力値の記憶されたルックアップテーブルを有することができ、各電力値は、所定の速度値、光学値、および／または温度値に対応する。電力出力を決定するために受け取った速度値、光学値、および／または温度値の組み合わせを使用することは、単一の値が使用された場合よりもコントローラ４２０がより適切なレベルの電力をヒーター素子４３６に提供することを可能にする。
【０１１５】
コントローラ４２０はスイッチ４４０に結合することができる。コントローラ４２０は、スイッチ４４０から有線（wired）入力値を受け取ることができ、それによって、ユーザーまたは電気デバイスもしくは機械的デバイスなどのデバイスがコントローラ４２０にコマンドを入力することを可能にする。有線入力値は、ヒーター素子４３６にどれだけの電力が供給されるかを決定するために使用することができる。有線入力値は、スイッチ４４０の構成に基づく値の範囲を有することができる。例えば、スイッチが２位置セレクタスイッチまたはリレーである場合、スイッチ４４０は「オン」値および「オフ」値を供給することができる。あるいは、スイッチ４４０は、スイッチが３位置選択スイッチである場合、「オフ」値、第１の位置値、および位置レベル値（position level value）を供給することができる。さらに、スイッチがポテンショメータである場合、連続的な範囲の値を供給することができる。ある範囲の電力値に対応する他の範囲の値を加熱素子４３６に供給することができる。コントローラ４２０は、スイッチ４４０の位置に対応する所定量の電力、すなわち、「オン」値、第１の位置値、および／または第２の位置値の量を供給することができる。スイッチ４４０が連続範囲の値を供給することができる場合、コントローラ４２０は有線入力値を受け取り、有線入力値が「オン」値、第１の位置値、または第２の位置値などのスイッチ位置値を示していると判断し、そして、スイッチ位置値に対応する所定量の電力をヒーター素子４３６に供給することができる。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、コントローラ４２０は、無線モジュール４４４に結合されて通信することができる。コントローラ４２０は、ブルートゥース（登録商標）、ＷｉＦｉ、Ｚｉｇｂｅｅ、または他の適切な無線通信プロトコルを含むがこれらに限定されない１つまたは複数の無線プロトコルを使用する１方向または双方向通信が可能なトランシーバであり得る無線モジュール４４４から無線入力値を受け取ることができる。無線入力値は、スマートフォンまたは制御ＦＯＢなどの照明システムの外部にあり得る電気デバイスから送信することができる。スマートフォンは、インターフェースからユーザー入力を受信し、ユーザー入力に基づいて適切な無線入力値を送信することができるアプリケーションを実行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おいて、無線モジュール４４４はコントローラ４２０に含まれることができる。コントローラ４２０は無線入力値を受信し、無線入力値は、固定の所定の電力レベルに対応する「オン」値、または第１の電力値および／または第２の電力値などの電力値の範囲のうちの１つのようなヒーター素子４３６に供給される電力レベルを示すと判断し、そして、電力レベルに対応する所定量の電力をヒーター素子４３６に供給することができる。
【０１１７】
図３４および図３５を参照すると、照明システム４４８の追加の実施形態が示されている。照明システム４４８は、ベース４５２とレンズ４６２とを含むことができる。レンズ４６２を介して照明を提供するために、少なくとも１つのＬＥＤ４５６をベース４５２内に配置することができる。導電性インクまたはフィルム回路４６０は、熱可塑性基板４６６の内側に配置することができる。熱可塑性基板４６６は、導電性インク回路４６０がレンズ４６２に面するように、レンズ４６２の外側に配置することができる。相互接続アセンブリ４６８は、上述のようにレンズ４６２によって少なくとも部分的に外側被覆することができ、導電性インク回路４６０に電気的に結合することができる。レンズ４６２は、熱可塑性基板４６６および相互接続アセンブリ４６８の少なくとも一部に接合することができる。いくつかの実施形態では、レンズ４６２、熱可塑性基板４６６、および相互接続アセンブリ４６８は一体構造部品を形成してもよい。相互接続アセンブリ４６８は、導電性インク回路４６０に接触し、導電性インク回路４６０に電力を供給し、したがってレンズ４６２を加熱するための適切な電気接続を提供するために、上述のようなばねコネクタを有してもよい。相互接続アセンブリは、上述のようなドライバ回路および上述のようなヒーター回路の一部を含み、かつ／またはそれらに結合されてもよく、あるいは、上述のように導電性インク回路４６０に選択的に電力を供給するように構成されたコントローラに結合されてもよい。
