CN107150636B - 车辆徽章 - Google Patents

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Abstract

本文提供一种徽章。所述徽章包括连接到壳体的衬底。壳体包括可视部分。光源与光学器件可操作地耦合。反射构件进一步设置在徽章内。从光源发射的激发光的第一部分经引导朝向可视部分的第一部分通过光学器件。激发光的第二部分通过反射构件朝向可视部分的第二部分反射。

Description

车辆徽章
技术领域
本发明一般涉及车辆灯照系统，尤其涉及采用一个或多个光致发光结构的车辆灯照系统。
背景技术
使用因光致发光结构引起的照明提供独特和有吸引力的观看体验。因此期望在汽车的各种灯照应用中实施这样的结构。
发明内容
根据本发明的一个方面，公开一种徽章。所述徽章包括连接到壳体的衬底。壳体具有可视部分。光源与光学器件可操作地耦合。徽章进一步包括反射构件。从光源发射的激发光的第一部分通过光学器件朝向可视部分的第一部分引导，并且激发光的第二部分由反射构件朝向可视部分的第二部分反射。
根据本发明的另一方面，公开一种徽章。徽章包括连接到壳体的衬底。壳体具有可视部分。配置成发射激发光的光源与光学器件可操作地耦合。第一光致发光结构设置在光学器件内，其配置成响应于接收激发光而发射第一转换光。徽章进一步包括反射构件。第二光致发光结构由从反射构件反射出的激发光激发。
根据本发明的另一方面，公开一种徽章。徽章包括具有可视部分的壳体。变化宽度的光散射层设置在可视部分的后部。装饰层设置在光散射层的后部。光学器件可操作地与光源耦合。光源配置成发射激发光。第一光致发光结构设置在装饰层后部并且配置成响应于接收激发光而发射第一转换光。
本领域的技术人员通过对下列说明书、权利要求以及附图的学习可以理解和领会本发明的这些以及其他方面、目标、以及特性。
附图说明
在附图中：
图1A是根据一个实施例的呈现为用于在车辆徽章中使用的涂层的光致发光结构的侧视图；
图1B是根据一个实施例的呈现为离散粒子的光致发光结构的俯视图；
图1C是呈现为离散粒子并且结合到单独结构中的多个光致发光结构的侧视图；
图2是根据一个实施例的在车辆的格栅组件上配备有发光徽章的车辆的前透视图；
图3是根据一个实施例的徽章的前视图，在所述徽章中具有光源；
图4是根据一个实施例的沿着图3的线IV-IV截取的徽章的横截面图，所述徽章具有光学器件和包括设置在徽章内的玻璃粒子的光散射层；
图5例示了根据一个实施例的沿着图3的线IV-IV截取的徽章的替代实施例的横截面图，所述徽章具有设置在光学器件内的光致发光结构以及包括多个珠的光散射层；
图6例示了沿着图3的线IV-IV截取的徽章的替代实施例的横截面图，在所述徽章中具有多个光源；以及
图7为包括徽章和灯照控制装置的车辆的框图。
具体实施方式
按要求，本发明的详细实施例公开于此。然而，应当理解，所公开的实施例仅是本公开的可各种替代形式实施的示例。附图不一定按照详细的设计绘制，一些示意图可能被夸大或最小化以显示功能概要。因此，本公开的具体结构和功能性细节不应理解为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员如何以不同方式实施本公开的代表性基础。
本文中所用的术语“和/或”在用于两个或更多项目时，表示可采用所列项目的任意一个，或可采用两个或更多所列项目的任意组合。例如，如果所描述的组合物包括部件A、B和/或C，则组合物可仅包括A；仅包括B；仅包括C；包括A和B的组合；包括A和C的组合；包括B和C的组合；或包括A、B和C的组合。
以下公开描述可连接至车辆的发光徽章。该发光徽章可包括一个或多个光致发光结构，光致发光结构经配置用于将从相关光源接收的激发光转换成通常位于可视光谱中的不同波长的转换光。
参考图1A到图1C，其示出光致发光结构10的各种示例性实施例，每个都能够连接至衬底12，衬底12可对应于车辆固定装置或车辆相关设备。在图1A中，所示出的光致发光结构10一般呈现为可施加至衬底12的表面的涂层(例如，膜)。在图1B中，所示出的光致发光结构10一般为能够与衬底12集成的离散粒子。在图1C中，所示出的光致发光结构10一般为可结合到支撑介质14(例如，膜)中的多个离散粒子，支撑介质14然后可施加至(如图所示)衬底12或与衬底12集成。
在最基本的水平，给定的光致发光结构10包括能量转换层16，能量转换层16可包括一个或多个子层，子层在图1A和图1B中通过虚线示例性示出。能量转换层16的每个子层可包括一个或多个光致发光材料18，光致发光材料18具有带磷光或荧光特性的能量转换元素。每个光致发光材料18可在接收到特定波长的激发光24时被激发，从而导致光经历转换过程。根据降频转换的原理，激发光24被转换成从光致发光结构10输出的更长波长的转换光26。相反地，根据升频转换的原理，激发光24被转换成从光致发光结构10输出的更短波长的光。当多个不同波长的光同时从光致发光结构10输出时，光的波长可混合在一起并且表现为多色光。
