CN107487209A - 照明车辆充电组件 - Google Patents
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Abstract
本文提供一种无线车辆充电系统。该充电系统包括充电站,充电站具有电源和可操作地连接至初级线圈组件的充电站界面。初级线圈组件中包括用于产生磁场的初级线圈。照明系统设置在初级线圈组件内并且包括被动照明系统和主动照明系统。第一光致发光结构设置在被动照明系统内并且构造成响应于由入射光的激发而发光。车辆上具有次级线圈组件,次级线圈组件与整流器可操作地连接并且构造成将电流从次级线圈组件传输至电池。第二光致发光结构设置在车辆部件上并且构造成响应于由初级线圈组件上的光源的激发而发光。
Description
技术领域
本公开大体涉及车辆照明系统,并且尤其涉及采用一个或多个光致发光结构的车辆照明系统。
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,期望在汽车以及与其结合使用的组件中实施这种结构以用于各种照明应用。
发明内容
根据本发明的一个方面,公开一种用于车辆的充电系统。该充电系统包括充电站,充电站具有电源和可操作地连接至初级线圈组件的充电站界面。初级线圈组件中包括用于产生磁场的初级线圈。照明系统设置在初级线圈组件内并且包括被动照明系统和主动照明系统。第一光致发光结构设置在被动照明系统内并且构造成响应于由入射光的激发而发光。车辆上具有次级线圈组件,次级线圈组件与整流器可操作地连接并且构造成将电流从次级线圈组件传输至电池。第二光致发光结构设置在车辆部件上并且构造成响应于由初级线圈组件上的光源的激发而发光。
根据本发明的另一方面,公开一种车辆充电系统。该充电系统包括初级线圈组件,初级线圈组件中具有用于产生磁场的初级线圈、以及光源。初级线圈组件构造成可操作地连接至次级线圈组件。光致发光结构与初级线圈组件分隔开并且构造成响应于由光源的激发而发光。
根据本发明的又一个方面,公开一种充电系统。充电系统中包括其中具有光源的充电站。光致发光结构设置在车辆的部件上并且构造成响应于激发光基于电池的充电状态以一种或多种颜色发光。
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照明组件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颗粒的光致发光结构的俯视图;
图1C是呈现为离散粒子并且并入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示例性无线电力传输系统;
图3A是用于感应式无线电力传输系统的初级线圈组件的示例性实施例;
图3B是用于感应式无线电力传输系统的次级线圈组件的示例性实施例;
图4是在初级线圈组件上方具有次级线圈组件的极化耦合器对的示例性实施例;
图5A是根据一个实施例的与充电站界面可操作地连接的初级线圈组件的后部透视图,充电站界面具有设置在其中间部分上的被动照明系统;
图5B是根据一个实施例的与充电站界面可操作地连接的初级线圈组件的后部透视图,充电站界面具有设置在其中间部分上的被动照明系统和设置在初级线圈组件的外围周围的主动照明系统;
图6是设置在车辆下方的初级线圈组件和设置在车辆的轮缘上的光致发光结构的局部正视图,其中光致发光结构响应于由初级线圈组件发射的激发光而发光;
图7是沿着图6的线VII-VII截取的初级线圈组件的截面图;
图8A是根据一个实施例的沿着图7的线VIII-VIII截取的截面图,其示出了光源;
图8B是根据一个实施例的沿着图7的线VIII-VIII截取的截面图,其进一步示出了光源;
图8C是根据一个实施例的沿着图7的线VIII-VIII截取的截面图,其示出了替代光源;
图8D是根据一个实施例的沿着图7的线VIII-VIII截取的截面图,其示出了与含有一个或多个透光部的发光结构分隔开的光源;
图8E是根据一个实施例的沿着图7的线VIII-VIII截取的截面图,其示出了具有设置在光源上的发光结构的替代光源,其构造成将一部分从光源发射的光从第一波长转换为第二波长;
图9示出了根据一个实施例的横向沿产光组件具有各种类型和浓度的LED源的产光组件的俯视图;以及
图10是根据一个实施例示出车辆充电系统的框图,车辆充电系统具有充电站、车辆和可与充电站和车辆通讯的电子装置。
具体实施方式
根据需要,本文公开了本发明的详细实施例。然而应了解,公开的实施例仅仅是本发明的可以各种替代形式实施的示例。附图不一定是详细的设计,并且一些示意图可能被夸大或最小化以示出功能概述。因此,本发明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施本发明的代表性基础。
如本发明所用的,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,如果所描述的组成含有部件A、B和/或C,则组成可仅含有A;仅含有B;仅含有C;含有A和B的组合;含有A和C的组合;含有B和C的组合;或含有A、B和C的组合。
以下公开描述了用于车辆充电系统的照明组件。照明组件可包括一个或多个光致发光结构,所述一个或多个光致发光结构构造成将从相关联的光源接收的激发光转换为通常位于可见光谱中的不同波长的转换光。根据一些实施例,照明组件可与车辆传感器结合使用以监测车辆周围的区域。