【０１１８】
バスバ４６４をばねコネクタと接触して配置し、相互接続アセンブリ４６８に結合することができる。熱を発生させるためにより高い抵抗値を利用することができる導電性インク回路４６０の他の部分と比較して、バスバ４６４は、バスバ４６４の長さに沿ってより大きな断面積、したがって減少した抵抗値を有する。バスバ４６４は、第１のバスバ４６４ａおよび第２のバスバ４６４ｂを含み得る。相互接続アセンブリ４６８の電気的構成に応じて、第１のバスバ４６４ａは電源バスバとして機能し、第２のバスバ４６４ｂは接地または中立バスバとして機能することができる。あるいは、第１のバスバ４６４ａは、接地または中立バスバとして機能し、第２のバスバ４６４ｂは、電源バスバとして機能し得る。
【０１１９】
図３６〜図３９を参照すると、照明システム４７２の別の実施形態の様々な構成要素が示されている。照明システム４７２は、ベース４７６とレンズ５００とを含むことができる。レンズ５００を通して照明を提供するために、少なくとも１つのＬＥＤ４９７をベース４７６内に配置することができる。導電性インク回路または導電性フィルム回路４８０は、熱可塑性基材４９６の内側に配置することができる。熱可塑性基板４９６はレンズ５００の外側に配置され、導電性インク回路４８０はレンズ５００に対向している。導電性インク回路４８０は複数のバスバ４８４を含むことができ、それらの各々は電源バスバまたは中立または接地バスバであり得る。相互接続アセンブリ４８８は、上述のようにレンズ５００によって少なくとも部分的に外側被覆することができ、導電性インク回路４８０に電気的に結合することができる。レンズ５００は、熱可塑性基板４９６および相互接続アセンブリ４８８の少なくとも一部分に接合することができ、レンズ５００、熱可塑性基板４９６、および相互接続アセンブリ４８８は一体構造部品を形成することができる。相互接続アセンブリ４８８は、導電性インク回路４８０に接触し、導電性インク回路４８０に電力を供給し、したがってレンズ５００を加熱するのに適した電気的接続を提供するために、上述のようなばねコネクタを有することができる。相互接続アセンブリは、上述のようなドライバ回路および上述のようなヒーター回路の一部を含む、および／またはそれに結合することができ、あるいは上述のように導電性インク回路４８０に選択的に電力を供給するように構成されるコントローラに結合することができる。照明システム４７２は、平方インチ当たり約２ワットの割合で導電性インク回路４８０に電力を供給することができ、これにより、照明システム４７２を、高速道路で動作する除雪機に搭載されるなどの比較的高速の用途に使用することができる。
【０１２０】
１つの非限定的な例示的実施形態に従い、照明システム４７２は、ある範囲の温度での機能性及び除氷能力に関して試験を受けた。試験手順は、外側レンズ、この場合は熱可塑性基板４９６の外側表面の中心に熱電対を配置することを含んでいた。次いで、照明システム４７２を、車両内で配向されるように（例えば、ＬＥＤライトの近くに配置されたレンズ５００）、熱可塑性基材４９６およびレンズ５００を、観察窓を通して見えるように配向させた。照明システムに供給された電流の熱電対測定値および電流測定値は、試験期間にわたって記録された。測定値のサンプリングレートは、ヒーターがオンになる温度を観察するのに十分に高かった。照明システム４７２を３０℃のサーマルチャンバ内に配置し、１３．５ＶＤＣでハイビームおよびロービームをオンにした。チャンバ内の温度は、１時間かけて３０℃〜−３０℃まで傾斜させた。次いで、チャンバ内の温度を１時間かけて−３０℃に維持した。次いで、熱可塑性基材４９６および／またはレンズ５００に時々水を当てることによって、熱可塑性基材４９６および／またはレンズ５００上に２ｍｍの厚さの氷層が蓄積している間、照明システム４７２を１時間−３０℃の温度にさらした。