(57)【要約】【課題】照明ユニットがよりコンパクトでかつ所要面積を節約して構成されているように改良する。【解決手段】本発明は、グリッド状に区分されて配置された多数の半導体光源を有する自動車用の照明ユニットに関する。半導体光源の上記グリッドは少なくとも２つのグリッドセグメントに区分されていて、その際、上記グリッドセグメントはそれぞれ相互に無関係に制御可能でありおよび／または異なる照明機能に分類されている。この発明の照明ユニットはさらに、上記半導体光源から放射される光束の光路にレンズを有する。上記半導体光源は、１つの共通のハウジング内に配置された１つの共通のキャリア基材（５）上に設けられる。この照明ユニットはさらに、光伝播方向に光透過性であるハウジングカバーを備える。ハウジングの内部は光散乱性および／または光の色に影響を及ぼす添加材料（８）が充填されている。
2006522440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリット状に区分されて配置された多数の半導体光源を有し、半導体光源の前記グリッドは少なくとも２つのグリッドセグメントに区分されていて、その際、前記グリッドセグメントはそれぞれ相互に無関係に制御可能でありおよび／または異なる照明機能に分類されていて、前記半導体光源から放射される光束の光路に光学エレメントを有する自動車用の照明ユニットにおいて、前記半導体光源（３）は、光伝播方向に光を透過するチップカバー（６）を備えた１つの共通のキャリア基材（５）上に配置されていて、前記チップカバー（６）は光散乱性のおよび／または光変換性の添加材料（８）が充填されていてかつ遮閉部（９）が設けられていて、制御されたグリッドセグメント（１０）と制御されていないグリッドセグメント（１１）との間の境界領域において、明暗境界部の形成のために比較的急勾配な光度の移行部を設定可能である、自動車用の照明ユニット。
【請求項２】
遮閉部（９）は第１のグリッドセグメント（１０）と第２のグリットセグメント（１１）との間の境界領域に配置されている、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
遮閉部（９）は２つのグリットセグメント（１０，１１）を相互に区分する隔壁として構成されており、前記隔壁はキャリア基材（５）から光伝播方向に向かって突出している、請求項１または２に記載の照明ユニット。
【請求項４】
隔壁（９）はキャリア基材（５）に対して垂直方向に延設されていて、かつ前記隔壁（９）の自由端部はチップカバー（６）の前面（１５）に対して間隔を置いておよび／または先細になるように配置されている、請求項３に記載の照明ユニット。
【請求項５】
グリットセグメント（１０，１１）の半導体光源（３）は多数のＵＶ放射線を放射するおよび／または青色光を放射するチップとして構成されていて、かつ半導体光源アレイの形で配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項６】
半導体光源アレイ（４）は光学エレメント（２，１６）の焦点面に配置されている、請求項５に記載の照明ユニット。
【請求項７】
隔壁（９）は、キャリア基材（５）の延在方向で明暗境界部を形成させるために相応する長さを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項８】
添加材料（８）が、光変換体として、特に蛍光体による光変換体として構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項９】
キャリア基材（５）は、平面状または湾曲して形成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項１０】
キャリア基材（５）とは反対の、チップカバー（６）の前面（１５）に光学エレメント（１６）が、前記チップカバー（６）に直接当接して配置されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリッド状に分配されて配置された複数の半導体光源を有し、半導体光源の上記グリッドは少なくとも２つのグリッドセグメントに区分されていて、その際、上記グリッドセグメントはそれぞれ相互に無関係に制御可能でありおよび／または異なる照明機能で配置されていて、かつ上記半導体光源から放射される光束の光路に光学エレメントを有する、自動車用の照明ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開（ＤＥ−Ａ）第１０００９７８２号明細書からは、光源としてグリッド状に配置された多数の半導体光源を有する自動車用の照明ユニットは公知である。半導体光源の上記グリッドは、グリッドセグメントに区分されていて、その際、それぞれ異なって制御可能なグリッドセグメントに多様な照明機能が割り当てることができる。上記グリッドセグメントから放射された光束は、光伝播方向に向かって前方に配置されたレンズを用いて所定の配光分布に応じて投光される。半導体光源のグリッドとレンズとの間には絞りが設けられているため、この公知の照明ユニットは投射の原理に基づき運転されている。
【０００３】