参考图1A至图1C,示出了光致发光结构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的设备的一部分,诸如无线车辆充电系统28(图2)。在图1A中,光致发光结构10通常呈现为可施加到衬底12的表面的涂层(例如,膜)。在图1B中,光致发光结构10大致示出为能够与衬底12集成的离散颗粒。在图1C中,光致发光结构10通常显示为可并入支撑介质14(例如,膜)中的多个离散颗粒,其中支撑介质14随后可与衬底12一起应用(如图所示)或集成在一起。
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,其可包括以图1A和图1B中虚线示例性示出的一个或多个子层。能量转换层16的每个子层可包括一种或多种具有带磷光或荧光特性的能量转换元件的光致发光材料18。每个光致发光材料18可在接收特定波长的激发光24时受激发,从而使光经历转换过程。根据降频转换的原理,激发光24转换为从光致发光结构10输出的更长波长的转换光26。相反,根据升频转换的原理,激发光24转换为从光致发光结构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表示为多色光。
由光源76(图5B)发射的光在本文中指激发光24并在本文中以实线箭头示出。相反,从光致发光结构10发射的光在本文中指转换光26,且在本文中示出为虚线箭头。可同时发射的激发光24和转换光26的混合物在本文中指输出光。
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。这样的方法可包括从液相载体支撑介质14中的制剂制备能量转换层16,并将能量转换层16涂覆到所需的衬底12。能量转换层16可通过涂覆、丝网印刷、喷涂、狭缝涂布、浸涂、辊涂和棒涂施加至衬底12。或者,能量转换层16可通过不使用液相载体支撑介质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分散到可并入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,其中聚合物基质可以通过挤出、注射成型、压缩成型、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,可按顺序地涂覆每个子层以形成能量转换层16。或者,可单独制备子层,然后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可通过共挤子层来形成。
在一些实施例中,已经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以激发另一个等的过程通常称为能量级联并且可用作用于实现各种颜色表示的替代。关于任一转换原理,激发光24和转换光26之间的波长差称为斯托克斯位移并且用作与光的波长的更改对应的能量转换过程的主要驱动机制。在本文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。
再次参考图1A和图1B,光致发光结构10可选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可构造成光学连接并粘附到能量转换层16的单独的层。或者,稳定层20可与能量转换层16集成。光致发光结构10还可选地包括光学连接并粘附到稳定层20或其它层(例如,不存在稳定层20的转换层16)的保护层22,以保护光致发光结构10免于因环境暴露而受到物理和化学损害。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在授予Kingsley等人的题为“PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGHEFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARYEMISSION”的美国专利第8,232,533号中,其全部公开内容通过引用并入本文。有关制造和使用光致发光材料以实现各种光发射的附加信息,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;授予Kingsley等人的题为“ILLUMINATION DELIVERY SYSTEM FORGENERATING SUSTAINED SECONDARY EMISSION”的美国专利第8,664,624B2;授予Agrawal等人的题为“PHOTOLUMINESCENT COMPOSITIONS,METHODS OF MANUFACTURE AND NOVEL USES”的美国专利公开第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”的美国专利公开第2014/0103258 A1号,所有这些专利的全部内容通过引用并入本文。
