CN107187382B - 牌照照明系统 - Google Patents

Abstract

提供一种车辆，该车辆包括定位在车辆后部上的牌照。装饰件定位在牌照上方并且包括照明系统，照明系统包括沿着牌照的长度延伸的波导。光源与波导光耦合并且构造成将光发射到波导中。光学部件构造成与波导光耦合。

Description

牌照照明系统

技术领域

本公开一般涉及车辆灯照系统，并且更具体地，涉及用于车辆后部的车辆灯照系统。

背景技术

车辆中使用的照明系统可提供独特和有吸引力的观看体验。因此，希望将这种照明系统结合在车辆的部分中以提供重点和功能照明。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供一种车辆，该车辆包括定位在车辆后部的牌照。装饰件定位在牌照上方并且包括照明系统，照明系统包括沿着牌照的长度延伸的波导。光源与波导光耦合并且构造成将光发射到波导中。光学部件构造成与波导光耦合。

根据本公开的另一方面，提供一种车辆，该车辆包括定位在车辆后部上的牌照以及接近牌照定位的照明系统，照明系统包括限定孔的波导。第一光源与波导的端部光耦合并且构造成将光发射到波导中，光学部件构造成插入孔内并且与波导内的光相互作用。

根据本公开的另一方面，提供一种照亮牌照的方法，该方法包括将来自光源的第一光引导到波导的端部中，使用所述光照亮牌照的第一部分，使用定位在波导内的光学部件过滤所述光的一部分，以及使用经过滤的光照亮牌照的第二部分。

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1是根据一个实施例的配备有照明系统的车辆的后部透视图；

图2A是根据一个实施例的车辆的装饰件的底部透视图；

图2B是根据一个实施例的装饰件的放大的底部透视图；

图2C是根据一个实施例的沿图2A的线IIC-IIC截取的装饰件的横截面图；

图2D是根据一个实施例的沿图2A的线IID-IID截取的横截面图；

图3是根据另一个实施例的沿图2A的线III-III截取的横截面图；

图4是根据一个实施例的牌照和装饰件的主视图；以及

图5是车辆和照明系统的框图。

具体实施方式

根据需要，本文公开了本公开的详细实施例。然而，应理解公开的实施例仅仅是本公开的可以各种替代形式实施的实例。附图不一定是详细的设计，并且一些示意图可能夸大或最小化以示出功能概述。因此，本文公开的具体结构和功能方面的细节不应理解为限制，而是仅作为教导本领域技术人员如何以不同的方式实践本公开的代表性基础。

如本文所用的，术语“和/或”，当在两个或更多所列项目中使用时，是指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，如果组合物描述为含有组分A、B和/或C，则组合物可以包含单独A；单独B；单独C；A和B组合；A和C组合；B和C组合；或A、B和C的组合。

参考图1至图5，参考标号10通常表示包括定位在车辆10的后部上的牌照14的车辆。装饰件18定位在牌照14上方并且包括照明系统22。照明系统22包括波导26，波导26延伸牌照14的一部分。第一光源30与波导26光耦合并且构造成将光发射到波导26中。光学部件34构造成与波导26光耦合。

现参考图1，车辆10包括在其上设置有牌照14的凹陷区域40。定位在凹陷区域40上方的是眉板(brow)区域44，装饰件18位于眉板区域44上。应当理解，装饰件18可位于眉板区域44上、凹陷区域40中或其组合。牌照14定位在行李箱盖48的凹陷区域40内。装饰件18定位成使得照明系统22可照射牌照14、凹陷区域40和车辆10的大致后部。虽然车辆10示出为轿车并且牌照14位于行李箱盖48上，但是在不偏离本文提供的教导和本公开的精神的情况下，本公开可以等同地应用于运动型多用途车的提升门或卡车的后挡板。登记部分14B可包括构造成识别车辆10的所有权和登记的多个字母或数字。登记部分14B还可包括一个或多个登记标签，例如用于指示车辆10的正确登记的字母数字字符。根据各州和联邦法律，牌照14的登记部分14B可能需要一定水平的照明或可见性。应当理解，在不偏离本文提供的教导的情况下，尽管装饰件18和/或照明系统22示出在车辆10的后部，但是其可以在车辆10的前部或侧部使用。