上記の公知の照明ユニットの欠点は、グリッドもしくはグリッドセグメントが比較的大きな二次元の大きさを有することである、それというのも半導体光源はそれぞれ固有のケーシングを有するためである。さらに、半導体光源のグリッドとレンズとの間には、常に絞りが配置されている必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、自動車用の照明ユニットを、照明ユニットがよりコンパクトでかつ所要面積を節約して構成されているように改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明は、請求項１の上位概念と関連して、半導体光源は、光伝播方向に光を透過するチップカバーを備えた１つの共通のキャリア基材上に配置されていて、上記チップカバーは光散乱性のおよび／または光変換性の添加材料が充填されていてかつ遮閉部が設けられていて、制御されたグリッドセグメントと制御されていないグリッドセグメントとの間の境界領域において、明暗境界部の形成のために比較的急勾配な光度の移行部が設定可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の特別な利点は、半導体光源を１つの共通のキャリア基材上に集中して配置し、それと関連して半導体光源の高い充填密度により光源の輝度を著しく高めることができる点にある。製造技術的に簡単に、個々の半導体光源をチップとして１つの共通のキャリア基材上に配置することができる。共通の光透過性のチップカバーおよび同様に組み込まれた光散乱性および／または光変換性の添加物は、均一に発光する光放射面を作り出す。有利に、本発明の場合に、比較的大きな輝度を有する空間的に集約させた光源が生じる。遮閉部は、制御ユニットにより制御された第１のグリッドセグメントと制御ユニットにより制御されない第２のグリッドセグメントの間の境界領域において比較的急勾配な光度の移行部を生じさせる。これにより、比較的鮮鋭な明暗境界部を実現することができる。上記グリッドセグメントは、例えばロービームおよびハイビームの形成のために制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の一実施形態の場合に、上記遮閉部は、第１のグリッドセグメントと第２のグリッドセグメントとの間の境界領域において配置された隔壁として構成されていて、その際、上記隔壁の自由端部はチップカバーの前面に対して、隣接するグリッドセグメント間に照明技術的な相互作用があまり生じないような距離を有する。個々のグリッドセグメントの照明機能は、隣接するグリッドセグメントの散乱光によってわずかに妨害されるだけである。遮閉部を隔壁として構成させることにより、光源の製造の際に既に隣接するグリッドセグメントの相互の照明光学的影響を明確に設定することができる。
【０００８】
上記隔壁は、隣接するグリッドセグメントを同時に点灯する際に、測定スクリーン上に黒色の線の形成が妨げられる程度に、キャリア基材から突出するのが有利である。
【０００９】
本発明の一実施形態の場合には、半導体光源はそれぞれチップとして構成されていて、その際、上記のチップは１つの共通のキャリア基材上に配置されている。それにより、多数の半導体光源は場所を取らずにかつ小型化して形成することができる。
【００１０】
本発明の一実施形態の場合には、チップカバーの前面側に光学エレメントが接着して配置されていて、かつ相応するチップに調整されている。それにより、光源の光放射面に直接当接する適切なライトガイドが可能となる。
【００１１】
本発明の２つの実施例を次に図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
車両用の、特に自動車用の照明ユニットは、主に光源１と光学エレメント２とからなり、上記光学エレメント２は光源１から放射される光束を予め設定された配光分布に応じて直接投光する。
【００１３】
本発明による照明ユニットは、例えばロービーム機能、ハイビーム機能、高速道路用ビーム機能および／またはカーブ用ビーム機能の形成のためのヘッドライトとして利用することができる。
【００１４】
光源１は多数の半導体光源３、特にＬＥＤ光源（発光ダイオード）から形成され、上記光源１はグリッド４の種類に応じて一つの共通のキャリア基材５上に配置されている。
【００１５】
図２から見て取ることができるように、上記半導体光源３は相互に規則的に配置されている。上記半導体光源３は、いわゆるチップとして構成されていて、上記チップは一つの共通のキャリア基材５上に取り付けられている。
【００１６】
図１から明らかなように、複数のチップ３のキャリア基材５とは反対側に１つの共通の光透過性のチップカバー６が設けられている。上記チップカバー６並びにキャリア基材５は、半導体光源３を完全に包囲するケーシング７を形成する。上記チップカバー６は、平面状の注型成形体として構成されていて、上記成形体はチップ３を備えたキャリア基材５の装備に応じて取り付けられている。
【００１７】
上記注型成形体６は、光散乱性および／または光変換性の添加材料８、特に蛍光体を有している。上記添加材料８は、光伝播方向に向かってチップカバー６の前面１５から白色光が放射されるように作用する。上記添加材料８は、上記注型成形体６中に均一に分配して配置されている。
【００１８】
図３による実施例の場合には、光学エレメント１６は一次光学エレメント（レンズ）として上記注型成形体６の前面１５に接着により直接当接するように構成されている。この一次光学エレメントは、多数のレンズエレメント１７を有し、これらのレンズエレメントは、それぞれチップ３に関連して整列されている。上記一次光学エレメント１６は、プラスチック材料から一体式に製造されていて、注型成形体６の前面１５に注型成形体６自体と接着により結合されている。