根据一个实施例,光致发光材料18可包括有机或无机荧光染料,包括萘嵌苯、呫吨、卟啉、酞菁。另外或替代地,光致发光材料18可包括来自掺杂Ce的石榴石(例如YAG:Ce)组的磷光体并且可以是短余辉光致发光材料18。例如,Ce3+的发射基于作为宇称允许跃迁的从5d1到4f1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,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,其对应于本领域一般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+具有短余辉特征,使得其衰减时间可以为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征的光致发光材料18,其可通过吸收从光源76发射的紫色至蓝色激发光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。可使用ZnS:Cu磷光体产生黄绿色转换光26。Y2O2S:Eu磷光体可用于产生红色转换光26。此外,上述磷光材料可组合形成范围广泛的颜色,包括白光。应了解,在不脱离本文提供的教导的情况下,可以使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生产的附加信息公开在授予Kingsley等人的题为“PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FORHIGH 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充能则发射转换光26。激发光24可从任何激发源(例如,任何自然光源76,比如太阳光和/或任何人造光源76)发射。长余辉光致发光材料18可定义为具有长衰减时间,这是由于其可存储激发光24并可在激发光24不再存在时在几分钟或几小时的时间内逐渐释放转换光26。
根据一个实施例,长余辉光致发光材料18可在10分钟的时间之后发射强度为0.32mcd/m2或更高强度的光。另外,可操作长余辉光致发光材料18以在30分钟的时间之后发射强度为0.32mcd/m2或更高强度的光,且在一些实施例中,上述时段可长于60分钟的时间之后(例如,该时段可延长24小时或更长时间,且在某些情况下,该时段可延长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的任何光源76的激发而连续地照明,其中光源76包括但不限于自然光源(例如,太阳光)和/或任何人造光源76。来自任何激发源的激发光24的周期性吸收可为长余辉光致发光材料18提供基本上持续的电荷,以提供持续的被动照明。在一些实施例中,光传感器可监测光致发光结构10的照明强度,且当照明强度下降到低于0.32mcd/m2、或低于任何其它预定强度水平时启动激发源。
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,或一旦激发光24不再存在时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可掺杂有一种或多种离子,这些离子可对应于稀土元素,例如,Eu2+、Tb3+和/或Dy3。根据一个非限制示例性实施例,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%范围内的液体载体介质、在约15%至约35%范围内的聚合树脂、在约0.25%至约20%范围内的稳定添加剂、以及约0%至约5%范围内的性能增强添加剂,每个都是基于制剂的重量而得。
根据一个实施例,光致发光结构10可为半透明的白色,且其在一些情况下,当未照明时是具有反射性的。一旦光致发光结构10接收具有特定波长的激发光24,则光致发光结构10可以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,发蓝光磷光材料可具有结构Li2ZnGeO4并可通过高温固态反应法或通过任何其它可行的方法和/或工艺来制备。余辉可持续两到八小时的持续时间并可源自激发光24和Mn2+离子的d-d跃迁。
根据替代非限制示例性实施例,可将100份商用溶剂型聚氨酯(比如在甲苯/异丙醇中具有50%固体聚氨酯的Mace树脂107-268)、125份蓝绿长余辉磷光体(比如性能指示剂PI-BG20)、以及12.5份在二氧戊环中含有0.1%Lumogen Yellow F083的染料溶液共混以产生低稀土矿物光致发光结构10。应了解,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,本领域已知的任何磷光体可用在光致发光结构10内。此外,也可设想在不脱离本文提供的教导的情况下,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在授予Agrawal等人的题为“HIGH-INTENSITY,PERSISTENT PHOTOLUMINESCENT FORMULATIONS AND OBJECTS,AND METHODSFOR 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-PERSISTENT 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 COMPOSITIONS ANDSTRUCTURES FOR GENERATING LONG-PERSISTENT LUMINESCENCE”的美国专利第8,952,341号,所有这些专利的全部内容通过引用并入本文。