次いで、照明システム４７２に、ハイビームおよびロービームをオンにした状態で１３．５ＶＤＣを供給した。照明システム４７２上の氷が定常状態を示したとき（１０分間にわたって変化がないと定義される）、または照明システム４７２が１時間電源を入れられたときに、氷の監視を停止した。次いで、試験後に機能性が維持されているかどうか、すべての氷が熱可塑性基材４９６および／またはレンズ５００から除去されているかどうか、および照明システム４７２が試験による損傷を受けているかどうかを調べるために、照明システム４７２を評価した。ここでは、機能性が維持され、氷が取り除かれ、そして照明システム４７２はいかなる損傷も受けなかった。したがって、照明システム４７２は試験基準に合格したと見なされた。
【０１２１】
図４０〜図４６を参照すると、照明システム５０４のさらに別の実施形態の構成要素が示されている。照明システム５０４は、ベース５０８とレンズ５３２を含むことができる。レンズ５３２を通して照明を提供するために、少なくとも１つのＬＥＤ５２９をベース５０８内に配置することができる。照明アセンブリ５２０は、少なくとも１つのＬＥＤ５２９に電力を供給するように構成することができる。導電性インク回路または導電性フィルム回路５１６を熱可塑性基材５２８の内側に配置することができる。熱可塑性基材５２８は、導電性インク回路５１６がレンズ５３２に対向するように、レンズ５３２の外側に配置することができる。導電性インク回路５１６は複数のバスバ５４４を含むことができ、各バスバ５４４は電源バスバまたは中立または接地バスバであり得る。相互接続アセンブリ５２４は、上述のようにレンズ５３２によって少なくとも部分的に外側被覆することができ、導電性インク回路５１６に電気的に結合することができる。相互接続アセンブリ５２４は、１つまたは複数のピン５４０を有するばねコネクタ５３６を含み得る。各ばねコネクタ５３６のピンは、バスバ５４４のうちの１つと接触するように位置決めすることができる。レンズ５３２は、熱可塑性基板５２８および相互接続アセンブリ５２４の少なくとも一部に接合することができる。いくつかの実施形態では、レンズ５３２、熱可塑性基板５２８、および相互接続アセンブリ５２４は一体構造部品を形成してもよい。相互接続アセンブリ５２４は、導電性インク回路５１６に接触し、導電性インク回路５１６に電力を供給し、したがってレンズ５３２を加熱するための適切な電気接続を提供するために、上述のようなばねコネクタを有してもよい。相互接続アセンブリは、上述のようなドライバ回路および上述のようなヒーター回路の一部を含む、および／またはそれに結合することができ、あるいは上述のように導電性インク回路５１６に選択的に電力を供給するように構成されるコントローラに結合することができる。
【０１２２】
１つの非限定的な例示的実施形態に従い、照明システム５０４は、ある範囲の温度での機能性及び除氷能力に関して試験を受けた。試験手順は、外側レンズ、この場合は熱可塑性基板５２８の外側表面の中心に熱電対を配置することを含んでいた。次いで、照明システム５０４を、車両内で配向されるように（例えば、ＬＥＤライトの近くに配置されたレンズ５３２）、熱可塑性基材５２８およびレンズ５３２を、観察窓を通して見えるように配向させた。照明システムに供給された電流の熱電対測定値および電流測定値は、試験期間にわたって記録された。測定値のサンプリングレートは、ヒーターがオンになる温度を観察するのに十分に高かった。照明システム５０４を３０℃のサーマルチャンバ内に配置し、１３．５ＶＤＣでハイビームおよびロービームをオンにした。チャンバ内の温度は、１時間かけて３０℃〜−３０℃まで傾斜させた。次いで、チャンバ内の温度を１時間かけて−３０℃に維持した。次いで、熱可塑性基材５２８および／またはレンズ５３２に時々水を当てることによって、熱可塑性基材５２８および／またはレンズ５３２上に２ｍｍの厚さの氷層が蓄積している間、照明システム５０４を１時間−３０℃の温度にさらした。次いで、照明システム５０４に、ハイビームおよびロービームをオンにした状態で１３．５ＶＤＣを供給した。照明システム５０４上の氷が定常状態を示したとき（１０分間にわたって変化がないと定義される）、または照明システム５０４が１時間電源を入れられたときに、氷の監視を停止した。次いで、試験後に機能性が維持されているかどうか、すべての氷が熱可塑性基材５２８および／またはレンズ５３２から除去されているかどうか、および照明システム５０４が試験による損傷を受けているかどうかを調べるために、照明システム５０４を評価した。ここでは、機能性が維持され、氷が取り除かれ、そして照明システム５０４はいかなる損傷も受けなかった。したがって、照明システム５０４は試験基準に合格したと見なされた。