由光源42(图3)发射的光在本文中称为激发光24且在本文中用实箭头例示。相比之下，从光致发光结构10发射的光在本文中被称为转换光26并且在本文中用虚线箭头例示。可同时发射的激发光24和转换光26的混合物在本文中被称为输出光。
能量转换层16可通过使用多种方法将光致发光材料18分散在聚合物基质中以形成均匀混合物来制备。这样的方法可包括由液体载体支撑介质14中的制剂制备能量转化层16并将能量转化层16涂覆到期望的衬底12上。能量转换层16可通过涂漆、丝网印刷、喷涂、槽涂布、浸涂、辊涂和棒涂施加到衬底12上。或者，能量转换层16可通过不使用液体载体支撑介质14的方法制备。例如，能量转换层16可通过将光致发光材料18分散到可结合到聚合物基质中的固态溶液(在干燥状态下的均匀混合物)中来形成，聚合物基质可通过挤压、注塑、压缩模塑、压延、热成型等形成。然后可使用本领域技术人员已知的任何方法将能量转换层16集成到衬底12中。当能量转换层16包括子层时，每个子层可顺序涂覆以形成能量转换层16。或者，可单独制备子层然后将子层层压或压印在一起以形成能量转换层16。或者，能量转换层16可通过共挤塑子层形成。
在一些实施例中，已被降频转换或升频转换的转换光26可用于激发位于能量转换层16中的其他光致发光材料18。使用从一种光致发光材料18输出的转换光26以激发另一种等的转换光26的过程通常被称为能量级联，并且可用作实现表现各种颜色的替代方式。关于任一转换原理，激发光24和转换光26之间的波长差被称为斯托克斯位移并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。在本文所讨论的各种实施例中，每个光致发光结构10可在任一转换原理下操作。
返回参考图1A和图1B，光致发光结构10可选择性地包括至少一个稳定层20以保护含在能量转换层16内的光致发光材料18免受光降解和热降解。稳定层20可经配置为光学耦合并粘附到能量转换层16的单独层。或者，稳定层20可与能量转换层16集成。光致发光结构10还可选择性地包括光学耦合和粘附到稳定层20或其它层(例如，在不存在稳定层20的情况下的转换层16)的保护层22，以保护光致发光结构10免受因环境暴露引起的物理损害和化学损害。稳定层20和/或保护层22可通过顺序涂覆或印刷每层、顺序层压或压印或任何其它合适的方式与能量转换层16结合。
关于光致发光结构10的构造的附加信息公开于授予Kingsley等人的题为“PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGHEFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARYEMISSION”的美国专利8,232,533中，其全部公开内容通过引用并入本文。关于用于实现各种光发射的光致发光材料的制造和运用的其它信息参见授予Bortz等人的题为“PHOTOLUMINESCENT FIBERS,COMPOSITIONS AND FABRICS MADE THEREFROM”的美国专利第8,207,511号、授予Agrawal等人的题为“PHOTOLUMINESCENT MARKINGS WITH FUNCTIONALOVERLAYERS”的美国专利第8,247,761号、授予Kingsley等人的题为“PHOTOLYTICALLY ANDENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCYELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION”的美国专利第8,519,359B2号、授予Kingsley等人的题为“ILLUMINATION DELIVERY SYSTEM FORGENERATING SUSTAINED SECONDARY EMISSION”的美国专利第8,664,624B2号、授予Agrawal等人的题为“PHOTOLUMINESCENT COMPOSITIONS，METHODS OF MANUFACTURE AND NOVELUSES”的美国专利公布第2012/0183677号、授予Kingsley等人的题为“PHOTOLUMINESCENTOBJECTS”的美国专利第9,057,021号、以及授予Agrawal等人的题为“CHROMIC LUMINESCENTCOMPOSITIONS AND TEXTILES”的美国专利公布第2004/0103258A1号，所有这些专利通过引用以其整体并入本文。
根据一个实施例，光致发光材料18可包括有机荧光染料或无机荧光染料，包括二苯乙烯、呫、卟啉和/或酞菁。另外或可替代地，光致发光材料18可包括来自掺杂Ce的石榴石(例如YAG：Ce)群组的磷光体并且可为短余辉光致发光材料18。例如，Ce3+的发射是基于作为从5d1到4f1宇称允许跃迁(parity allowed transition)的电子能量跃迁。因此，Ce3+的光吸收和光发射之间的能量差小，并且Ce3+的发光水平具有10-8到10-7秒(10到100纳秒)的超短寿命或衰减时间。衰减时间可定义为从激发光24的激发结束与从光致发光结构10发射的转换光26的光强度下降到0.32mcd/m2的最小可视度以下的时刻之间的时间。0.32mcd/m2的可视度大约是暗适应人眼的灵敏度的100倍，这对应于本领域普通技术人员通常使用的基本照明水平。
