CN106515568A - 被照明的转向总成 - Google Patents

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吉姆·J·苏尔曼
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康奈尔·路易斯·加德纳
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Abstract

本发明提供一种用于车辆转向总成的照明系统。该照明系统包括方向盘，方向盘具有中心毂和通过辐条连接到毂的轮圈。光源设置在轮圈上。第一光致发光结构设置在方向盘上并且配置为响应于被至少一部分光源激发而发光。在一些实施例中，光源可以实施为薄的设计，由此有助于将光源安装在传统光源无法实施的车辆小的组装空间内。

Description

被照明的转向总成
技术领域
本发明总体涉及车辆照明系统，并且更具体地涉及使用一种或多种光致发光结构的车辆照明系统。
背景技术
由光致发光结构的使用所产生的照明提供了独特且吸引人的视觉体验。因此，在机动车辆中针对各种照明应用实施这样的结构是期望的。
发明内容
根据本发明的一方面，公开一种用于车辆的照明系统。该照明系统包括设置在方向盘上的光源。第一光致发光结构设置在光源上并且配置为响应于被光源激发而发光。
根据本发明的另一方面，公开一种照明系统。该照明系统包括具有中心毂和通过辐条连接到毂的轮圈的方向盘。光源设置在轮圈上。第一发光结构设置在方向盘上并且配置为响应于被至少一部分光源激发而发光。
根据本发明的又一方面，公开一种用于车辆方向盘总成的照明系统。该照明系统包括设置在车辆内的光源。第一光致发光结构设置在方向盘上。第一光致发光结构配置为响应于被至少一部分光源输出的光激发而发光。
根据本发明，提供一种用于车辆的照明系统，包含：
光源，该光源具有周向地设置在方向盘周围的多个独立照明部分；以及
第一光致发光结构，第一光致发光结构设置在光源上并且配置为响应于被光源激发而发光，其中光源逐渐照明邻近部分以向驾驶员提示建议的方向盘转动方向。
根据本发明的一个实施例，其中光源包含多个印刷LED。
根据本发明的一个实施例，其中第一光致发光结构包含至少一种光致发光材料，至少一种光致发光材料配置为将从至少一部分光源接收到的输入光转换为可见光，可见光被输出到可视部分。
根据本发明的一个实施例，其中输入光包含蓝色光、紫色光和紫外光中的一种。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含：
与方向盘分开的第二光致发光结构。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含控制器，控制器响应于至少一种车辆相关状况而控制光源的激活状态。
根据本发明的一个实施例，其中光源与全球定位系统配合以指示乘员改变方向盘定向。
根据本发明，提供一种照明系统，包含：
方向盘，方向盘具有中心毂和通过辐条连接到毂的轮圈；
发光总成，该发光总成设置在轮圈上并且具有多个独立照明部分，其中独立照明部分包括位于其中的变化的密集度的光源；
第一发光结构，第一发光结构设置在方向盘上并且配置为响应于被至少一部分发光总成激发而发光。
根据本发明的一个实施例，其中发光总成包含印刷LED。
根据本发明的一个实施例，其中发光总成配置为基于被照明的轮圈的部分来向乘员提示推荐的转动幅度。
根据本发明的一个实施例，其中发光结构包含至少一种发光材料，发光材料配置为将从至少一部分印刷LED接收到的输入光转换为可见光，可见光被输出到可视部分。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含：
与轮圈分开的第二发光结构。
根据本发明的一个实施例，其中第一发光结构以第一颜色照明并且第二发光结构以第二颜色照明。
根据本发明的一个实施例，其中发光总成具有大体配合轮圈半径的第一曲率以及大体配合形成轮圈的基底的横截面形状的第二横向曲率。
根据本发明，提供一种车辆方向盘总成照明系统，包含：
光源，该光源设置在方向盘上并且配置为使光指向远离方向盘的两个相反的方向；
第一光致发光结构，第一光致发光结构设置在方向盘上，其中第一光致发光结构配置为响应于被光源输出的光激发而发光；以及
第二光致发光结构，该第二光致发光结构设置在与方向盘总成分开的车辆部件上。
根据本发明的一个实施例，其中光源包含多个印刷LED。
根据本发明的一个实施例，其中第一光致发光结构包含至少一种光致发光材料，至少一种光致发光材料配置用于将从至少一部分光源接收到的输入光下变频为可见光，可见光被输出到可视部分。
根据本发明的一个实施例，其中输入光包含蓝色光、紫色光和紫外光中的一种。
根据本发明的一个实施例，其中光源具有大体配合方向盘的轮圈半径的第一曲率以及大体配合形成方向盘的轮圈的基底的横截面形状的第二横向曲率。
根据本发明的一个实施例，其中光源配置为基于方向盘轮圈被照明的部分来向乘员提示推荐的转动幅度。
本领域的技术人员一经研究下列说明书、权利要求以及附图就可以理解和领会本发明的这些以及其它方面、目标以及特性。
附图说明
在图中：
图1是根据一个实施例的配备有照明系统的车辆内部透视图，该照明系统使用在方向盘总成上；
图2是根据一个实施例的设置在车辆内部的方向盘总成的主视图，该方向盘总成使用了照明系统；
图3A是根据一个实施例的沿图2的线III-III截取的剖视图，示出了光源；
图3B是根据一个实施例的沿图2的线III-III截取的剖视图，进一步示出了光源；
图3C是根据一个实施例的沿图2的线III-III截取的剖视图，示出了可选的光源；
图3D是根据一个实施例的沿图2的线III-III截取的剖视图，示出了具有发光结构的光源，该发光结构被设置在光源上的透光部分分开；
图3E是根据一个实施例的沿图2的线III-III截取的剖视图，示出了具有设置在光源上的发光结构的可选光源，该发光结构配置用于将从光源发射的一部分光从第一波长转换为第二波长；
图4根据一个实施例说明了发光总成的俯视图，该发光总成横向地沿着发光总成具有不同类型和密集度的LED源；