【０１２３】
図４７〜図４８を参照すると、照明システム５４８の別の実施形態の様々な構成要素が示されている。照明システム５４８は、ベース５５２およびレンズ５５３を含み得る。レンズ５５３を介して照明を提供するために、少なくとも１つのＬＥＤ５５６をベース５５２内に配置することができる。導電性インク回路または導電性フィルム回路５６０を熱可塑性基材の内側に配置することができる。熱可塑性基材は、導電性インク回路５６０がレンズ５５３に対向するように、レンズ５５３の外側に配置される。導電性インク回路５６０は複数のバスバ５６４を含むことができる。バスバ５６４Ｂおよび５６４Ｃは、それぞれ電源バスバまたは中立または接地バスバであり得る。バスバ５６４Ｃは、バスバ５６４Ｂと５６４Ｃとの間に低抵抗の電気的接続を提供するように構成されたブリッジバスバであり得る。相互接続アセンブリ５６８は、上述のようにレンズ５５３によって少なくとも部分的に外側被覆することができ、導電性インク回路５６０に電気的に結合することができる。レンズ５５３は、熱可塑性基板および相互接続アセンブリ５６８の少なくとも一部に接合することができ、レンズ５５３、熱可塑性基板、および相互接続アセンブリ５６８は一体構成部品を形成することができる。相互接続アセンブリ５６８は、導電性インク回路５６０に接触し、導電性インク回路５６０に電力を供給し、したがってレンズ５５３を加熱するための適切な電気接続を提供するために、上述のようなばねコネクタを有してもよい。相互接続アセンブリは、上述のようなドライバ回路および上述のようなヒーター回路の一部を含む、および／またはそれに結合することができ、あるいは上述のように導電性インク回路５６０に選択的に電力を供給するように構成されるコントローラに結合することができる。
【０１２４】
本開示に提示される加熱照明アセンブリは、加熱照明アセンブリが非加熱照明アセンブリよりも良好に機能し得る様々な用途に使用され得ることを理解されたい。例えば、寒冷地で動作する車両の用途（例：スノープラウ、ヘリコプター、スノーモービル、セミトラック、貨物列車および旅客列車、飛行機、アイスリサーフェスなど）、照明を必要とする冷凍システムの用途（例：産業用冷凍庫、倉庫、実験装置など）、寒い環境における屋外照明の用途（例えば、建設現場、石油掘削プラットフォーム、様々な水上船、街灯、大型懐中電灯、トンネル照明、道路照明など）、そして低温環境と関連付けられる他のレンズ用途などである。
【０１２５】
本開示は図面を参照して実施例を説明したが、同一又は類似の要素を類似の番号が表している。この明細書を通して「１つの実施例」又は類似の文言への言及は、実施例と関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。このように、この明細書を通して「１つの実施例では」という表現及び類似の文言の出現は、必然ではないが、すべて同じ実施例を参照している。
【０１２６】
実施例で説明された特徴、構造、又は特性は、１つ以上の他の実施例と適切な方法で組み合わせることができる。明細書では、多数の特定の詳細が列挙されて本発明の実施例の十分な理解を提供する。当業者はしかし、特定の詳細が１つ以上なくても、他の方法、コンポーネント、材料などと共に、実施例を実施できることを認めるでしょう。別の例では、本発明の曖昧な観点を避けるために、周知の構造、材料、又は動作は示していないか、詳細を説明していない。従って、技術の範囲は以下の請求項から求められ、上記開示によって限定されるものではない。
【図１】
2020205234.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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