根据一个实施例，可运用Ce3+石榴石，其具有可驻留在比常规YAG：Ce型磷光体更短的波长范围内的峰值激发光谱。因此，Ce3+具有短余辉特点，使得其衰减时间可为100毫秒或更短。因此在一些实施例中，稀土铝石榴石型Ce磷光体可用作具有超短余辉特点的光致发光材料18，其可通过吸收从光源42发射的紫色到蓝色激发光24而发射转换光26。根据一个实施例，ZnS:Ag磷光体可用于产生蓝色转换光26。可运用ZnS:Cu磷光体来产生黄绿色转换光26。可运用Y2O2S:Eu磷光体来产生红色转换光26。此外，可结合前述磷光材料以形成范围广泛的颜色，包括白光。应理解，在不脱离本文提供的教导的情况下，可运用本领域已知的任何短余辉光致发光材料。关于短余辉光致发光材料的附加信息公开于由Kingsley等人发布的题为“PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTUREFOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARYEMISSION”的美国专利第8,163,201号中，其全部公开内容通过引用并入本文。
另外地或替代地，根据一个实施例，设置在光致发光结构10内的光致发光材料18可包括长余辉光致发光材料18，其一旦由激发光24充能即发射转换光26。激发光24可从任何激发源(例如，诸如太阳的任何自然光源42和/或任何人造光源42)发射。长余辉光致发光材料18可被定义为具有长衰减时间，这是由于其能够存储激发光24并且一旦激发光24不再存在即逐渐释放时间为几分钟或几小时的转换光26。
根据一个实施例，长余辉光致发光材料18可在10分钟的时间为可操作地发射强度为0.32mcd/m2或更高的光。另外，长余辉光致发光材料18可在30分钟的时间后可操作地发射强度高于或为0.32mcd/m2的光，且在一些实施例中，大致长于60分钟(例如，24小时或更长，在某些情况下，该时间可延长48小时)。因此，长余辉光致发光材料18可响应于来自发射激发光24的多个光源42，包括但不限于自然光源(例如，太阳)和/或任何人造光源42的激发而连续照明。来自任何激发源的激发光24的周期性吸收可提供长余辉光致发光材料18的大致持续充能，以提供一致的被动照明。在一些实施例中，光传感器可监测光致发光材料10的照明强度，并且当照明强度降低到0.32mcd/m2以下或其他预定义强度水平时致动激发源。
长余辉光致发光材料18可对应于碱土铝酸盐和硅酸盐，例如掺杂的二硅酸盐，或者一旦不再存在激发光24能够发射一段时间的光的任何其它化合物。长余辉光致发光材料18可掺杂有一个或多个离子，其可对应于稀土元素，例如Eu2+、Tb3+和/或Dy3。根据一个非限制性示例性实施例，光致发光结构10包括在约30％至约55％范围内的磷光材料、在约25％至约55％范围内的液体载体支撑介质、在约15％至约35％范围内的树脂、在约0.25％至约20％范围内的稳定添加剂和在约0％至约5％范围内的性能增强添加剂，每个都基于制剂的重量。
根据一个实施例，光致发光结构10可为半透明白色，且在一些情况下，当未照明时是反射性的。一旦光致发光结构10接收到具有具体波长的激发光24，则光致发光结构10可任何期望的亮度从其发射任何颜色的光(例如，蓝色或红色)。根据一个实施例，发射蓝光的磷光材料可具有结构Li2ZnGeO4并且可通过高温固态反应法或通过任何其它可行的方法和/或工艺制备。余辉可持续两到八小时的持续时间并且可源自Mn2+离子的激发光24和d-d跃迁。
根据一个替代的非限制示例性实施例，100份商业溶剂型聚氨酯(例如在甲苯/异丙醇中具有50％固体的聚氨酯Mace树脂107-268)、125份蓝绿长余辉磷光体(例如性能指示剂PI-BG20)和12.5份在二氧戊环中含有0.1％Lumogen Yellow F083的染料溶液可共混以产生低稀土矿物光致发光结构10。应理解，本文提供的组合物是非限制性示例。因此，在不偏离本文提供的教导的情况下，可在光致发光结构10内运用本领域已知的任何磷光体。此外，可预见的是，在不脱离本文提供的教导的情况下，也可使用本领域已知的任何长余辉磷光体。
关于长余辉光致发光材料的生产的附加信息公开于授予Agrawal等人的题为“HIGH-INTENSITY,PERSISTENT PHOTOLUMINESCENT FORMULATIONS AND OBJECTS,ANDMETHODS FOR CREATING THE SAME”的美国专利第8,163,201号中，其全部公开内容通过引用并入本文。关于长余辉磷光结构的附加信息，参见授予Yen等人的题为“LONG PERSISTENTPHOSPHORS AND PERSISTENT ENERGY TRANSFER TECHNIQUE”的美国专利第6,953,536号、授予Yen等人的题为“LONG-PERSISTENCE BLUE PHOSPHORS”的美国专利第6,117,362号、以及授予Kingsley等人的题为“LOW RARE EARTH MINERAL PHOTOLUMINESCENT COMPOSITIONSAND STRUCTURES FOR GENERATING LONG-PERSISTENT LUMINESCENCE”的美国专利第8,952,341号，其全部内容通过引用并入本文。