图5A是根据一个实施例的使用照明系统的车辆方向盘总成的主视图；
图5B是根据一个实施例的使用照明系统的车辆方向盘总成的主视图；
图6说明了使用照明系统和位于车辆部件上的第二发光部分的车辆内部示例性透视图；
图7根据另一个实施例说明了使用照明系统的车辆内部的示例性透视图，该照明系统具有设置在与方向盘分开的部件中的光源；以及
图8是车辆和照明系统的框图。
具体实施方式
这里为了说明的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”和它们的派生词应当与本发明如图1中的定向相关。但应理解的是，本发明可以采取各种可选的定向，除非有明确相反的规定。也应该理解的是，在附图中示出的以及在下列说明书中描述的特定装置和程序仅仅是所附权利要求所限定的发明构思的示例性实施例。因此，关于这里所公开的实施例的特定的尺寸以及其它物理特性不应认为是限制，除非权利要求另有明确表述。
根据需要，在此公开了本发明的详细实施例。然而，应当理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例，其可以体现为不同的和替代的形式。附图不一定是具体设计，且为了呈现功能概况，一些图可以被夸大或缩小。因此，在此公开的特定的结构和功能细节不应被解释为限制，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员多方面使用本发明的典型基础。
如在此所用的，当用于一系列两个或多个项目中时使用的术语“和/或”意味着可以单独使用任何一个所列项目或可以使用两个或多个所列项目的任意组合。例如，如果混合物被描述为包含组分A、B和/或C，混合物可以包含单独的A；单独的B；单独的C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或A、B和C的组合。
下述公开描述一种照明系统，该照明系统配置用于照明位于车辆方向盘总成附近的区域。该照明系统可以有利地使用一种或多种光致发光结构以响应于预定事件而照明。一种或多种光致发光结构可以配置用于将从相关光源接收到的光进行转换并且以典型存在于可见光谱内的不同波长的光重新发射。在一些实施例中，光源可以实施薄型设计，因此有助于将光源装配到车辆内小的组装空间中，在这种小的组装空间中传统光源可能是无法实施。
参照图1，根据一个实施例的照明系统10设置在车辆14的方向盘总成12内，照明系统10配置用于照明位于方向盘16附近的区域和/或车辆14的一个或多个部件。方向盘总成12配置为控制车辆14的转向操作。方向盘总成12可以安装到车辆14内部仪表盘18的一部分上。方向盘总成12可以包括转向柱20以及连接到转向柱用于与转向柱20一起转动的方向盘16。方向盘16可以包括毂22和通过至少一个辐条26连接到毂22的轮圈24。根据所示的实施例，三个辐条26被用于连接毂22和轮圈24，辐条26大体集中在方向盘16的下半部分上，以提供对设置在方向盘16的车辆前方的仪表组28的足够视野。然而可以想到，在不脱离本发明构思的情况下，可以以任何定向使用任何数量的辐条26。
当驾驶员想要控制车辆14的车轮转向时，驾驶员转动方向盘16的轮圈24。由于轮圈24通过辐条26被连接到毂22，轮圈24的转动引起毂22和连接到毂22的轴30的转动。轴30被连接到转向连动装置(未示出)，该装置调整车辆车轮的角度位置从而控制转向。
车辆14可以进一步包括座椅总成32，座椅总成32包括与座椅靠背36可枢转地连接的座椅34和控制车辆变速器操作模式的变速杆38。应该明白的是，这里所述的方向盘总成12可以用于任何车辆14，例如但不限于小轿车、四门轿车、货车、运动型多用途车、厢式货车等。而且，应该明白的是，也可以根据本发明的原理来制造存在于车辆14其它位置处的任何照明系统。
如图2所示，方向盘16包括将毂22连接到轮圈24的辐条26。毂22可以包括支撑元件40，支撑元件40可以提供毂22和/或辐条26和轮圈24的结构支撑。饰件42可以被附接和设置到支撑元件40的车辆后部。安全气囊(未示出)可以设置在支撑元件40和饰件42之间。饰件42可以进一步包括位于其上的标志44，例如徽章、标志或乘员信息(如安全气囊位置)。毂22和/或辐条26的任何部件可以包括位于其上用于控制多个车辆功能的控制器46。例如，控制器46可以激活车喇叭。此外或可选地，控制器46可以被用于控制巡航控制系统。另外的控制器46可以被用于操作音频系统、电话和语音控制系统、导航系统、立体声系统和车载计算机功能或乘员可能需要的任何其它功能。
轮圈24可以由具有位于其上的覆盖元件50的基底48形成。在示例性实施例中，基底48是具有圆形横截面的金属或塑料棒。在另一实施例中，基底48是空心管元件。在可选的实施例中，基底48具有矩形或多边形横截面形状。可以使用任何合适的材料形成基底48，包括但不限于钢、铝和镁。同样，可以使用任何合适的聚合物材料形成基底48，例如硅改性的聚碳酸酯、尼龙、聚酯、聚苯醚、聚丙烯和聚氨酯。
覆盖元件50可以设置在基底48上并且可以是柔性或大体刚性材料。根据一个实施例，覆盖元件50是包含热塑性弹性体的柔性材料，例如热塑性聚烯烃或热塑性聚氨酯、乙烯基树脂、皮革、织物或适于提供基底48上方的柔性层的其它材料，如本领域已知的。一个或多个中间部件可以设置在基底48和覆盖元件50之间，中间部件也可以足够柔韧，以在应用外部力的情况下弯曲，例如由车辆驾驶员的手施加的压力，从而在需要时压缩覆盖元件和/或中间部件。例如，方向盘总成12可以包括中间部件以使方向盘16可以是温度受控的以在操纵车辆14时加热和冷却乘员的手，如本领域已知的。
在可选的实施例中，覆盖元件50可以由大体刚性的材料制造。根据一个实施例，覆盖元件50配置为由木质材料制成的护板。应明白的是，在不脱离本发明构思的情况下，覆盖元件50可以由任何其它可行的材料配置。而且，应理解的是，覆盖元件50可以包括位于其上的任何另外的层以保护覆盖元件50或保护所需的美的外观。