参考图2,例示了示例性的车辆充电系统28,车辆充电系统28示出用于为车辆36上的车载电源(诸如电池34)无线充电的初级线圈组件30和次级线圈组件32。初级线圈组件30可为基本静止的充电站94的一部分,其中充电站94连接至外部电源38并且包括充电站界面40。车辆36可包括可充电电池34和附接其上的整流器组件42。整流器组件42可连接至次级线圈组件32并且构造成将电流从次级线圈组件32传输至电池34,以便为电池34充电。初级线圈组件30和次级线圈组件32中的每个可包括至少一个线圈52、54(图4)。初级线圈组件30的线圈52可操作地连接(例如,电感地)至次级线圈组件32的次级线圈54。当电流流过初级线圈52时,产生磁场。从初级线圈52发射的能量可在次级线圈54处被接收,其继而用于给电池34充电。
车辆充电系统28可用在公共充电站和/或住宅地点中。充电站94可安装在停车场、公共车库、住宅车库、住宅车道等,以实现对电动车辆36的频繁充电,从而增大车辆36的驾驶范围并提高可用性。无线电力传输是使用在两个磁耦合线圈组件30、32之间的电感耦合的非接触电力传输方法。初级线圈组件30(例如,充电站94)和次级线圈组件32(例如,车辆线圈组件)之间的磁耦合的质量是决定无线充电系统28的整体系统效率的因素。应了解,本文描述的无线充电系统28是车辆充电系统28的一个示例性实施例,且任何车辆充电系统28都将在本公开的范围内。此外,任何将与车辆36连同使用的无线充电系统28也都在本公开的范围内,诸如用于电子装置178(图10)的感应充电系统。
图3A和图3B是耦合器组件的示例性实施例,其示出了针对感应式无线电力传输系统提议的典型耦合器拓扑结构的主要部件。初级线圈组件30和次级线圈组件32中的每个都可包括背衬板44、铁氧体垫46和线圈48,以由电源38的电流产生磁场。背衬板44可由铝或其他一些非磁性导电材料构造。铁氧体垫46可包括多个铁氧体垫。铁氧体垫46可构造成引导磁通量穿过线圈48并位于耦合器的磁极之间,磁场从磁极进入/退出并连接至次级线圈组件32。背衬板44可产生用于在耦合线圈48之间产生的磁场的护罩。该护罩还可通过将磁场朝向次级线圈组件32引导来提高耦合。
线圈48可包括与铁氧体垫46一起设置的铜绕组线圈。线圈48可形成限定线圈开口的连续环状的形状。例如,线圈48可形成圆形形状或可具有形成四边形形状的直侧。根据一个实施例,线圈48可由铜线形成。当电流供应至线圈48时,可在初级线圈组件30和次级线圈组件32之间产生磁场。在另一个实施例中,制造的耦合器对可包括集成到耦合器封装的电容器。在制造的耦合器对中,耦合器还可用塑料封装包围以提供保护。
参考图4,示出了在初级线圈组件30上方具有次级线圈组件32的螺线管极化耦合器对50的示例性实施例。耦合器模型50包括具有包围铁氧体垫46的绕组线圈48配置的初级线圈组件30。初级线圈组件30可在电流施加至初级线圈52时产生磁场。次级线圈组件32可定位在初级线圈组件30上方以接收从初级线圈52发射的能量。次级线圈组件32可包括铜绕组线圈54和铁氧体垫46。次级线圈组件32可在铁氧体垫46上方包括非磁性导电金属护罩或背衬板44,以保护车辆36免受耦合线圈52、54之间产生的磁场的影响。
参考图5A和图5B,车辆充电系统28的初级线圈组件30可包括外部电源38和充电站界面40。如上所述,车辆36可包括可充电电池34和次级线圈组件32。如上所解释,基于接收来自外部电源的电能,次级线圈组件32将电流传输至电池34。次级线圈组件32可从与外部电源38可操作连接的初级线圈组件30接收能量。进一步地,虽然本文如此说明了次级线圈组件32和初级线圈组件30,但次级线圈组件32还可设置为传输线圈,且初级线圈组件30也可设置为接收线圈。
充电站界面40可安装至现有壁60且可使用现有壁电源导管。充电站界面40还可为独立式基座,其使用地下电源38用于给初级线圈组件30供应电力。电源38可为交流(AC)电源,或可便于连接至电网(未示出)。电源38还可直接或间接地连接至可再生资源,比如太阳能板或风力涡轮机。
充电站界面40可进一步包括控制模块62,控制模块62可包括用于调节充电站94的功能的一个或多个开关64。控制模块62可进一步包括显示器66。显示器66可为视觉显示装置,诸如液晶显示器(LCD)或任何其他类型的显示器,包括但不限于等离子显示器、发光二极管(LED)显示器等。
进一步参考图5A和图5B,根据一个实施例,初级线圈组件30可进一步包括位于其中和/或其上的照明组件68。照明组件68可包括被动照明系统70(图5A)和/或主动照明系统72(图5B)。
参考图5A,被动照明系统70可包括第一光致发光结构10,其可构造成响应于激发光24而发光。由被动照明系统70呈现的发光可提供一个或多个不同的照明功能。例如,第一光致发光结构10可发出第一颜色的光以指示初级线圈52的位置。另一方面,被动照明系统70可发出视觉上不同于第一颜色的第二颜色的光以照亮标记,诸如车辆制造商的识别标记,或任何其他可能需要赋予初级线圈组件30和/或车辆充电系统28的信息。
根据一个实施例,被动照明系统70可设置在初级线圈52和次级线圈54之间和/或设置在由初级线圈52形成的磁场内。由初级线圈组件30产生的磁场内的被动照明系统70不会对车辆充电系统28的充电性能产生干扰或负面影响。
根据一个实施例,第一光致发光结构10中并入长余辉光致发光材料18。根据一个实施例,如上所述,长余辉光致发光材料18可构造成基于接收激发光24而发射转换光26持续四小时或更长时间或任何所需时长。