现在参考图2，徽章28通常示出安装在车辆32的前部30上。在其他实施例中，徽章28可位于其他位置处，诸如但不限于车辆32的前部30、侧部或后部的其他位置处。另外，徽章28可设置在车辆32内部。徽章28可构造为标识，其呈现为车辆制造商的可识别标志并且包括一般显著地显示在车辆32上的可视部分34。在当前例示的实施例中，徽章28居中地位于车辆32的格栅组件36上，因此使得迎面观看车辆32的观察者能够容易察看到徽章28。下面将更详细地描述，一个或多个光源42可设置在徽章28内且以多种方式发光，以为车辆32提供独特的造型元素。
参考图3，根据一个实施例示例性地示出徽章28的可视部分34。可视部分34可包括可对应于徽章28上的标记的透光部分38和可对应于徽章28的背景区域的一个或多个大致不透明部分40，并且可经配置为施加到可视部分34的不透明涂层。在替代实施例中，不透明部分40可向车辆32的前部30打开。徽章28还可包括设置在其中的一个或多个光源42。光源42可包括任何形式的光源。例如，可运用荧光照明、发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、聚合物LED(PLED)、固态照明或经配置用于发射光的任何其它形式的照明。根据一个实施例，第一光源和/或第二光源42可经配置为发射特点为紫外光(～10到400纳米的波长)、紫光(～380到450纳米的波长)、蓝光(～450到495纳米的波长)和/或红外光(IR)(～700nm到1mm的波长)的激发光24的波长，以利用归因于那些类型的LED的相对低的成本。
另外，根据一个实施例，徽章28内的任何光源42可经配置为闪烁、或以一种或多种颜色闪光。可选择闪烁的光源42的地点为对应于可视部分34的角或边缘。每个地点处的闪烁效果可由从设置在徽章28内部的对应光源42发射的光产生。每个光源42可经操作以将光脉冲到对应的闪烁地点上。根据一个实施例，来自给定光源42的光脉冲可持续约1/10秒到1/100秒，并且光源42可随机或以一个模式脉冲。
参考图4，根据沿着图3的线IV-IV截取的一个实施例示出徽章28的横截面图。徽章28包括具有上述可视部分34的壳体44和能够固定到车辆32的衬底46。可视部分34可为弓形的，而衬底46可为大致线性的。壳体44和/或衬底46可由刚性材料构成，例如但不限于塑料，并且可经由声波焊接或激光焊接和/或低压插入模塑而组装在一起。可替代地或另外，壳体44和衬底46可通过使用粘合剂或机械紧固件组装在一起。或者，壳体44和衬底46可整体地形成为单个部件。
关于所示实施例，光源42可设置在可固定到衬底46的柔性印刷电路板(PCB)48上。PCB48可包括白色焊接掩模50以反射入射在其上的光。
徽章28可进一步包括光学器件52(例如任何形式的透镜或棱镜)，以帮助将光集中到预定义的地点上。光学器件52可由单件固体透明材料形成，包括玻璃、丙烯酸酯聚合物，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、以及热塑性聚合物，诸如聚碳酸酯塑料，其模制或以其它方式形成为单件。在一些实施例中，光学器件52可由单件固体注塑丙烯酸形成。可选地，集成件的一些部分可例如使用光反射或阻挡涂层着色或涂覆、和/或光学器件52的一些部分可被涂漆或以其它方式着色以防止光逃逸。
根据一个实施例，光学器件52可具有一般凹形的前面54和一般线型的后面56。虽然在其他实施例中，后面56可为凹形或凸形的，但这取决于透镜的期望聚焦属性。另外，侧壁58可根据需要具有凸形、平坦或凹形，以便实现期望的光聚焦属性。虽然图4中所示为光学器件52的特定配置，本领域技术人员将了解，平坦和/或弯曲透镜表面的其它组合可被替代以配合特定应用和/或光束聚焦要求的设置。
在操作中，光学器件52可根据例如光源42的位置以各种方式与光源42相互作用。例如，在一些实施例中，当光源42远离光学器件52(例如，窄角度位置)时，从光源42发射的激发光24的一小部分可与光学器件52相互作用。相反，当光源42接近光学器件52时，光学器件52可以期望的方式影响光束模式的第二较大部分。因此，在各种实施例中，光学器件52可实现广角度光分布，而对窄角度分布几乎没有影响。因此，在光学器件52处于更靠近光源42的位置的各个实施例中，来自光源42的激发光24的大部分将通过中央聚焦元件，并且将以宽光束模式被引导。