光源52可以设置在方向盘总成12上和/或其内。如所示的，光源52被设置在轮圈24上并且定向为朝向设置在车辆14内的乘员发射光。根据一个实施例，光源52包括连接、附接或设置在覆盖元件50部分下方的柔性电路板(例如铜柔性电路板)。在这样的设置中，柔性电路板可以与轮圈24的弯曲部分一起弯曲以容许照明系统10轮廓与方向盘16轮廓一致。
光致发光结构62应用于或以其它方式设置在光源52上和/或光源52附近。一个或多个光源52可以设置在照明系统10内并且配置用于朝向目标位置发射光。更具体地，从光源52朝向目标位置发射的光可以被光致发光结构62转换并且以典型存在于可见光谱内的具有不同波长的光重新发射。根据所示的实施例，目标位置是设置为邻近方向盘16的区域。可以想到的是，照明系统10可以具有各种目标位置，以使照明系统10可以用于多种功能。示例性功能包括用作欢迎/欢送灯、报警指示器、环境照明和/或向它的乘员提供关于车辆14的部件148(图6)的信息的灯。
光源52可以包覆成型或以其它方式附接到方向盘16的部分，例如轮圈24。根据图2所示的实施例，轮圈24和光源52同时被放置在模具内并且将包覆成型材料66设置在轮圈24和光源52的组合的上方。在包覆成型材料66在压力下固化的实施例中，可以在部分固化的状况下将包覆成型材料66应用到轮圈24。在一个实施例中，包覆成型工艺包括通过喷涂、刷涂、浸渍、印刷、层压或压延将包覆成型材料66应用到轮圈24和光源52的组合的至少一部分上方，之后使包覆成型材料66固化。这样的工艺可以使轮圈24和光源52彼此附接。在一些实施例中，包覆成型材料66可以包括聚合物材料、硅、聚氨酯材料、乙烯基树脂和/或设置在通常与车辆14的乘员接触的区域内有利或结构稳定的任何其它材料。而且，在一些实施例中，包覆成型材料66可以是透明或半透明的并且可以提供光漫射特性。也可以想到的是，在一些实施例中，覆盖元件50和包覆成型材料66可以是相同的部件或彼此整体成型。
参考图3A-3E，根据一个实施例示出了能够用在车辆14上的光源52的剖视图，光源52具有外部光致发光结构62。如图3A说明的，光源52可以具有包括发光总成60、光致发光结构62、可视部分64和包覆成型材料66的堆叠设置。应明白的是，可视部分64和包覆成型材料66可以是两个分开的部件或者可以作为一个部件整体成型。
发光总成60可以对应于薄膜或印刷发光二极管(LED)总成并且包括作为其最底层的基部元件68。基部元件68可以包括近似0.005到0.060英寸厚的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料或本领域已知的任何其它材料并且设置在所需的车辆14表面上方，光源52被接收在该表面上(例如轮圈24)。可选地，作为节约成本的措施，基部元件68可以直接对应于已有的车辆结构(例如轮圈24、外面板和/或内面板)。
发光总成60包括设置在基部元件68上方的正极70。正极70包括导电环氧树脂，例如但不限于含银或含铜的环氧树脂。正极70电连接到多个LED源72的至少一部分，LED源72设置在半导体油墨74内并且应用于正极70上方。同样地，负极76也电连接到LED源72的至少一部分。负极76设置在半导体油墨74上方并且包括透明或半透明的导电材料，例如但不限于氧化铟锡。此外，正极70和负极76中的每一个通过对应的汇流条82、84和导线86、88电连接到控制器78和电源80。可以沿正极70和负极76的相对边印刷汇流条82、84，并且汇流条82、84和导线86、88之间的连接点可以位于每个汇流条82、84的对角处，从而促进沿汇流条82、84的均匀的电流分布。应该明白的是，在不脱离本发明的构思的情况下，在可选的实施例中发光总成60内的部件的定向可以改变。例如，负极76可以被设置在半导体油墨74下方并且正极70可以被设置在上述半导体油墨74上方。同样地，如汇流条82、84的另外的部件也可以以任何定向设置以使发光总成60可以朝向所需位置发射输入光100(图3B)。
LED源72以随机或受控的方式分散在半导体油墨74中并且可以配置为朝向光致发光结构62发射聚焦或非聚焦光。LED源72可以对应于尺寸近似约5到约400微米的氮化镓元件的微型LED并且半导体油墨74可以包括多种粘结剂以及电介质材料，粘结剂以及电介质材料包括但不限于镓、铟、碳化硅、磷和/或半透明的聚合物粘结剂中的一种或多种。
可以通过多种印刷工艺向正极70的选定部分应用半导体油墨74，包括喷墨和丝网印刷工艺。更具体地，可以设想将LED源72分散在半导体油墨74内且将形状和尺寸设置为使大量的LED源72在半导体油墨74沉积期间与正极70和负极76对齐。最终电连接到正极70和负极76的部分LED源72可以通过汇流条82和84、控制器78、电源80和导线86和88的组合来点亮。根据一个实施例，电源80可以对应于在12到16V的直流下操作的车载电源80。关于发光总成构建的附加信息在2014年3月12日提交的、由洛文塔尔(Lowenthal)等人发明的、美国专利公开号为2014/0264396A1、名称为“从基底移除的超薄印刷LED层”的专利申请中进行了公开，在此通过引用包含其全部内容。
仍参考图3A，光致发光结构62作为涂层、层、薄膜或其它合适的沉积层设置于负极76上方。关于当前所述的实施例，光致发光结构62可以设置为多层结构，该多层结构包括能量转换层90、可选的稳定层92和可选的保护层94。
能量转换层90包括具有利用磷光或荧光特性的能量转换元件的至少一种光致发光材料96。例如，光致发光材料96可以包括有机或无机荧光染料，包括萘嵌苯(rylene)、呫吨(xanthene)、卟啉(porphyrin)、酞菁染料(phthalocyanine)。另外或可选地，光致发光材料96可以包括来自铈(Ce)掺杂的石榴石的组的磷光剂，例如YAG(钇铝石榴石):Ce。可以通过使用多种方法将光致发光材料96分散在聚合物基体内以形成均匀混合物来制备能量转换层90。这样的方法可以包括从液体载体介质中的制剂制备能量转换层90且将能量转换层90涂到负极76或其它所需基部元件68上。可以通过涂装(painting)、丝网印刷、柔性版印刷、喷涂、狭缝涂覆(slot coating)、浸渍涂覆(dip coating)、滚筒涂覆(rollercoating)、棒式涂覆(bar coating)和/或本领域已知的任何其它方法将能量转换层90应用到负极76。可选地，可以通过不使用液体载体介质的方法来制备能量转换层90。例如，可以通过将光致发光材料96分散在可以结合到聚合物基体内的固态溶液(在干燥状态的均匀混合物)中来呈现能量转换层90，聚合物基体是通过挤出、注塑密封、压密封缩、压延、热成型等成型。