现参考图2A至图2D，装饰件18还可包括面向车辆10后面的摄像头50(图1)。摄像头50可用于向车辆10的驾驶员提供车辆10后面的视野(例如，在车辆10的后退和/或停车期间)。盖54定位在装饰件18的下侧上。盖54定位在照明系统22下方，使得盖54在照明系统22和牌照14之间。盖54可延伸牌照14的长度或只是牌照14的一部分。盖54可由透明和/或半透明材料形成。盖54的示例材料可以包括塑料、玻璃和其组合。在一些实施例中，盖54可包括着色材料。盖54可包括构造成改变从照明系统22发射的光的一个或多个光学器件58。在示出的实施例中，光学器件58可以是枕形透镜，但也可以包括反射器腔、菲涅耳透镜和/或其他类型的光学器件58。光学器件58可以相等地或以图案化布置横跨盖54间隔开。光学器件58可帮助来自照明系统22的光在牌照14和车辆10的后部上方分配或扩散。此外，盖54可包括在盖54中的一个或多个标记(例如，蚀刻、雕刻或以其他方式设置)，以产生某种照明或美学效果。

在装饰件18中设置有照明系统22。在示出的示例中，照明系统22位于壳体60内。壳体60可由盖54关闭并且可在装饰件18内延伸得比盖54更远。如上所解释，照明系统22包括波导26、第一光源30、第二光源62和光学部件34。第一光源30和第二光源62可包括白炽灯泡、发光二极管或其他形式的光产生装置。第一光源30和第二光源62可构造成发射白光、彩色光、不可见光(例如，紫外线)或其它电磁光谱。第一光源30和第二光源62均可光耦合到波导26的端部，使得从第一光源30和第二光源62发射的光进入并沿着波导26传播。第一光源30和第二光源62可使用连接器68保持就位。连接器68可穿过壳体60定位并且构造成保持第一光源30和第二光源62并且向第一光源30和第二光源62提供电力。

波导26可包括光纤、光子晶体光纤和/或光管。在波导26的光管实施例中，光管可以是实心的、中空的或具有间歇(例如，部分是中空的且部分是实心的)结构。光管可包括例如聚合物、玻璃或其组合的透明材料。波导26可以包括设置在光管的整个长度上并且构造成将光散射出光管的多个散射部位(例如，具有与波导、反射材料、气泡等不同的折射率的材料)。散射部位的数量和集中度可沿波导26的长度变化，从而实现均匀照明。例如，较低集中度的散射部位可设置在第一光源30和第二光源62附近并且随着与光源30、62的距离的增加而增加。波导26可以是单件，或者在所示的示例中，可以分成第一波导部分26A和第二波导部分26B。波导26可由构造成将波导26保持在壳体60内的适当位置的一个或多个支撑件64支撑。波导26可在第一波导部分26A和第二波导部分26B之间限定孔66。孔66的尺寸设定成接收光学部件34。

光学部件34可包括限定第一表面78和第二表面82的基板74。基板74可以由聚合物、金属、陶瓷或玻璃材料构成。在各种示例中，基板74可以是透明的、半透明的或不透明的。第一表面78和第二表面82中的至少一个垂直于牌照14。设置在第一表面78和/或第二表面82上的可以是一个或多个涂层。第一表面78和第二表面82上的涂层可以是不同的、相同的或包括一些相同的性质(例如，反射性)。涂层可以是反射的、部分透射的、半透反射的或者可以构造成过滤波导26内的光。在反射性实施例中，反射涂层可包括金属膜、金属箔、真空金属化涂层和/或浅色表面(例如，白色涂料)。在透射性实施例中，涂层可以是设置在基板74上的涂料或金属。例如，透射涂层可以包括金属膜、金属箔和/或真空金属化涂层。透射涂层可以构造成允许小于约1％的光、小于约5％的光、小于约10％的光、小于约20％的光、小于约30％的光、小于约40％的光或小于约50％的光照射在涂层上以穿过到达基板74。在涂层的透反射实施例中，涂层可以允许一部分光透射通过基板74并将光的另一部分反射回波导26中(例如，进入第一波导26A或第二波导部分26B中)。例如，被反射的光的部分可以独立于波长(例如，反射的所有颜色和波长区域)或依赖于波长(例如，反射一些颜色但不反射其他颜色或反射可见光但透射非可见光)。此外，基板74可用作滤色器(例如，通过着色使得仅允许透射某些颜色或光的颜色)。涂层的透射、半透反射和/或滤色实施例的使用可导致经过滤的光(例如，丢失一个或多个光的波长的光)或未过滤的光(例如，基本上所有的波长)传播并从波导26发射。