相反，在各种实施例中，当光学器件52处于向前位置(例如，朝向壳体44)时，来自光源42的激发光24的一小部分将穿过光学器件52。相反，来自光源42的激发光24将从反射构件60反射出。反射构件60可沿着徽章28的至少部分波状内腔延伸。反射构件60可由聚合物材料或本领域已知的任何其它合适的材料形成。可设定反射器表面的形状以产生任何期望的照明模式。应了解，反射构件60可为设置在徽章28内的一个或多个单独部件。根据一个实施例，如本领域普通技术人员所理解的，反射构件60几何上类似于LED的典型辐射模式。
在一些实施例中，反射构件60可经配置用于反射特定波长的光。根据一些实施例，自然激发光24(例如，从太阳发射)可穿透徽章28的壳体44并且由反射构件60反射出并朝向壳体44的期望部分返回。本领域普通技术人员将理解，反射构件60可具有用于沿任何期望方向反射激发光24的任何几何形状。
根据一个实施例，光致发光结构10设置在反射构件60或光学器件52和壳体44之间。从光源42发射的激发光24被光致发光结构10转换成较长波长的光并从中输出。转换光26对应于可见光，其包括可以被人眼检测到的电磁光谱的部分(～390-700纳米的波长)并且可表现为由单个波长限定的各种颜色(例如，红色、绿色、蓝色)或多个波长的混合(例如，白色)。因此，应理解，光致发光结构10可经配置使得从其输出的转换光26能够表现为无色光或多色光。根据一个实施例，光源42经配置用于发射蓝光，并且光致发光结构10经配置用于将蓝光转换成色温约为4000K到5000K的中性白光。转换光26经由可视部分34从徽章28逸出。
根据一个实施例，由于设置在光致发光结构10的中心部分62上的光致发光结构10所接收的增加量的激发光24，可视部分34的中心部分62可以比可视部分34的外围部分64更亮的方式照明。因此，光致发光结构10的中心部分66可具有比光致发光结构10的外围部分68更高的光致发光材料18的浓度。另外或可替代地，光致发光结构10的中心部分66可在其中具有不同的光致发光材料18，使得透射通过光学器件52的激发光24以第一颜色照亮可视部分34，而不透射通过光学器件52的激发光24以第二颜色照亮可视部分34。
光散射层70可设置在第一光致发光结构10上方，并且被模制或者可替代地设置在徽章28内。光散射层70可包括清楚、半透明和/或不透明部分并且可为任何期望的颜色。光散射层70一般用于扩散从光源42发射的激发光24和/或从光致发光结构10发射的转换光26，使得可最小化不需要的热点和阴影。根据一个实施例，光散射层70可包括提供附加光散射效应以进一步增强徽章28的吸引力的玻璃粒子。
光散射层70可具有变化的横向厚度，并且可涂覆有可固化的液体基涂层，其导致半透明层具有增加的耐久性。光散射层70可根据本领域已知的各种方法制造。例如，可使用注塑工具、设备和处理条件制造光散射层70。此外，光散射层70经由在其间提供耐久密封件的各种机械、化学和/或热技术连接至壳体44和/或衬底46。这些连接技术包括但不限于声波焊接、振动焊接、热板焊接、旋转焊接和粘合剂接合。
参考图5，根据沿着图3的线IV-IV截取的一个替代实施例示出徽章28的横截面图。如上所述，徽章28包括能够通过连接点72固定到车辆32的衬底46。任何可行的方法可用于将徽章28连接到车辆32，包括但不限于紧固件、粘合剂、焊接，从而将徽章28与车辆部件整体形成，和/或本领域已知的任何其它方法。衬底46可为深色的高光泽材料，从而隐藏徽章28和附着点72的任何电路。
如图5所示，光散射层70经配置为多个珠。珠可由玻璃和/或聚合物材料形成。根据一个实施例，珠在尺寸和/或形状上大致是单分散的。根据一个替代实施例，珠可经配置为随机分布在光散射层70内的各种尺寸和/或形状。另外，在一些实施例中，光致发光结构10可设置在珠内。
参考图5，如上所述，徽章28包括以均匀或非均匀方式设置在光散射层70和光源42之间的第一光致发光结构10。因此，光散射层70可部分地或大致隐藏徽章28的向内层和/或部件。例如，光散射层70可隐藏光致发光结构10，并且更具体地，光致发光结构10的颜色或自然色调。另外，光散射层70还可隐藏光学器件52、反射构件60和/或设置在壳体44和衬底46之间的任何其它部件。
第二光致发光结构74可设置在光学器件52内，使得激发光24进入光学器件52，并且第二转换光76离开光学器件52。根据一个实施例，第一光致发光结构10发射蓝色转换光26，并且第二光致发光结构74发射白色转换光76。然而，应了解，第一光致发光结构10和/或第二光致发光结构74可发射任何颜色的转换光26。
根据一个实施例，除了由光源42发射的激发光24之外，第一光致发光结构10含有长余辉光致发光材料18，其可被自然激发光24(例如，太阳)激发。自然激发光24可从壳体44的外部进入徽章28并激发第一光致发光结构10。通过壳体44进入的一些自然激发光24可穿过第一光致发光结构10。然后，自然激发光24可由反射构件60反射并且被重新引导回到第一光致发光结构10，以进一步激发其中的光致发光材料18。