为了保护包含在能量转换层90内的光致发光材料96不被光解和热降解，光致发光结构62可以包括稳定层92。稳定层92可被配置为光学耦合和粘附到能量转换层90或以其它方式与之整合的单独的层。光致发光结构62也可以包括保护层94，保护层94光学耦合和粘附到稳定层92或其它层(例如在没有稳定层92时的能量转换层90)以保护光致发光结构62不受由环境暴露所产生的物理和化学损伤。可以通过每层的顺序涂覆或印刷、通过顺序层压或压印、或任何其它合适的方式使稳定层92和/或保护层94与能量转换层90结合。有关光致发光结构构建的附加信息在2011年11月8日提交的、由金斯利(Kingsley)等人发明的、美国专利号为8,232,533、名称为“用于高效电磁能量转换和持续二次发射的光解稳定和环境稳定的多层结构”的专利中进行了公开，在此通过引用包含其全部公开内容。
在操作中，光致发光材料96被制备为一经从发光总成60的至少一部分LED源72接收到特定波长的输入光100(图3B)就被激发。如此，输入光100经历能量转换过程并且以不同的波长重新发射。根据一个实施例，光致发光材料96可以被制备为将输入光100转换为更长波长的光，另外被称为下变频。可选地，光致发光材料96可以被制备为将输入光100转换为更短波长的光，另外被称为上变频。按照任何一种方法，由光致发光材料96转换后的光可立刻从光致发光结构62中输出102(图3B)或以其它方式用在能量级联中，在能量级联中转换后的光用作输入光以激发位于能量转换层90内的光致发光材料96的另外的制剂，由此后续转换后的光之后可以从光致发光结构62输出或用作输入光，以此类推。关于这里所述的能量转换过程，输入光100和转换后的输出光102之间的波长差被称为斯托克斯位移(Stokes shift)且用作对应于光的波长变化的能量转换过程的主要驱动机制。
继续参考图3A，可视部分64设置于光致发光结构62上方。在一些实施例中，可视部分64可以包括塑料、硅、或聚氨酯材料并且成型在光致发光结构62和发光总成60上方。优选地，可视部分64应该是至少部分可透光的。以这种方式，可视部分64可以在进行能量转换过程的任何时刻被光致发光结构62照明。此外，通过包覆密封可视部分64，它也可以用于保护光致发光结构62和发光总成60。可视部分64可以设置为平面状和/或弧形以提高其处于发光状态时的可视能力。类似于光致发光结构62和发光总成60，可视部分64也可以受益于薄的设计，如此有助于将光源52安装到车辆14的小的组装空间内。
在一些实施例中，可以在可视部分64和光致发光结构62之间设置装饰层98。装饰层98可以包括聚合物材料或其它合适的材料并且配置用于控制或改变光源52的可视部分64的外观。例如，装饰层98配置为在可视部分64处于未照明状态时赋予可视部分皮革外观。在其它实施例中，装饰层98可以着色为任何颜色以与接收光源52的车辆结构互补。例如，装饰层98在颜色上可以类似于轮圈24的颜色，以使照明系统10在处于未照明状态时大体隐藏。可选地，装饰层98可以提供标志44和/或车标，以使装饰层98和标志44可以是背光式和/或被发光总成60以其它方式照明。在任何情况下，装饰层98应该是至少部分透光的，从而在进行能量转换过程的任何时刻不会阻止光致发光结构62照明可视部分64。
包覆成型材料66被设置在发光总成60和光致发光结构62周围并且可以与可视部分64整体成形。包覆成型材料66可以保护发光总成60免受由环境暴露所引起的物理和化学损伤。包覆成型材料66与其它材料相比可以具有粘弹性(即具有粘性和弹性两者)、低的杨氏模量和/或高的失效应变，以使包覆成型材料66在被接触时可以保护发光总成60。例如，包覆成型材料66可以保护发光总成60免受在乘客使用设置了照明系统10的方向盘总成12时所产生的重复接触。
在一些实施例中，可以单独并与发光总成60分开地使用光致发光结构62。例如光致发光结构62可以定位在邻近——但不物理接触——发光总成60的车辆部件或表面上，如下文更详细地说明的。应理解的是，在光致发光结构62被并入与光源52分开的不同部件的实施例中，光源52仍可以具有与参照图3A所述的光源52相同或相似的结构。
参考图3B，根据一个实施例示出了用于产生单色发光的能量转换过程104。为了说明的目的，在下文使用图3A中描述的光源52来说明能量转换过程104。在这个实施例中，光致发光结构62的能量转换层90包括单一的光致发光材料96，光致发光材料96配置用于将从LED源72接收到的输入光100转换为具有与输入光100的相关波长不同波长的输出光102。更具体地，光致发光材料96被制备为具有吸收光谱，该吸收光谱包括从LED源72供应的输入光100的发射波长。光致发光材料96也被制备为具有产生转换后的可见输出光102的斯托克斯位移，该可见光具有表现为所需颜色的发射光谱，所需的颜色根据照明应用可以变化。转换后的可见输出光102从光源52经过可视部分64输出，由此使可视部分64以所需的颜色照明。在一个实施例中，以下变频方式进行能量转换过程104，在该情况下输入光100包括位于可见光谱较低端的光，例如蓝色光、紫色光或紫外(UV)光。如此使蓝色、紫色或UV LED用作LED源72，该LED源可以提供优于单纯使用所需颜色的LED以及连同上述的能量转换过程的相对成本优势。而且，由可视部分64所提供的照明可以提供独特、大体均匀和/或吸引人的视觉体验，该视觉体验难以通过非光致发光手段复制。