参考图5B,照明组件68可附加地或替代地包括主动照明系统72,主动照明系统72包括与一个或多个光源76可操作地连接的第二光致发光结构74。光源76可构造成发射激发光24,激发光24使得第二光致发光结构74响应于接收激发光24而发光。根据一个实施例,第一光致发光结构10可发射第一颜色(例如,蓝色或白色)的转换光26,而第二光致发光结构74可发射第二颜色(例如,绿色)的转换光26。
光源76可包括任何形式的光源。例如,可运用荧光照明装置、发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、聚合物LED(PLED)、固态照明或任何其它形式的构造成发射光的照明装置。根据一个实施例,一个或多个光源76可构造成发射特点为紫外光(~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,以利用可归因于那些LED类型的相对低成本的优势。
如图5B所示,主动照明系统72设置在初级线圈组件30的外围96周围。激发光24可从外围96朝向车辆的部件(诸如车辆轮缘98)发射。作为响应,轮缘98可基于接收激发光24而发光。
为了将激发光24导向所需车辆部件,光学器件146可与光源76可操作地连接。光学器件146可以任何所需方向引导激发光24或转换光26,如下面将更详细讨论。
根据一个实施例,第二光致发光结构74可包括位于其中的一种或多种光致发光材料18,从而以多种颜色照明车辆部件。例如,可从光源76发射第一波长的激发光24,从而当车辆充电时,第二光致发光结构74发出第一颜色(例如,绿色)的光。光源76还可在车辆充电时脉冲第一波长或任意其他波长的激发光24。此外,如果车辆36充电存在问题、如果车辆36未与初级线圈组件30对齐和/或处于任何其他期望原因,光源76可发射第二波长的激发光24,导致第二光致发光结构74发射第二颜色(例如,红色)的光。车辆36关于初级线圈组件30的定向可通过使用任何传感器(诸如接近传感器)确定和/或通过无线通讯系统确定,这将在下面作详细说明。
根据一个实施例,光源76可基于车辆36和初级线圈组件30的兼容性发射一种波长的激发光24。例如,如果设置在车辆上的次级线圈组件与初级线圈组件30不兼容,则光源76可发射第一波长的激发光24,使得第二光致发光结构74发射第一颜色(例如,绿色)的光。如果车辆36上的次级线圈组件不兼容,则光源76可发射第二波长的激发光24,使得第二光致发光结构74发射第二颜色(例如,红色)的光。车辆36与充电系统94的兼容性可通过任何系统和/或本领域已知的方法确定。
应该了解的是,光源76可发射处于稳定状态的、各种强度的和/或各种次数的任意数量波长的激发光24,从而可形成各种各样的照明图案。例如,光源76可以与充电速率、传输的即时电力和/或电池充电状态相关的变化速率脉冲。
进一步参考图5B,充电站94可进一步包括光检测装置78。光检测装置78感测环境照明条件,诸如初级线圈组件30是否处于日间条件下(即,较高的光照水平条件)和/或初级线圈组件30是否处于夜间条件下(即,较低的光照水平条件)。光检测装置78还在检测到日间条件时输出日间的信号,且光检测装置78在检测到夜间条件时输出夜间信号。光检测装置78可为任意合适类型,并且可以任何合适的方式检测日间和夜间条件。例如,在一个实施例中,光检测装置78包括光传感器,光传感器检测影响充电站94的光照(例如,太阳光照射)的量,用于确定存在日间还是夜间条件。
当车辆36设置在初级线圈组件30上方时,初级线圈组件30具有靠近车辆36的前部82的近侧80和远离车辆36的前部82的远侧84。根据一个实施例,光检测装置78接近初级线圈组件30的远侧84设置,从而当车辆36设置在初级线圈组件30上方时,光检测装置78感测初级线圈组件30的位置中最不受入射光128影响的一个位置处的环境条件。
从光源76发射的激发光24的强度可基于由光检测装置78检测的环境条件进行调整。例如,光源76可在光检测装置78感测到日间条件时从其发射更高强度的激发光24,且在光检测装置78感测到夜间条件时发射更低强度的激发光24。
应该了解的是,主动照明系统72可附加地或替代地包括发射可见范围内的激发光24的光源76。相应地,本文描述的照明组件68的一些实施例可不包括第一光致发光结构10和/或第二光致发光结构74。相反,一些实施例可包括设置在初级线圈组件30上并且构造成发射可见激发光24的一个或多个光源76。
参考图6,车辆36包括安装在车轮组件190上的一个或多个轮胎188。出于本公开的目的,车轮组件190包括车辆36动力传动系统、制动组件、轮胎组件的所有部件以及所有其他接近车辆36的转向节的部件。另外,车轮组件190和其各种部件可接近车辆36的轮舱192设置。
如图6所示,第二光致发光结构74可设置在车辆轮缘98的内表面194上。替代地,在一些实施例中,第二光致发光结构74可放置在离散位置处,从而在轮缘98周围产生多个第二光致发光结构74。
在操作中,初级线圈组件30可设置在车辆下方并且构造成朝向车辆36的车轮组件190发射激发光24。作为响应,设置在车辆36上的第二光致发光结构74发光以为车辆36提供环境照明并提供关于车辆充电系统28的状态的信息、电池38的充电状态的信息和/或关于车辆36的任何其他所需信息。