进一步参考图5，徽章28可包括在第一光致发光结构10和/或第二光致发光结构74前部的装饰层78。装饰层78可包括聚合物材料或任何其它合适的材料，并且经配置用于控制或修改可视部分34的外观。例如，装饰层78可经配置赋予可视部分34以金属外观。金属外观可通过本领域已知的任何方法设置在壳体44的后部，所述方法包括但不限于溅射淀积、真空沉积(真空蒸发镀膜)、电镀或直接印刷到徽章28的任何部件上。金属外观可选自范围广泛的反射材料和/或颜色，包括但不限于银、铬、铜、青铜、金、任何其它金属材料和/或其任何模拟器。另外，在不脱离本文提供的教导的情况下，也可运用任何金属材料的模拟器。
因此，当点亮光源42时，透光部分38可照明并且在未照明状态下赋予金属外观。如果设置在徽章28上，不透明部分40也可着色为任何所期待的颜色和/或在其部分上并构金属化精加工。在其它实施例中，装饰层78可被着色为任何颜色，以与其上将接收徽章28的车辆结构互补。在任何情况下，装饰层78应当是至少部分透光的，使得每当能量转换过程进行时，转换光26不被阻止照亮可视部分34。如本领域已知的，在不脱离本文提供的教导的情况下，可使用替代工艺将材料着色或分层到壳体44和/或衬底46的一部分上。
仍参考图5，徽章28可包括设置在反射构件60的内部(例如，光源42)和外部(例如，光源80)的多个独立照明光源42和80。因此，由居中设置的光源42发射的激发光24的第一部分82可经引导通过光学器件52，其可作为第二转换光76被重新发射，并朝向可视部分34的第一部分62。由居中设置的光源42发射的激发光24的第二部分84可从反射构件60反射出并通过可视部分34的较大部分64。应了解，从居中设置的光源42发射的激发光24可通过可视部分34的任何部分发射而不脱离本文提供的教导。
一个或多个外围光源80可设置在反射构件60的外部，并且经配置为朝向第一光致发光结构10的外围部分68发射激发光24，从而照亮可视部分34的外围部分。由外围光源80发射的激发光24可在激发第一光致发光结构10之前从反射构件60的面向外部的表面86反射出。
参考图6，光源42可以可操作地与光学级光导88耦合，光学级光导88是用于传输光的大致透明或半透明的光导。光导88可由刚性材料形成，其由可固化衬底，例如可聚合化合物、透明(MIC)材料或其混合物组成。丙烯酸酯、以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(为玻璃的已知替代品)也通常用于形成刚性光导管。聚碳酸酯材料也可用于注射工艺中以形成刚性光导88。
此外，光导88可为柔性光导，其中，使用合适的柔性材料来产生光导88。这种柔性材料包括聚氨酯、硅树脂、热塑性聚氨酯(TPU)或其它类似的光学级柔性材料。无论光导88是柔性的还是刚性的，光导88在形成时大致是光学透明的和/或半透明的并且能够传输光。光导88可被称为导光管、导光板、导光带或由清楚或大致半透明的塑料制成的任何其它光承载或传输衬底。将光导88连接到徽章28的已知的方法包括通过粘合剂(例如通过使用双面胶带)或通过机械连接(例如形成在衬底46中的支架)将预先形成的光导88结合在徽章28内。
根据一个替代实施例，光源42可经配置为可被印刷到衬底46、PCB48或徽章28的任何其他部件上以将光朝向可视部分34引导的多个LED。关于在其中并构有印刷LED的车辆部件的构造的附加信息在于2015年9月11日授予Salter等人的标题为“ILLUMINATEDSTEERING ASSEMBLY”的美国专利申请第14/851,726号中公开，其全部公开内容通过引用并入本文。
参考图7，一般示出其中实施徽章28的车辆32的框图。徽章28包括与光源42连通的控制器90。控制器90可包括其中含有由控制器90的处理器94执行的指令的存储器92。控制器90可经由位于车辆32上的电源96为光源42供电。此外，控制器90可经配置为基于从一个或多个车辆控制模块98(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、制动控制模块或相似模块或其组合)接收的反馈控制从徽章28内的每个光源42发射的激发光24。通过控制光源42的光输出，徽章28可以各种颜色和/或模式照明以向预期观察者提供美学外观(例如棱柱形外观)，或可提供车辆信息。例如，徽章28可基于各种车辆预定义条件来照明，例如但不限于汽车寻找特征、远程启动指示器、门锁指示器、门半开指示器、行车灯等。
在操作中，第一光致发光结构10和/或第二光致发光结构74接收激发光24，并且作为响应，从其发射转换光26。第一光致发光结构10和/或第二光致发光结构74可含有长余辉光致发光材料18，使得光致发光结构10、光致发光结构74在激发光24不存在之后继续发射一段时间的转换光26。例如，根据一个实施例，第一光致发光结构10和/或第二光致发光结构74可在移除激发光24之后继续发射八小时的光。另外或可替代地，第一光致发光结构10和/或第二光致发光结构74可含有长余辉光致发光材料18，使得光致发光结构10、光致发光结构74在激发光24不存在之后不久停止发射转换光26。