参考图3C，根据一个实施例示出了用于产生多种颜色的光的第二能量转换过程106。为了保持一致性，下文同样使用图3A中所示的光源52描述第二能量转换过程106。在这个实施例中，能量转换层90包括散布在能量转换层90中的第一光致发光材料96和第二光致发光材料108。可选地，如果需要，光致发光材料96、108可以彼此分离。同样地，应明白的是，能量转换层90可以包括多于两种不同的光致发光材料96、108，本发明提供的构思在这种情况下同样适用。在一个实施例中，第二能量转换过程106通过使用蓝色、紫色和/或UV光作为激励源的下变频方式发生。
关于当前说明的实施例，光致发光材料96、108的激发互不相交。也就是，光致发光材料96、108被制备为具有非重叠的吸收光谱和产生不同发射光谱的斯托克斯位移。同样地，在制备光致发光材料96、108中，应注意将相关的斯托克斯位移选择为使从光致发光材料96、108中的一个发射的转换后的输出光102不会激发另一个，除非期望如此。根据一个示例性实施例，以LED源72a示例性示出的LED源的第一部分72配置用于发射输入光100，该输入光100具有仅激发光致发光材料96并且使输入光100被转换为第一颜色(例如白色)的可见输出光102的发射波长。同样地，以LED源72b示例性示出的LED源的第二部分72b配置用于发射输入光100，该输入光100具有仅激发第二光致发光材料108并且使输入光100被转换为第二颜色(例如红色)的可见输出光102的发射波长。优选地，第一颜色和第二颜色彼此在视觉上可区分。以这种方式，可以使用控制器78选择性地激活LED源72a和72b，以使光致发光结构62以各种颜色发光。例如，控制器78可以仅激活LED源72a以单独激发光致发光材料96，使可视部分64以第一颜色照明。可选地，控制器78可以仅激活LED源72b以单独激发第二光致发光材料108，使可视部分64以第二颜色照明。
仍可选地，控制器78可以同时激活LED源72a和72b，以使光致发光材料96、108两者都被激发，使可视部分64以第三颜色照明，第三颜色是第一和第二颜色的混合颜色(例如粉红色)。从每个光源72a、72b发射的输入光100的强度也可以彼此成比例地变化，以获得另外的颜色。对于包含多于两种不同光致发光材料96、108的能量转换层90而言，可以实现更多样的颜色。可以想到的颜色包括红色、绿色、蓝色以及它们的组合，组合包括白色，所有颜色都可以通过选择合适的光致发光材料以及恰当地操作它们对应的LED源72来实现。
参考图3D，根据可选实施例说明了第三能量转换过程110，第三能量转换过程110包括如参考图3A所描述的发光总成60以及设置在发光总成60上的光致发光结构62。光致发光结构62配置用于将从LED源72接收到的输入光100转换为可见输出光102，可见输出光102具有与输入光100的相关波长不同的波长。更具体地，光致发光结构62被制备为具有吸收光谱，该吸收光谱包括由LED源72提供的输入光100的发射波长。光致发光材料96也被制备为具有产生转换后的可见输出光102的斯托克斯位移，该可见输出光102具有表现为所需颜色的发射光谱，该颜色可以根据照明应用而变化。
光致发光结构62可以被应用到发光总成60的仅一部分，例如，以带状方式。在光致发光结构62之间可以是透光部分112，透光部分112容许从LED源72发射的输入光100以第一波长穿过该透光部分112。透光部分112可以是开放空间或者可以是透明或半透明材料。穿过透光部分112发射的输入光100可以从发光总成60指向第二光致发光结构132(图5)，第二光致发光结构132设置为邻近发光总成60。第二光致发光结构132可以配置为响应于输入光100而发光，该输入光100被引导穿过透光部分112。
参考图3E，说明了利用如参考图3A所述的发光总成60以及设置在发光总成60上的光致发光结构62产生多种颜色的光的第四能量转换过程114。在这个实施例中，光致发光结构62被设置在发光总成60的顶部。光致发光材料96的激发被制备为使从LED源72发射的输入光100的一部分以第一波长穿过光致发光结构62(即，从光源52发射的输入光100不被光致发光结构62转换)。可以通过脉冲宽度调制或电流控制改变发射输入光100的强度以改变从LED源72发射的输入光100在没有转换成第二输出波长102的情况下穿过光致发光结构62的量。例如，如果光源52被配置为以低水平发射输入光100，大体所有的输入光100可以被转换为第二波长的输出光102。在该配置中，可以从发光总成60发射对应于光致发光结构62的颜色的输出光102。如果光源52配置为以高水平发射输入光100，那么仅一部分第一波长被光致发光结构62转换。在这种配置中，输入光100的第一部分可以被光致发光结构62转换并且输入光100的第二部分光可以由发光总成60以第一波长朝向设置为邻近光源52的另外的光致发光结构132发射。另外的光致发光结构132可以响应于从光源52发射的输入光100而发光。
根据一个示例性实施例，以LED源72d示例性示出的LED源72的第一部分配置用于发射输入光100，该输入光100具有激发光致发光结构62内的光致发光材料96并且使输入光100被转换为第一颜色(例如白色)的可见输出光102的波长。同样地，以LED源72c示例性示出的LED源72的第二部分配置用于发射输入光100，该输入光100具有穿过光致发光结构62并且激发设置为邻近照明系统10的另外的光致发光结构132的波长，由此以第二颜色照明。第一和第二颜色在视觉上彼此可区分。以这种方式，可以使用控制器78选择性地激活LED源72d和72c以使照明系统10以各种颜色发光。
发光总成60也可以包括光学装置116，光学装置116配置用于将从LED源72d、72c发射的输入光100和从光致发光结构62发射的输出光102引导为朝向预定的位置。例如，从LED源72d、72c以及光致发光结构62发射的输入光100和输出光102可以被引导和/或聚焦为朝向邻近光源52的所需的部件148(图6)和/或位置。