光学部件34的尺寸和形状设定成适合安装到波导26的孔66中。光学部件34和/或波导26可限定构造成将光学部件34保持在适当位置的一个或多个附接部件(例如，钩、唇缘、边缘、卡扣部件、互锁构件)。在其他实施例中，光学部件34可构造成摩擦配合或干涉配合到孔66中。光学部件34在孔66内的定位将光学部件34光耦合到波导26，使得光学部件34的涂层可与波导26内的光相互作用。在涂层的反射实施例中，光学部件34通过将光朝向其源(例如，光源30或第二光源62)反射回来而与光相互作用。在反射实施例中，光学部件34可以将第一波导部分26A与第二波导部分26B隔离。在光学部件34的透射实施例中，光学部件34通过反射光的一部分同时通过光学部件34投射剩余部分而与光相互作用。在滤色实施例中，光学部件34通过吸收一部分光并透射其余部分而与光相互作用。应当理解，光学部件34的透反射实施例可通过将反射涂层定位在基板74的一侧(例如，第一表面78)上以及将透射涂层定位在另一侧(例如，第二表面82)上来实现。

在示出的示例中，照明系统22的波导26延伸穿过壳体60。壳体60可限定朝向照明系统22向内弯曲的内表面60A。内表面60A可包括构造成增强或辅助牌照14的照明的涂层。例如，内表面60A可包括类似于结合光学部件34的反射涂层描述的反射涂层，其构造成将从波导26发射的光向下朝向盖54反射。在其他实施例中，内表面60A可以包括磷光材料，如下面更详细地解释的，其构造成一旦被从波导26发射的光充能则发射光。此外，波导26可包括定位在波导26的顶部上或者在波导26的与盖54相对的侧部上的反射结构90。反射结构90可类似于结合光学部件34的反射涂层所描述的(例如，金属涂层、浅色表面等)，或者可以是不同的。反射结构90构造成将从波导26发射的光反射回波导26，使得光朝向盖54和朝向牌照14发射。

再次参考图2A至图2D，在示例中，内表面60A包括磷光涂层，壳体60和/或涂层可通过使用多种方法将一种或多种持久性磷光材料分散在聚合物基质中以形成均匀混合物来制备。例如，壳体60可通过将磷光材料分散在固态溶液(干燥状态下的均匀混合物)中形成，其中固态溶液可通过挤出、注射成型、压缩成型、压延、热成型等合并到聚合物基质中。磷光材料可以包括粘合剂(例如，聚合物)并且设置在壳体60的内表面60A上，并且可以通过涂漆、丝网印刷、苯胺印刷、喷涂、狭缝涂布、浸涂、辊涂、棒涂和/或本领域已知的任何其它方法施加。应当理解，如本文中描述的磷光材料可以同样地应用于牌照14(例如，在文字、字母、符号等上)或反射结构90，以便增加车辆10和/或牌照14的可见性。

持久性磷光材料可定义为能够存储激活发射并且在一旦不再存在激活发射时逐渐释放光(即，可察觉的辉光)达几分钟或几小时的时间。衰减时间可以定义为从激活发射的激发结束与磷光结构的光强度下降到低于0.32mcd/m²的最小可见度的时刻之间的时间。0.32mcd/m²的可见度大约是适应黑暗的人眼的灵敏度的100倍，其对应于本领域普通技术人员通常使用的基本照明水平。

根据至少一个实施例，持久性磷光材料可操作性地在约10分钟的时间后发射等于或高于0.32mcd/m²强度的光。此外，持久性磷光材料可操作性地在大于约30分钟、大于约60分钟、大于约2小时、大于约5小时、大于约10小时或大于约24小时的时间之后发射强度高于或等于0.32mcd/m²的光。因此，响应于通过多个发射激活发射的激发源的激发，持久性磷光材料可以连续地照明，其中激活发射包括但不限于环境光(例如，太阳)、来自波导26的光(例如，第一光源30和/或第二光源62)、接近车辆10的光源(例如，灯杆或停车库灯)和/或设置在车辆10的车内或外部的任何其他光源。在一些实施例中，由内表面60A的磷光材料发射的光的波长可以用于对牌照14的磷光材料充能。应当理解，内表面60A的磷光材料可以与牌照14不同(例如，颜色、强度、持久的长度等)。

来自激发源的激活发射的周期性吸收可以为持久性磷光材料提供基本上持续的充能以提供一致的无源照明。例如，波导26可以是脉冲的，或者以其它方式周期性地激活以对磷光材料充能，使得内表面60A和/或牌照14提供恒定或变化的发射磷光的水平。在具体示例中，当车辆10处于关闭状态(即，允许车辆电池充电)时波导26可以是脉冲的，使得即使当车辆10关闭时牌照14也可以保持发光。