再次参考图6,第二光致发光结构可呈现为施加至车辆轮缘98的内表面194的膜、层或涂层。然而应该考虑的是,第二光致发光结构74可连接至车辆36的任何部件,诸如接近车辆36的前部82、侧部和/或后部设置的保险杠、装饰部件、轮胎188、翼子板等。
参考图7,例示了沿图6的线VII-VII截取的初级线圈组件30的截面图。如图7所示,被动照明组件70包括设置在初级线圈组件30上方的第一光致发光结构10。光源76设置在被动照明系统70外部并且与设置在车辆36的部件上的第二光致发光结构74可操作地连接。第二光致发光结构74可构造成根据预定义事件发射激发光24和/或转换光26。例如,如上所讨论,光源76可在车辆电池充满时发射第一波长的激发光24,且在电池正充电时和/或车辆未与初级线圈组件30对齐时发射第二长度的激发光24。在另一个示例中,主动照明系统72可在光检测装置78感测到照明条件突然改变的任何时候、感测到夜间条件的任意时间、当被动照明系统70处于未照明状态时、当用户使用充电站界面40时等进行照明。
可在初级线圈组件30的底部上设置基材86。基材86可由非导电性材料或具有低导电率和高阻值的绝缘材料成型。附加地或替代地,基材86可具有高静态摩擦系数(例如,高于.3μs),以有助于维持初级线圈组件30在地面上或在初级线圈组件30设置的任何其他表面上的恒定位置。
可在初级线圈组件30的顶部表面90和/或一个或多个侧部表面92周围以及在被动照明系统70和/或主动照明系统72上方设置包覆成型材料88。包覆成型材料88可保护光源76和/或初级线圈组件30部件免受由环境暴露引起的物理损害和化学损害。与其它材料相比,包覆成型材料88可具有粘弹性(即,同时具有粘性和弹性)、低杨氏模量和/或高破坏应变,以便包覆成型材料88可在初级线圈组件30被接触时保护初级线圈组件30免受侵害。例如,包覆成型材料88可保护初级线圈组件30免受可能与初级线圈组件30接触的环境污染物(诸如污物和水)的侵害。
包覆成型材料88可在低温下(诸如低于0摄氏度的温度)继续具有柔性特性。包覆成型材料88可进一步具有对自然光源提供的UV光的抗性并基本上耐风化。此外,包覆成型材料88可足够密封初级线圈组件30的顶部表面90和/或侧部表面92。根据一个实施例,包覆成型材料88可由其中含硅的材料成型。
包覆成型材料还可具有模制于其中的光学器件146,用于竖直和水平折射(移动)部分激发光24,以产生激发光24分布的所需图案。应该了解的是,每个照明组件68可包括一个或多个独特的光学器件146或照明组件68内的每个光学器件146都可具有基本类似的透镜,用于以所需方向引导激发光24。
参考图8A至图8E,根据一个实施例示出了沿图7的线VIII-VIII截取的能够在具有外部光致发光结构74的车辆36上使用的光源76的截面图。如图8A所示,主动照明系统72包括光源76,光源76可具有包括产光组件100、可视部分102、反射层104和包覆成型材料88的堆叠布置。应该了解的是,可视部分102和包覆成型材料88可为两个独立部件,或可整体成型为单个部件。还应该了解的是,一些实施例可不包括图8A至图8E所示的所有部件。
产光组件100可对应于薄膜或印刷发光二极管(LED)组件并且包括作为其最下层的衬底106。衬底106可包括约0.005至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)材料并且设置其上接收光源76的预期车辆衬底(例如,背衬板44)上方。替代地,作为节约成本的措施,衬底106可直接对应于预先存在的结构(例如,背衬板44等)。
产光组件100包括设置在衬底106上方的正极108。正极108包括导电环氧树脂,诸如但不限于含银或含铜环氧树脂。正极108与设置在半导体油墨112内并施加在正极108上方的多个LED源110的至少一部分电连接。同样地,负极114也与LED源110的至少一部分电连接。负极114设置在半导体油墨112上方并且包括透明或半透明导电材料,诸如但不限于氧化铟锡。另外,每个正极108和负极114经由相应的总线118、120和导电引线122、124电连接到控制器116和电源38。总线118、120可沿正极108和负极114的相对边缘印刷,并且总线118、120和导电引线122、124之间的连接点可在每个总线118、120的相对拐角处,以促进沿总线118、120的均匀电流分布。应该了解的是,在替代实施例中,在不脱离本公开概念的情况下,可改变产光组件100内的部件的定向。例如,负极114可设置在半导体油墨112下方并且正极108可设置在前述半导体油墨112上方。同样地,附加部件(诸如总线118、120)也可以任何方向放置,以使产光组件100可朝向期望位置发射转换光26。
LED源110可以随机或受控的方式分散在半导体油墨112内且可构造成朝向第二光致发光结构74发射聚焦或非聚焦的光。LED源110可对应于尺寸约为5微米至约400微米数量级的氮化镓元素的微型LED,且半导体油墨112可包括各种粘合剂和介电材料,包括但不限于镓、铟、碳化硅、磷和/或半透明聚合物粘合剂中的一种或多种。
半导体油墨112可通过各种印刷工艺(包括喷墨和丝网印刷工艺)施加到正极108的选定部分。更具体地,可预见的是,LED源110分散在半导体油墨112中并加以塑形和设定尺寸,使得在半导体油墨112的沉积过程中相当数量的LED源110(例如,超过50%)与正极108和负极114对齐。最终电连接到正极108和负极114的LED源110的部分可由总线118和120、控制器116、电源38和导电引线122、124的组合照明。关于产光组件100的构造的附加信息公开于授予Lowenthal等人的题为“ULTRA-THIN PRINTED LED LAYER REMOVED FROMSUBSTRATE”的美国专利公开第9,299,887号,在此以引用的形式全部并入文中。