【００１９】
半導体光源３のグリッド４は、遮閉部９によって上方のグリッドセグメント１０と下方のグリッドセグメント１１とに区分されている。上記の上方のグリッドセグメント１０は、ロービーム機能を作り出すために用いられる。上記の下方のグリッドセグメント１１は、ハイビーム機能を作り出すために用いられる。ハイビームを作り出すために、図示されていない制御ユニットを用いて上方のグリッドセグメント１０をさらに点灯するため、グリッド４の全ての半導体光源３が作動される。
【００２０】
上記遮閉部９は隔壁として構成されていて、上記隔壁は、キャリア基材５とケーシングカバー６との間で、キャリア基材５の延在方向に対して垂直方向に延設されている。上記隔壁９は、両方のグリッドセグメント１０と１１とを照明光学的に完全に分離する。上記隔壁９は、特に、グリットセグメント１０または１１の一方のみを点灯させる場合に、他方のグリッドセグメント１１または１０の隔壁９に沿った周辺部を共に発光させないかまたはわずかな周辺部を共に発光させる。このような発光は、隣接するグリッドセグメント１０または１１中に存在する添加材料８によって生じることがある。有利に、それにより鮮鋭な明暗境界部が形成される。
【００２１】
上記隔壁９の自由端部は先細になって先端部１８として構成されていて、かつ注型成形体６の前面１５に対して間隔を置いて配置されている。それにより、第１のグリッドセグメント１０と第２のグリッドセグメント１１とが同時に点灯された場合に、上記グリッドセグメントの境界領域によって有害な暗いストライプ部が投影されないことが保証される。それにより、ハイビームを作り出すために、グリッドセグメント１０と１１との間の境界領域において光の均一な移行部が達成される。さらに、これとは別に、第２のグリッドセグメントはカーブ用ビームまたは高速道路用ビームをロービームに対して均一に点灯することができる。
【００２２】
上記キャリア基材５は、グリッド状に配置された半導体光源３と一緒に半導体光源アレイを形成する。それにより、集約されかつ所要面積が節約された光源が作成され、上記光源は場合により簡単な様式で多様に制御されたグリッドセグメントを有する。有利に、それにより光源の小型化が生じ、上記光源は製造技術的に簡単な方法で照明機能の適用において多様性が改善される。一方で、上記アレイは所定の形状を有することができ、上記形状は必要な自動車の照明強度、照明機能またはボディ開口部の形状に依存する。このことは、チップウェハの相応する切断によって行うことができる。
【００２３】
他方で、上記チップ３自体は必要条件に適合する形状を有することもできる。例えば、チップ３は三角形またはハニカム状に構成されていることができるため、１５゜−明暗境界部の屈曲部はより良好に複製させることができるか、もしくは充填密度が改善される。
【００２４】
遮閉部９の延設により、所定の明暗境界部が作成される。半導体光源３の個々のグループは、基準光、非対称の光または他の光成分の形成をまとめることができる。
【００２５】
好ましくは、上記キャリア基材５は半導体光源３用の制御回路を有することもできる。上記制御ユニットは、例えば集積回路として構成されていることができる。
【００２６】
上記キャリア基材５は、導電性材料、特に銅からなるか、または非導電性材料、特にセラミック材料からなるかまたはプラスチック材料から形成することができる。上記キャリア基材５は、照明光学的部材もしくは受動素子または能動素子のキャリアとしておよび電流供給のためのキャリアとして利用される。上記チップ３は、ボンディング技術においてキャリア基材５の相応する接続箇所と接続され、かつ注型面６によって完全に覆われている。
【００２７】
この目的のために、キャリア基材５上に導電性の導電路が設けられている。
【００２８】
図１の実施例の場合の上記光源１は、レンズ２（二次光学エレメント）の焦点面に配置されているため、光源１，３から放射された光束はもっぱらレンズ２の形状によって所定の配光分布に応じて投光される。
【００２９】
図４には、遮閉機能の形成のために単に第１のグリッドセグメント１０が点灯される場合に、測定スクリーンに達するまでの距離ｘに関する照明強度分布Ｌが示されている。上記照明強度分布は実線によって表され、その際、第１のグリッドセグメント１０と第２のグリッドセグメント１１との間の境界領域Ｇでは照明強度分布の大きな勾配が生じている。これは、上記境界領域Ｇ中に設けられている遮閉部９によって達成される。それにより鮮鋭な明暗境界部が達成される。
【００３０】
これと比較して、境界領域Ｇ中に遮閉部９が存在しない照明強度分布を示されている（波線）。第１のグリッドセグメント１０から第２のグリッドセグメント１１へのこの照明強度分布の連続的および恒常的な移行により、鮮鋭でない明暗境界部を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】照明ユニットの図示的な断面図を表す。
【図２】半導体光源のグリッドを上から見た図を表す。
【図３】第２の実施例の場合の照明ユニットの拡大された断面図を表す。
【図４】照明ユニットの、制御された第１のグリッドセグメントと制御されていない第２のグリッドセグメントとの間の境界領域での、測定スクリーン上に投影された照明強度分布を表す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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