持久性磷光材料可以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活发射时，能够发射光达一段时间的任何其它化合物。持久性磷光材料可以掺杂有一种或多种离子，其可以对应于稀土元素，例如Eu²⁺、Tb³⁺和Dy³⁺。涂层的聚合物材料可以包括按重量或摩尔分数计约0.1％至约25.0％的第二磷光材料。在利用内表面60A上的磷光涂层的实施例中，涂层可以包括在约30％至约55％范围内的磷光材料、在约25％至约55％范围内的液体载体介质、在约15％至约35％范围内的聚合物树脂、在约0.25％至约20％范围内的稳定添加剂、以及在约0％至约5％范围内的性能增强添加剂，以上各自基于制剂的重量。此外，牌照14的磷光材料可包括相同或相似的构成。

根据一个实施例，当未发光时，磷光材料可以是半透明白色。一旦磷光材料接收特定波长的激活发射，磷光材料可发射白光、蓝光、红光、绿光或其组合。从磷光材料、以及由此从牌照14和/或内表面60A发射的光可以具有期望的亮度。根据一个实施例，发蓝光的磷光材料可以是Li₂ZnGeO₄并且可以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。蓝色余辉可以持续两至八小时的持续时间并且可以源自Mn²⁺离子的激活发射和d-d跃迁。

根据可选的示例性实施例，100份商业溶剂型聚氨酯(诸如Mace树脂107-268，在甲苯/异丙醇中具有50％固体聚氨酯)、125份蓝绿长持久性磷光体(诸如性能指标PI-BG20)、以及12.5份在二氧戊环中含有0.1％Lumogen Yellow F083的染料溶液可混合得到低稀土矿物磷光结构或用于磷光涂层中。应当理解，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，可以利用本领域已知的任何磷光体作为磷光材料或结构。此外，可以设想，在不脱离本文提供的教导的情况下，也可以使用本领域已知的任何长持久性磷光体。

关于长持久性发光材料的生产的附加信息在授予Agrawal等人的于2012年4月24日发布的题为“HIGH-INTENSITY,PERSISTENT PHOTOLUMINESCENT FORMULATIONS ANDOBJECTS,AND METHODS FOR CREATING THE SAME”的美国专利第8,163,201号中公开，其全部公开内容通过引用并入本文。关于长持久性磷光结构的附加信息，参见于2005年10月11日发布的授予Yen等人的题为“LONG PERSISTENT PHOSPHORS AND PERSISTENT ENERGYTRANSFER TECHNIQUE”的美国专利第6,953,536号；于2000年9月12日公布的授予Yen等人的题为“LONG-PERSISTENCE BLUE PHOSPHORS”的美国专利第6,117,362号；以及于2015年2月10日发布的授予Kingsley等人的题为“LOW RARE EARTH MINERAL PHOTOLUMINESCENTCOMPOSITIONS AND 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。

另外或可选地，内表面60A、牌照14或反射结构90的磷光材料可以混合或包括包含一种或多种光致发光材料的结构。这种光致发光材料可具有带磷光或荧光性能的能量转换元素。例如，光致发光材料可以包括有机或无机荧光染料，包括二苯乙烯、呫吨、卟啉和酞菁或其组合。另外或可替代地，光致发光材料可包括来自铈(Ce)掺杂的石榴石组(诸如YAG：Ce)的磷光体。光致发光材料可配制成具有斯托克斯位移，从而导致可见光或不可见光转换成具有以期望颜色表示的发射光谱的可见光，其可以根据照明应用而变化。这种光致发光材料可具有有限的持久性(例如，小于约10分钟、小于约5分钟、小于约1分钟或人们无法感知的持久性)。光致发光材料可通过与持久性磷光材料相同或不同的激活发射激活。应当理解，在不偏离本文提供的教导和本公开的精神的情况下，涉及磷光材料的任何描述可以用光致发光材料代替。

现参考图3，示出了照明系统22和装饰件18的替代实施例。在所示的实施例中，盖54(图2A至图2D)由波导26替代，使得波导26现在是“A表面”部件或暴露于车辆10的外部。波导26可以限定光耦合件98，光耦合件98将波导26光耦合到第一光源30和第二光源62。波导26可以限定面向牌照14的平坦表面，光通过该平坦表面发射。这样的实施例可以是有利的，因为从波导26发射的光将不再穿过盖54并且有潜在的损失强度的风险。这样的实施例可包括定位在波导26上的反射结构90，如上所解释。

现参考图4，由照明系统22提供的照明构造成照射牌照14。来自波导26的光从装饰件18被向下引导以为牌照14提供基本上均匀的照明。光学部件34的使用可用于将照明分离成个性化照明106和登记照明110。基于由第一光源30和第二光源62提供的光，登记照明110和个性化照明106可以各自具有不同的颜色、强度、照明模式等。例如，登记照明110可以构造成以白光照射登记部分14B。此外，登记照明110的照明强度可大于、小于或近似等于个性化照明106的照明强度。使用波导26和/或盖54的光学器件58可以在牌照14上提供均匀和一致的光而不产生阴影。

