[发明专利]用于机动车辆的包括矩阵光源的照明装置

说明书

本发明涉及用于机动车辆的照明装置，其包括矩阵光源，矩阵光源具有基元光源的矩阵，所述基元光源具有电致发光半导体元件。每个基元光源具有小于或等于0.2mm²的发射表面。本发明提出的措施允许这样的矩阵光源被供电而没有任何由于构成所述光源的所述基元光源的半导体结的过热而引起的损坏的风险。

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的照明装置，所述照明装置包括基于电致发光半导体元件的矩阵阵列光源。特别地，本发明涉及这样的照明装置：所述照明装置的构成所述矩阵阵列光源的基元光源具有受限的发射面积。

背景技术

发光二极管(LED)是在电流流过其时能够发光的半导体电子部件。在汽车领域，LED技术越来越多得被用于许多光信号解决方案。LED被用于提供照明功能，诸如日行光、信号光等。由LED发射的光强度通常依赖于流过其的电流的强度。在存在其他表征的同时，LED由其电流强度阈值表征。这个最大正向电流通常随着温度的增加而降低。同样，当LED发光时，横跨其端子观察到等于其正向电压或名义电压的压降。通过驱动到发光二极管的电力供给以使流过其的电流的平均强度变化，可能将所述LED的光强度调暗。已知实现这种功能的做法是通过使用二进制脉宽调制(PWM)控制信号来控制LED。所述LED的操作在光发射状态和断开状态之间周期性地交替。LED的温度在发射阶段期间增加。对于具有1平方毫米或更大的发射面积的LED，所述LED的热学时间常数具有20毫秒或更大的量级。也就是说，在200、100或50Hz的PWM周期的“发射”阶段期间，所述LED的温度增加小于20℃，随后在“断开”阶段期间降温。这个量级的温度变化通常不导致其半导体结的损坏。

在许多应用领域中，特别是还在用于机动车辆的照明和发信号的领域中，使用包括高像素数或，即，每个都具有亚毫米大小的受限的发射面积的基元电致发光光源的LED的矩阵阵列是有益的。LED的矩阵阵列可以被用于例如产生有益于照明功能(诸如前灯或日行光)的光束形式。另外，多个不同的照明功能可以使用单个矩阵阵列来产生，由此在机动车辆前灯的受限空间中减少物理体积。

所述基元光源的发射面积比通常已知的LED的发射面积小多达一百倍或更多倍。所述基元光源的热学时间常数因此也更小，并且依赖于所使用的像素制造过程，这个常数可能具有毫秒量级。使用现有技术中已知的用于LED的控制单元(其能够产生200Hz量级的PWM信号)对这样的像素的矩阵阵列来说是不合适的，因为在所述PWM信号的“发射”周期期间，所述矩阵阵列的每个基元光源的结温可以增加明显大于20℃，其随后在“断开”周期期间降温。这个量级的温度变化有持续损坏所述基元光源的半导体结(这最终会导致失效)的风险。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有技术带来的至少一个问题。更确切地，本发明旨在提供包括矩阵阵列光源的照明装置，所述矩阵阵列光源允许将由构成其矩阵阵列的每个基元光源发射的光强度调暗而不导致由于其半导体结的过热而引发的失效。

根据本发明的第一方面，提出用于机动车辆的照明装置。所述照明装置包括矩阵阵列光源，所述矩阵阵列光源具有基于电致发光半导体元件的基元光源的矩阵阵列，和管理到至少一组基元光源的电力供给的电路，管理所述电力供给的所述电路包括控制单元和针对所述组中的每个基元光源的用于将所述基元光源选择性地连接至电源的开关元件，所述控制单元还旨在借助于脉宽调制二进制控制信号来控制所述开关元件的打开状态。所述照明装置值得注意的方面在于，每个所述基元光源的发射面积小于或等于0.2mm²，并且所述控制单元能够传送具有高于或等于300Hz的频率的控制信号。

优选地，所述控制信号的频率可以高于或等于1kHz。

该组基元光源可以优选地包括所述基元光源的矩阵阵列中的所有基元光源。

管理所述电力供给的电路可以优选地被配置成对所述基元光源的矩阵阵列中的至少两组基元光源的所述开关元件的打开状态径向交替控制。