再次参考图8A,第二光致发光结构74与产光组件100分隔开并且构造为涂层、层、膜或其他在车辆36的部件(比如,车辆轮缘98)上的合适沉积物。关于目前所示的实施例,如上所述,第二光致发光结构74可设置为包括能量转换层16、可选的稳定层20以及可选的保护层22的多层结构。
在一些实施例中,可在可视部分102和产光组件100之间设置装饰层126。然而,在替代实施例中,装饰层126可设置在照明组件68内的其它任何位置处。装饰层126可包括任何其它合适的材料并且构造成控制或修改可视部分102的外观。例如,装饰层126可构造成赋予可视部分102金属外观。金属外观可通过本领域已知的任何方法设置在可视部分102的后部,其中所述方法包括但不限于溅射淀积、真空沉积(真空蒸发镀膜)、电镀或直接印刷到照明组件68的部件上。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、金或任何其它金属表面。另外,在不脱离本文提供的教导的情况下,也可使用任何金属材料的仿制品。
在其它实施例中,装饰层126可着色为任何颜色以与其上将接收照明组件68的车辆结构互补。在任何情况下,装饰层126可是至少部分透光的,以使转换光26不可避免照明可视部分102。
还可在装饰层和/或产光组件100上方设置反射层104。反射层104可包括无色、半透明和/或不透明部分且可着色为任何期望的颜色。反射层104可包括任何反射材料,其通常用于反射从接近照明组件68的环境指向可视部分102的入射光128。
应该理解的是,反射层104可以是反射性的和/或回射性的。因此,在反射层104具有反射特性的实施例中,当入射光128从其穿过时,入射光128可被散布、折射和/或散射。在反射层104具有回射特性的实施例中,指向主动照明组件72的入射光128可将入射光128沿与入射光128接近主动照明组件72的方向大致类似的方向重定向。
根据一个实施例,反射层104构造为多个珠130。珠130可由玻璃材料、聚合物材料、任何其它可行的材料和/或其组合成型。珠130可以是反射性和/或回射性的。在一些实施例中,珠130的一部分可以是第一材料(例如,玻璃),并且珠130的第二部分可以是第二材料(例如,聚合物材料)。珠130可具有实心结构或者可以是中空的。在珠130具有中空芯的实施例中,内部空隙可包括任何类型的材料、固体、液体或气体而不脱离本文提供的教导。应该理解的是,在替代实施例中,可在反射层内使用除珠以外的反射和/或回射材料而不偏离本文提供的教导。
根据一个实施例,珠130内的材料可具有与珠130的材料不同的折射率。珠130可具有大致球形的形状、椭圆形形状、不规则形状或其组合。珠130的尺寸可在约60μm(0.0024英寸)至约850μm(0.034英寸)的范围内。珠130尺寸可依据美国筛号或珠130将通过的网筛尺寸表示。例如,美国筛号20将允许直径为840μm(0.033英寸)或更小的珠通过网,而美国筛号200网将允许74μm(0.0029英寸)或更小的那些珠130通过。根据一个实施例,珠130可选自美国筛号20至200。根据一个实施例,珠130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130可构造成随机分布在透光粘合层132内的各种尺寸和/或形状。
根据一个实施例,反射层104可含有超过每平方英尺10、100或1000个珠130,其在透光粘合层132内结合到产光组件100。可将珠130和/或粘合层132印刷到产光组件100上。反射玻璃珠130可反射入射光128(例如,环境光)而不是分散光,并且重新引导入射光128使入射光128远离产光组件100,从而产生反射特性。对于回射光的珠130,珠130可以是部分透明的并且基本上是圆形的。然而应该了解的是,珠可以是半透明的和/或任何其它形状,而不偏离本文提供的教导。
玻璃珠130的透明度可允许入射光128、或环境光进入并且随后被重新定向离开珠130。当入射光128进入珠130时,其通过珠130的圆形表面弯曲(折射)到一点,在该点下方珠130嵌入粘合层132中。随后可向外反射撞击嵌入在粘合层132内的珠130表面的背面的入射光128,同时小部分光返回第二光致发光结构74和/或产光组件100。在一些实施例中,装饰层126和粘合层132可以是单层。
玻璃珠130可在预混合溶液中、设置在湿粘合层132中、滴在预混合的两部分环氧树脂或热塑性材料上、和/或通过本领域已知的任何其它工艺施加到光致发光结构74和/或产光组件100。根据一个实施例,玻璃珠130可嵌入到大于约10%、20%、30%、40%、50%或60%的直径的珠130。换句话说,珠的一部分可从粘合层132突出。应该了解的是,可在涂料中运用珠130的多个连续层,以使一些珠130被粘合材料132完全包围,同时其他珠130突出。粘合层132内的珠130的深度可在整个照明组件68上是一致的或可在整个照明组件68上变化,使得可突显某些区域。在一些实施例中,可期望提供与珠130和粘合层132二者厚度一致的质量,以促进沿着照明组件68的均匀回射性。