参考图5，示出了车辆10的框图，其中实施了装饰件18。车辆10包括与第一光源30和第二光源62通信的控制器118。控制器118可包括其中包含由控制器118的处理器126执行的指令的存储器122。控制器118可经由位于车辆10上的电源130向第一光源30和第二光源62提供电力。另外，控制器118可以构造成基于从一个或多个车辆控制模块134接收的反馈来控制第一光源30和第二光源62的光输出(即，并且由此控制波导26输出的光)，其中，所述车辆控制模块134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/或其组合。通过控制第一光源30和第二光源62的光输出，波导可以以各种颜色和/或图案照明，以向牌照14和/或车辆10的后部提供美学外观，或者可以向预期的观察者提供车辆信息。

处理器126可以构造成执行存储在存储器122内的颜色照明程序。车辆10的用户和/或驾驶员可以利用用户界面156来指示要执行哪个颜色程序。用户可以输入将哪种类型的光学部件34插入波导26中，使得执行适当的颜色照明程序。基于选择的颜色照明程序和插入波导26中的光学部件34的类型，处理器126可以控制第二光源62和/或第一光源30发射白光、彩色光或不发射光。例如，如果选择光学部件34的滤色器示例，则处理器126可以控制第二光源62发射白光，并且依靠光学部件34从白光中滤出不期望的光的颜色，使得第二波导部分26B发射白色登记照明110，而第一波导部分26A以未从白光中滤出的颜色发射个性化照明106。在另一示例中，处理器126可构造成基于使用光学部件34的反射示例来执行颜色照明程序。例如，如果用户向用户界面设备156中输入光学部件是反射性的，则处理器126可以控制第二光源62向/从登记照明110发射白光以及控制第一光源30发射对应于个性化照明106的期望颜色的彩色光。在光学部件34的透射实施例中，处理器126可以构造成执行颜色照明程序，其构造成混合存在于第一波导部分26A内的第二光源62和第一光源30的颜色，以形成唯一的(例如，用户设计的)颜色。此外或替代地，处理器126可以构造成执行一个或多个标准颜色照明程序，例如当在车辆10附近检测到密钥卡时、当提升行李箱盖48时或者其他预定事件(例如，在预定时间段内检测到接近车辆10的后部的人)时，提供彩色或白色照明。在其他实施例中，处理器126可以控制第一光源30和第二光源62两者发射白光，使得牌照14在白光下被完全照亮。

为对本指导进行说明和定义，请注意其中所用术语“基本上”和“约”表示任何定量比较、数值、测量或其他表述中的固有不确定程度。术语“基本上”和“约”此处还用于表示定量表述可由给定的参考变化的程度，而不会导致主题的基本功能的变化。

应了解的是，在不脱离本发明概念的情况下，可对以上的结构做出变形和修改。还应了解的是，下面的权利要求书意欲涵盖此概念，除非这些权利要求另有明确说明。

Claims (9)

1.一种车辆，包括：

定位在所述车辆的后部上的牌照；以及

接近所述牌照定位的照明系统，所述照明系统包括：

限定孔的波导；

第一光源，所述第一光源与所述波导的端部光耦合并且构造成将光发射到所述波导中；以及

光学部件，所述光学部件构造成插入所述孔中并且与所述波导内的光相互作用，

其中，来自所述波导的光被引导以为所述牌照提供照明，所述光学部件构造成将所述照明分离成个性化照明和不同于所述个性化照明的登记照明。

2.根据权利要求1所述的车辆，进一步包括：

与所述波导光耦合的第二光源。

3.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述第一光源和所述第二光源在所述孔的相对两侧光耦合至所述波导。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述光学部件将所述波导的一部分与所述波导的另一部分光隔离。

5.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述波导进一步包括：

定位在所述波导的顶侧上的反射结构。

6.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述波导限定面向所述牌照的平坦表面。

7.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述光源是白光光源，并且所述第二光源是彩色光光源。

8.一种照亮牌照的方法，包括步骤：

将来自光源的光引导到波导的端部中；

使用所述光照亮所述牌照的第一部分；

使用定位在所述波导内的光学部件过滤所述光的一部分；以及

使用所述经过滤的光照亮所述牌照的第二部分，

其中，来自所述波导的光被引导以为所述牌照提供照明，所述光学部件构造成将所述照明分离成个性化照明和不同于所述个性化照明的登记照明。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括步骤：

将所述光的未经过滤的部分反射通过波导。

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