参考图4，从俯视图说明了根据一个实施例的发光总成60，发光总成60横向地沿着发光总成60具有不同类型和密集度的LED源72a、72d。如所示的，发光总成60的第一部分118包括LED源72a，LED源72a配置用于发射输入光100，输入光100具有在第一颜色(例如白色)光谱内的发射波长。同样的，发光总成60的第二部分120包括LED源72d，LED源72d配置用于发射输入光100，该输入光100具有在第二颜色(例如红色)光谱内的发射波长。可以利用本领域已知的任何方式通过绝缘或不导电的屏障122将发光总成60的第一部分118和第二部分120与邻近设置的部分分开，以使每个部分118、120可以独立于任何其它部分118、120地被照明。而且，设置在发光总成60内的每个部分118、120可以包括被连接到控制器78并且配置用于照明各个部分118、120的各自的汇流条82、84、124、126、128、130。应明白的是，在可选的实施例中，如上文所述，汇流条82、84、124、126、128、130可以连接到发光总成60位于相对侧的各部分118、120上。
根据一个实施例，第一和第二颜色在视觉上彼此可区分。以这种方式，可以使用控制器78选择性地激活LED源72a和72d以使LED源72a、72d以不同的颜色照明。例如，控制器78可以激活仅LED源72a以单独地以第一颜色照明发光总成60的部分118。可选地，控制器78可以激活仅LED源72d以单独地以第二颜色照明发光总成60的部分120。应明白的是，发光总成60可以包括任何数量的具有不同LED源72a、72d的部分118、120，该部分118、120以任何所需的颜色照明。而且，也应明白的是，可以按照任何可行的方式定向具有不同LED源72a、72d的部分并且不需要设置为邻近。
半导体油墨74也可以包含各种密集度的LED源72a、72d，以使LED源72a、72d的密度或单位面积内的LED源72a、72d的数量可以针对各种照明应用而调整。在一些实施例中，LED源72a、72d的密度可以在整个光源52的长度上变化。例如，发光总成60的中间部分120可以具有比周边部分118更大的LED源72的密度，或反之亦然。在这样的实施例中，光源52可以表现的更亮或具有更大的照度，以优先照明预定位置。在其它实施例中，LED源72a、72d的密度可以随着与预选择点的距离的增加而增加或降低。
参照图5A和5B，根据一个实施例，照明系统10配置为附接到方向盘16的轮圈24上。如所示的，发光总成60在车辆14后部方向上向发射大部分输入光100和输出光102。但可以想到的是，根据方向盘总成12的结构和组装，输入光100在车辆14内可以指向任何所需方向。
光致发光结构62与光源52可操作地连接。例如，根据一个实施例，光源52可以设置在覆盖元件50下方。光致发光结构62可以设置在覆盖元件50材料中并且可操作地连接到光源52。作为结果，覆盖元件50包含光致发光结构62的部分可以被光源52激发并且发射转换后的输出光102。
照明系统10可以进一步包括用户界面134，用户界面134设置为邻近照明系统10或位于车辆14内任何其它所需的位置。用户界面134可以配置为使用户可以控制由被点亮的LED源72a和/或LED源72d所发射的光的波长。可选地，用户界面134可以使照明系统10在多个模式和/或功能之间转换。用户界面134可以使用本领域已知的用于控制光源52的任何类型的控制器，例如但不限于开关(如接近传感器、推式按钮)，并且可以设置在任何可行的位置。例如用户界面134可以设置在其中一个辐条26上。
参照图5A，发光总成60示出为具有五个部分54a、54b、54c、54d、54e。每个部分54a、54b、54c、54d、54e可以单独照明并且以多种颜色和强度照明，如这里所述。这样的配置容许照明系统10用作通知乘员车辆转弯信号位置的转向信号通知。相应地，每个部分54a、54b、54c、54d、54e可以相继照明以提供车辆转向信号位置状态的方向指示。更具体地，部分54a可以首先照明，之后是部分54b、部分54c、部分54d并且由部分54e结束。每个先前照明的部分54a、54b、54c、54d在每个后续部分被照明时可以保持它的照明状态。可选地，当下一部分被照明时，每个部分54a、54b、54c、54d、54e可以返回到未照明状态。而且，照明系统10的相继照明可以持续重复，直至车辆转向信号返回到中立位置。应明白的是，上述示例并非限制并且在不脱离这里提供的构思的情况下针对多种车辆相关状况可以使用任何所需的照明模式。
图5A所示的实施例也可以与车载全球定位系统(GPS)一起使用。例如，如果车辆14具有所需的位置，GPS可以照明光源52的部分以通过使用任何照明模式(例如多个部分的相继照明)向驾驶员提示推荐的车辆14方向变化。应明白的是，发光总成60可以与车辆14内的另一系统一起向乘员提供任何所需的通知。例如，照明系统10也可以被车辆倒退辅助或挂车倒退辅助系统使用以向乘员提示推荐的方向盘16转向变化。而且，多个部分(如54a、54b、54c、54d、54e(图5A))可以部分或全部围绕轮圈24的外周，并且可以基于轮圈24周围被照明部分的数量或部分和/或强度向乘员表示推荐的转动幅度。更具体地，如果驾驶员应该使方向盘16顺时针转动九十度，那么可以照明轮圈24的四分之一，由此表示转动的量。进一步地，随着方向盘16转动时每个部分可以变为未照明，由此表示降低积累至原始期望角度所需的转动量。也可以想到的是，符号56(如箭头)可以设置在任何方向盘16部件上并且可以包含光致发光材料96或由发光总成60以背光式照明，以向车辆14的乘员呈现另外的信息。
参照图5B，照明系统10示出为与设置在车辆14的燃料箱内的燃料比例相关的燃料表140。随着车辆14中的燃料量消耗，光源52的部分58a、58b、58c、58d、58e可以变得无照明。
在一些实施例中，发光总成60也可以在车辆14感测到车辆14的一些部分有问题时照明它们一些或全部部分。例如，一经燃料消耗超过预定部分，发光总成60的部分可以闪烁以使乘员意识到需要行动。可以启动报警指示器的示例性问题包括低的轮胎压力、低的燃油压力、低的电池能量和/或在车辆14上的任何其它系统故障。
根据可选实施例，车辆14可以配备有加热和/或冷却方向盘16，如本领域已知的。照明系统10可以配置为在方向盘16被冷却时以第一颜色(例如蓝色)照明。类似地，方向盘16可以配置为在方向盘16被加热时以第二颜色(例如红色)照明。