在一个替代实施例中，光源42可在预定时间(例如每五分钟)脉冲光，以重新激发设置在第一光致发光结构10和/或第二光致发光结构74内的光致发光材料18，从而连续地从其发射高于预定强度的转换光26。控制器90可在任何频率下脉冲来自任何光源42的光而不脱离本文提供的教导。
光致发光结构10、74可显示周期性的单色照明或多色照明。例如，控制器90可提示光源42仅周期性地发射第一波长的激发光24以促使第一光致发光结构10周期性地以第一颜色照明。或者，控制器90可提示光源42仅周期性地发射第二波长的激发光24以促使第二光致发光结构74周期性地以第二颜色照明。或者，控制器90可提示光源42同时且周期性地发射第一波长和第二波长的激发光24以促使第一光致发光结构10、74同时以由第一颜色和第二颜色的添加光混合限定的第三颜色照明。或者，控制器90可提示光源42在发射第一波长的激发光24和第二波长的激发光24之间交替以促使第一光致发光结构10、第二光致发光结构74通过在第一颜色和第二颜色之间交替而周期性照明。控制器90可提示光源42以规则的时间间隔和/或不规则的时间间隔周期性地发射第一波长和/或第二波长的激发光24。
在另一个实施例中，徽章28可包括用户界面100。用户界面100可构造为使用户可控制由光源42发射的激发光24的波长。这样的构型可允许用户控制徽章28的发光图案。
关于以上示例，控制器90可通过脉冲宽度调制或电流控制修改发射的第一波长和第二波长的激发光24的强度。此外，控制器90还可将提供给每个光源42的功率从1次稳定状态电流变为5次稳定状态电流，以改变每次发光的颜色和亮度。控制器90还可同时在单个多色光源42内发出多个颜色的光，从而产生附加的色彩配置。
在一些实施例中，控制器90可构造为通过发送控制信号调整光源42的强度或能量输出水平来调节发射光的颜色。例如，如果光源42构造为以低水平发射激发光24，那么基本上所有的激发光24都可通过第一光致发光结构10和/或第二光致发光结构74转换为转换光26。在这样的构型中，与转换光26对应的光的颜色可对应于从徽章28发射的光的颜色。如果光源42构造为以高水平发射激发光24，那么只有一部分激发光24可通过第一光致发光结构10和/或第二光致发光结构74转换为转换光26。在这样的构型中，与激发光24和转换光26的混合对应的光的颜色可输出为发射光。控制器90可以这样的方式控制发射光的输出颜色。
虽然所讨论的低水平和高水平强度是参考激发光24的，但是应该理解，激发光24的强度可在多种强度水平间变化，以调整与从徽章28发射的发射光对应的颜色的色调。可基于预定条件手动改变或通过控制器90自动改变强度的变化。根据一个实施例，当光传感器感测到日光条件时，从徽章28可输出第一强度。当光传感器确定车辆32在暗光下操作时，徽章28可输出第二强度。
如本发明所述，转换光26的颜色可明显地依据在第一光致发光结构10和第二光致发光结构74中使用的具体的光致发光材料18而定。附加地，第一光致发光结构10和第二光致发光结构74的转换容量可明显地依据光致发光结构10和74中使用的光致发光材料18的集中度而定。通过调整可从光源42输出的光强度范围，可对本文讨论的光致发光结构10和74中的光致发光材料18的集中度、类型和比例进行操作，以通过将激发光24与转换光26混合来生成发射光的各种颜色色调。此外，第一光致发光结构10和第二光致发光结构74可包括构造为在多种长度的时间段内发射转换光26的范围广泛的光致发光材料18。
相应地，本文已经有利地描述了用于车辆的发光徽章。所述徽章提供多种益处，包括用以高效和成本有效地产生照明，这样的照明可用作提高车辆精致度的独特的款式元素，或用作可具有设置在其上的徽章的任何其他产品。
还需要注意的是，示例性实施例中本公开所示的构件的结构和配置仅为示意性的。虽然本创新的一些实施例已经在本发明公开中详细说明了，但对本发明公开进行回顾的本领域的技术人员将容易理解的是，可在本质上不偏离参考的主题的新教示和优势的情况下，作出很多修改(例如，对大小、尺寸、结构、形状的改变和对各种构件的比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、方向等的改变)。例如，所示一体成型的构件可由多个部分构造或者以多个部分所示的构件可进行一体成型，界面的操作可反向操作或者有变化地操作，可改变结构的长度或宽度和/或可改变系统的构件或连接器或其他构件，可改变设在构件之间的调整位置的本质或数量。应该注意的是，系统的构件和/或组件可以任何各种任何颜色、材质和结合方式，由提供足够强度或耐久度的各种宽度的材料构造。相应地，所有这些修改都旨在包括于本发明创新的范围内。在不脱离本发明创新的精神的情况下，可在所需的和其他示范性实施例的设计、操作条件和设置上进行其它替换、修改、变化和省略。
应该知道，所述方法或所述方法内的步骤可与其他公开的方法和步骤结合，以形成包括在本发明公开范围内的结构。本发明公开的示例性结构和方法仅为示例性目的，并不旨在理解为限制性的。
应当理解，在不脱离本发明的概念的情况下，可对前述结构进行多种改变和修改，并且进一步地，应当理解，这些概念意欲通过以下权利要求涵盖在内，除非这些权利要求另有明确说明。