参照图6，第一光致发光结构62设置在发光总成60上并且第二光致发光结构132设置在车辆14的部件148上，例如仪表组28和/或仪表盘18的部分。如上文所述，具有位于其上的光致发光结构62的发光总成60部分将输入光100转换为不同波长的输出光102。发光总成60的第二部分发射输入光100，该输入光之后被仪表组28上的第二光致发光结构132转换为不同波长的输出光102。输出光102可以被用作欢迎/欢送程序灯、环境灯以用于照明车辆14的任何内部部件148和/或报警指示器。
仍参照图6，两个发光总成60可以设置在轮圈24的两个相对侧上，其可以作为单个部件整体成型或单独附接到轮圈24。第一发光总成60具有位于其上用于朝向车辆14的乘员发射转换后的光的光致发光结构62。第二发光总成60可以设置在轮圈24的向车辆后方的部分上。从第二发光总成60发射的第一部分光可以被位于其上的光致发光结构62转换，由此提供环境光和/或背光照明方向盘16。从第二发光总成60发射的第二部分光可以指向位于方向盘16的车辆前方的部件148，部件148具有位于其上的第二光致发光结构62，例如仪表组28部分。第二光致发光结构132可以响应于从第二发光总成60发射的输入光100而照明，其响应于预定状况，如这里所述。相应地，光源52可以具有大体配合轮圈24的半径的第一曲率以及大体配合形成轮圈24的基底48横截面形状的第二横向曲率。
如图6所示，发光总成60可以附接、连接和/或包覆成型到轮圈24的顶面。因此，发光总成60可以平齐地安装到轮圈24的顶面，由此在未照明状态时从乘员的视野中部分地隐藏。根据一个实施例，照明系统10和/或它的一个或多个部件具有柔软舒适的封装部以保护照明系统10并且也限制照明系统10部分的弯曲。可以使用的示例性材料包括但不限于聚氯乙烯、硫化热塑性弹性体和聚酯弹性体。
可以想到使用邻近照明系统10的第二光致发光结构132，第二光致发光结构132可以设置在任何所需位置并且不限于仪表组28。例如，第二光致发光结构132可以设置在头枕上并且配置为在低的光照状况下照明它们的部分。此外，第二光致发光结构132也可以提供安全益处，例如通知到来的乘员车辆14内特定的部件148。
参照图7，示出了照明系统10的可选实施例。如所示的，光致发光结构62被设置在方向盘16的轮圈24上。光源52与车舱部分分开并且设置在车舱部分内。例如，光源52可以设置在车辆14的A-立柱136内或车辆14的车顶内衬138中。然而应明白的是，光源52可以设置在使光源52指向方向盘总成12的任何位置。输入光100可以是配置用于激发轮圈24上的光致发光结构62的第一波长。相应地，光致发光结构62可以以第二波长的输出光102照明。在一些实施例中，多种光致发光材料96可以设置在轮圈24上，其配置用于以各种颜色照明以使单个多波长光源52能够产生多种颜色的轮圈24照明。
参照图8，总体示出了车辆14的框图，在车辆14中实施了照明系统10。照明系统10包括与光源52通信的控制器78。控制器78可以包括存储器142，存储器142具有包含在其中的指令，指令由控制器78的处理器144执行。控制器78可以通过位于车辆14上的电源80向光源52或各自的汇流条82、84提供电能。此外，控制器78可以配置为基于从一个或多个车辆控制模块146接收的反馈来控制每个光源52发射的输入光100，车辆控制模块146是例如但不限于车身控制模块、发动机控制模块、转向控制模块、制动控制模块等和/或它们的组合。通过控制光源52发射的输入光100，照明系统10可以以多种颜色和/或模式照明以提供美的外观或可以向意向的观察者提供车辆信息。例如，当照明系统10被点亮时，照明系统10可以通知车辆14的乘员关于车辆14的特定状况。
在操作中，光致发光结构62可以展示出周期的单色或多色照明。例如，控制器78可以激励光源52通过LED源72周期地发射仅第一波长的输入光100以使光致发光结构62以第一颜色周期照明。可选地，控制器78可以激励光源52通过LED源72周期地发射仅第二波长的输入光100以使光致发光部分以第二颜色周期照明。可选地，控制器78可以激励光源52同时并且周期地发射第一波长和第二波长的输入光100以使光致发光结构62以第三颜色周期照明，第三颜色由第一和第二颜色相加的混合光所限定。仍可选地，控制器78可以激励光源52在周期发射第一和第二波长的输入光100之间变换，以使光致发光结构62通过在第一颜色和第二颜色之间变换而周期照明。控制器78可以激励光源52以规则的时间间隔和/或不规则的时间间隔周期地发射第一波长和/或第二波长的输入光100。
在另一实施例中，照明系统10可以包括用户界面134。用户界面134可以配置为使用户可以控制由LED源72发射的输入光100的波长和/或被点亮的LED源72。这样的配置可以容许用户控制照明哪些部件148(图6)(如环境灯、报警指示器、转向信号等)被照明。
关于上述示例，控制器78可以通过脉冲宽度调节或电流控制来改变发射的第一和第二波长的输入光100的强度。在一些实施例中，控制器78可以配置为通过发送控制信号来调节发射光的颜色，该信号用于调节光源52的强度或能量输出水平。例如，如果光源52配置为以低水平输出第一发射，大体上所有的第一发射可以被转换为第二发射。在该配置中，对应于第二发射的光的颜色可以对应于来自照明系统10的发射光的颜色。如果光源52配置为以高水平输出第一发射，仅部分第一发射可以被转换为第二发射。在该配置中，对应于第一发射和第二发射的混合光的颜色可以作为发射光输出。以这种方式，每个控制器78可以控制发射光的输出颜色。
虽然低强度水平和高强度水平参考第一发射的输入光100进行说明，但应理解的是，第一发射的输入光100的强度可以在多种强度水平之间变化以调节对应于从照明系统10发射光的颜色色调。强度变化可以手动改变或基于预定状况利用控制器78自动改变。根据一个实施例，第一强度可以是在光传感器感测到日光的状况下由照明系统10输出。第二强度可以是在光传感器确定车辆14在低光环境下操作时由照明系统10输出。
如这里所述，输出光102的颜色可以主要取决于使用在光致发光结构62中的特定光致发光材料96。此外，光致发光结构62的转换能力主要取决于使用在光致发光结构62中的光致发光材料96的浓度。通过调节从光源52输出的强度范围，如这里所述的光致发光结构62中的光致发光材料96的浓度、类型和比例可操作为通过将第一发射与第二发射混合来产生发射光的多种颜色色调。
相应地，这里已经有利地提供了使用方向盘总成的照明系统。该方向盘总成保持结构性能，同时提供具有功能和装饰特性的发光。在一些实施例中，光源可以实施为薄的设计，由此有助于将光源安装到传统光源无法实施的车辆14小的组装空间内。
具有本领域普通技术的人员应该明白的是，所述发明以及其它部件的构造并不限于任何特定的材料。这里所公开的本发明的其它示例性实施例可以由多种材料形成，除非这里另有说明。
为了该公开的目的，术语“连接”(以其所有的形式，连接(现在时)、连接(现在分词)、连接(过去式)等)总体意思是两个部件彼此直接或间接接合(电或机械)。这样的接合可以是本质上固定的或本质上可移动的。可以通过两个部件(电或机械)和作为单一整体彼此或与两个部件整体成型的任何另外的中间元件来实现这样的接合。这样的接合本质上可以是长久的或是本质上可移动或可释放的，除非另有说明。
同样应当重点注意的是，在示例性实施例中示出的本发明元件的构造和设置仅仅是说明。虽然在本发明中仅对本发明的几个实施例进行了详细描述，但查阅本发明的本领域技术人员容易理解在实质上不脱离所述主题的创新教导和有利之处的情况下，许多变化是可行的(例如各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例变化、参数值、安装设置、材料的使用、颜色、取向等)。例如，显示为整体成型的元件可以构造为多个部件或以多个部分示出的元件可以整体成型，交互操作可以反转或以其它方式变化，结构和/或元件或连接件或其它系统元件的长度或宽度可以变化，设置在元件之间的调整位置的性质或数量可以变化。应当注意的是，系统的元件和/或总成可以由提供足够的强度或耐久性的各种材料中的任何一种、以多种颜色、质地和它们的组合中的任何种类来构造。相应地，所有这样的变化旨在包括于本发明的范围内。在不脱离本发明精神的情况下，可以在所需的和其它示例性实施例的设计、操作状况和设置中做出其它替换、改变、变化和省略。
应当理解的是，任何所述程序或在所述程序中的步骤可以与所公开的其它程序或步骤组合以形成本发明范围内的结构。这里所述的示例性结构和程序是说明的目的而并非解释为限制。
也应当理解的是，在不脱离本发明构思的情况下，可以对上述结构和方法做出变化和修改，并且进一步应当理解的是，这些构思旨在被下述权利要求覆盖，除非这些权利要求通过其文字另有明确表述。

Claims (20)

1.一种用于车辆的照明系统，包含：
设置在方向盘上的光源；以及
第一光致发光结构，所述第一光致发光结构设置在所述光源上并且配置为响应于被所述光源激发而发光。
2.根据权利要求1所述的用于方向盘总成的照明系统，其中所述光源包含多个印刷LED。
3.根据权利要求2所述的用于方向盘总成的照明系统，其中所述第一光致发光结构包含至少一种光致发光材料，所述至少一种光致发光材料配置为将从至少一部分所述光源接收到的输入光下变频为可见光，所述可见光被输出到可视部分。
4.根据权利要求3所述的用于方向盘总成的照明系统，其中所述输入光包含蓝色光、紫色光和紫外光中的一种。
5.根据权利要求1所述的用于方向盘总成的照明系统，进一步包含：
与所述方向盘分开的第二光致发光结构。
6.根据权利要求1所述的用于方向盘总成的照明系统，进一步包含控制器，所述控制器响应于至少一种车辆相关状况而控制所述光源的激活状态。
7.根据权利要求1所述的用于方向盘总成的照明系统，其中所述光源与全球定位系统配合以指示乘员改变所述方向盘定向。
8.一种照明系统，包含：
方向盘，所述方向盘具有中心毂和通过辐条连接到所述毂的轮圈；
设置在所述轮圈上的光源；
第一发光结构，所述第一发光结构设置在所述方向盘上并且配置为响应于被至少一部分所述光源激发而发光。
9.根据权利要求8所述的照明系统，其中所述光源包含印刷LED。
10.根据权利要求8所述的照明系统，其中所述光源配置为基于被照明的所述轮圈的部分来向乘员提示推荐的转动幅度。
11.根据权利要求9所述的照明系统，其中所述发光结构包含至少一种发光材料，所述发光材料配置为将从至少一部分所述印刷LED接收到的输入光下变频为可见光，所述可见光被输出到可视部分。
12.根据权利要求8所述的照明系统，进一步包含：
与所述轮圈分开的第二发光结构。
13.根据权利要求12所述的照明系统，其中所述第一发光结构以第一颜色照明并且所述第二发光结构以第二颜色照明。
14.根据权利要求8所述的照明系统，其中所述光源具有大体配合所述轮圈半径的第一曲率以及大体配合形成所述轮圈的基底的横截面形状的第二横向曲率。
15.一种用于车辆方向盘总成的照明系统，包含：
设置在车辆内的光源；以及
第一光致发光结构，所述第一光致发光结构设置在方向盘上，其中所述第一光致发光结构配置为响应于被至少一部分所述光源输出的光激发而发光。
16.根据权利要求15所述的用于车辆方向盘总成的照明系统，其中所述光源包含多个印刷LED。
17.根据权利要求16所述的用于车辆方向盘总成的照明系统，其中所述第一光致发光结构包含至少一种光致发光材料，所述至少一种光致发光材料配置用于将从至少一部分所述光源接收到的输入光下变频为可见光，所述可见光被输出到可视部分。
18.根据权利要求17所述的用于车辆方向盘总成的照明系统，其中所述输入光包含蓝色光、紫色光和紫外光中的一种。
19.根据权利要求15所述的用于车辆方向盘总成的照明系统，其中所述光源具有大体配合所述方向盘的轮圈半径的第一曲率以及大体配合形成所述方向盘的所述轮圈的基底的横截面形状的第二横向曲率。
20.根据权利要求15所述的用于车辆方向盘总成的照明系统，其中所述光源配置为基于方向盘轮圈被照明的部分来向乘员提示推荐的转动幅度。
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