Claims (20)

1.一种用于车辆的徽章，包括：
具有可视部分的壳体；
光源，所述光源与朝向所述可视部分引导的光学器件可操作地耦合；以及
位于所述壳体内的反射构件，其中，从所述光源发射的激发光的第一部分被引导通过所述光学器件朝向所述可视部分的第一部分，并且所述激发光的第二部分被引导到所述光学器件周围并被所述反射构件朝向所述可视部分的第二部分反射；
光致发光结构，所述光致发光结构被由所述反射构件反射的所述激发光激发，
所述反射构件将所述壳体分为第一部分和第二部分。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的徽章，其中，在所述光致发光结构中包括至少一种光致发光材料，所述光致发光材料配置成将从所述光源接收的激发光转换成可见转换光。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的徽章，其中，所述光致发光结构设置在所述光源和所述壳体之间。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的徽章，进一步包括：
设置在所述光致发光结构和所述壳体之间的装饰层。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的徽章，进一步包括：
设置在所述装饰层和所述壳体之间的光散射层。
6.根据权利要求2所述的用于车辆的徽章，其中，所述光致发光结构包括可变浓度的光致发光材料。
7.一种徽章，包括：
衬底，所述衬底连接至具有可视部分的壳体；
设置在所述衬底和所述壳体之间的光源和光学器件，其中，所述光源朝向所述可视部分发射激发光；
第一光致发光结构，所述第一光致发光结构位于所述光学器件内并且在接收所述激发光之后发射第一转换光；
反射构件；以及
第二光致发光结构，所述第二光致发光结构被由所述反射构件反射的所述激发光激发，
所述反射构件设置在所述壳体内并将所述壳体分为第一部分和第二部分，其中，从所述光源发射的激发光的第一部分被引导通过所述光学器件朝向所述可视部分的第一部分，并且所述激发光的第二部分被引导到所述光学器件周围并被所述反射构件朝向所述可视部分的第二部分反射。
8.根据权利要求7所述的徽章，其中，所述第二光致发光结构配置成将从所述光源发射的所述激发光转换成具有与所述第一光致发光结构不同波长的第二转换光。
9.根据权利要求7所述的徽章，其中，所述第一光致发光结构包括至少一种光致发光材料，所述光致发光材料配置成将从所述光源的至少一部分接收的激发光转换成通过所述可视部分的中心部分输出的可见光。
10.根据权利要求7所述的徽章，其中，所述第一光致发光结构中包括短余辉光致发光材料，所述短余辉光致发光材料配置成在移除所述激发光之后照明持续100毫秒或更短。
11.根据权利要求7所述的徽章，其中，所述第二光致发光结构中包括长余辉光致发光材料，所述长余辉光致发光材料配置成在移除所述激发光之后照明持续至少6小时。
12.根据权利要求7所述的徽章，其中，所述光学器件响应于接收蓝色激发光而通过所述可视部分的中心部分发射中性白色转换光。
13.根据权利要求7所述的徽章，进一步包括：
控制器，所述控制器用于响应于至少一个车辆预定条件控制所述光源的激活状态。
14.根据权利要求7所述的徽章，其中，所述激发光包括蓝光、紫光、IR和UV光中的至少一种。
15.一种用于车辆的徽章，包括：
具有可视部分的壳体；
设置在所述可视部分后部的不同宽度的光散射层；
位于所述光散射层后部的装饰层；
可操作地与光源耦合的光学器件，其中，所述光源配置成发射激发光；
位于所述壳体内的反射构件；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装饰层后部并且配置成响应于接收所述激发光而发射第一转换光，所述第一光致发光结构还配置成被由所述反射构件反射的所述激发光激发，
其中，所述光源被配置为沿第一激发光路径直接从所述光源向所述光学器件发射激发光，并且所述光源被配置为沿围绕所述光学器件的第二激发光路径发射激发光，
沿所述第二激发光路径发射的所述激发光被所述反射构件反射，所述反射构件将所述壳体分为第一部分和第二部分。
16.根据权利要求15所述的用于车辆的徽章，进一步包括：
第二光致发光结构，所述第二光致发光结构设置在所述光学器件内并且配置成响应于接收所述激发光而发射第二转换光。
17.根据权利要求16所述的用于车辆的徽章，其中，所述激发光包括蓝光、紫光和UV光中的一种。
18.根据权利要求15所述的用于车辆的徽章，其中，所述激发光包括蓝光、紫光、IR和UV光中的至少一种。
19.根据权利要求15所述的用于车辆的徽章，进一步包括：
光导，所述光导可操作地与所述光源耦合并且配置成向所述光源外部发射。
20.根据权利要求15所述的用于车辆的徽章，其中，所述反射构件配置成将由所述光源发射的所述激发光的一部分朝向所述可视部分的向前部分重新引导。
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