来自玻璃珠130的入射光128可以是三个变量的函数,包括玻璃珠130的折射率;珠130的形状、尺寸和表面特性;以及存在和暴露至入射光128的珠130的数量。珠130的折射率(RI)是珠130的化学组成的函数。RI越高,回射的入射光128越多。根据一个实施例,设置在产光组件100上的珠130具有在1至2的范围内的折射率。
可视部分102布置在装饰层126上方。在一些实施例中,包覆成型材料88在反射层104、装饰层126和/或产光组件100的上方模制而成。优选地,可视部分102应当是至少部分透光的。按此方式,可视部分102将由产光组件100照明,且每当正在进行能量转换过程和/或每当LED源照明时指向第二光致发光结构74。另外,通过过密封可视部分102,其还可用于保护产光组件100。可视部分102可布置成平面形状和/或弓形形状以增强其观看可能性。如同第二光致发光结构74和产光组件100,可视部分102还可从薄设计中获益,从而有助于将光源76安装到小封装空间中。
参考图8B,示出了根据一个实施例的用于产生单色发光的能量转换过程134。出于说明目的,下面使用图8A所示的光源76描述能量转换过程134。在该实施例中,第二光致发光结构74的能量转换层16包括单一光致发光材料18,其构造成将从LED源110接收的激发光24转换成转换光26,转换光26的波长不同于与激发光24相关联的波长。更具体地,光致发光材料18配制为具有包括从LED源110供应的激发光24的发射波长的吸收光谱。光致发光材料18还可配制为具有斯托克斯位移,斯托克斯位移导致可见转换光26具有以期望颜色表示的发射光谱,其可根据每个照明应用变化。可见转换光26经由可视部分102从光源76输出,从而使可视部分102以期望颜色照明。由可视部分102提供的照明可提供可能难以通过非光致发光方式复制的独特的、大致均匀的和/或吸引人的观看体验。
参考图8C,示出了根据一个实施例的用于生成多色光的第二能量转换过程136。为了一致性,下面还使用图8A中描绘的光源76描述第二能量转换过程136。在该实施例中,能量转换层16包括散布在能量转换层16内的第一光致发光材料18和第二光致发光材料138。或者,如果需要,光致发光材料18、138可彼此隔离。此外,应该了解的是,能量转换层16可包括不止两种不同的光致发光材料18和138,在这种情况下,下面提供的教导类似地适用。在一个实施例中,第二能量转换过程136使用作为激发源的蓝色光、紫色光和/或UV光通过降频转换发生。
关于目前所示的实施例,光致发光材料18、138的激发是互相排斥的。也就是说,光致发光材料18、138配制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。此外,在配制光致发光材料18、138时,应注意选择相关联的斯托克斯位移,使得从光致发光材料18、138中的一个发射的转换光26不会激发另一个,除非需要这样做。根据一个示例性实施例,示例性地示出为LED源110a的LED源110的第一部分构造成发射具有仅激发光致发光材料18的发射波长的激发光24,并且导致激发光24转换成第一颜色(例如,白色)的转换光26。同样地,示例性地示出为LED源110b的LED源110的第二部分构造成发射具有仅激发第二光致发光材料138的发射波长的激发光24,并且导致激发光24转换成第二颜色(例如,红色)的转换光26。优选地,第一颜色和第二颜色在视觉上可彼此区分。按此方式,可使用控制器116选择性地激活LED源110a和110b,以使第二光致发光结构74以各种颜色发光。例如,控制器116可仅激活LED源110a以专门激发光致发光材料18,导致可视部分102以第一颜色照明。或者,控制器116可仅激活LED源110b以专门激发第二光致发光材料138,导致可视部分102以第二颜色照明。
或者,控制器116可一致地激活LED源110a和110b,这使得两种光致发光材料18和138都受到激发,从而导致可视部分102以第三颜色照明,第三颜色是第一颜色和第二颜色的颜色混合(例如,粉红色)。从每个光源76发射的激发光24的强度也可彼此成比例地变化,从而可获得附加颜色。对于含不止两种不同的光致发光材料18的能量转换层16而言,可实现更多样的颜色。预想的颜色包括红色、绿色、蓝色及其组合,包括白色,所有这些可通过选择适当的光致发光材料18并正确地操纵相应的LED源110来实现。
参考图8D,根据一个替代实施例,第三能量转换过程140包括产光组件100(诸如参考图8A所示的产光组件)和设置于其上的光致发光材料138。光致发光材料138构造成将从LED源110接收的激发光24转换成具有不同于与激发光24相关联的波长的转换光26。更具体地,第二光致发光结构74配制为具有包括从LED源110供应的激发光24的发射波长的吸收光谱。光致发光材料18还可配制为具有斯托克斯位移,斯托克斯位移导致转换光26具有以期望颜色表示的发射光谱,其可根据每个照明应用变化。
例如,第二光致发光结构74可以剥离方式施加到产光组件100的一部分。在光致发光结构10之间可为透光部142,透光部142使得从LED源110发射的激发光24以第一波长穿过其中。透光部142可为开放空间,或可为透明或半透明材料。穿过透光部142发射的激发光24可从产光组件100指向设置在产光组件100附近的附加光致发光结构。附加光致发光结构可构造成响应于被引导穿过透光部142的激发光24而发光。
参考图8E,示出了用于使用产光组件100(诸如参考图8A描述的产光组件)和设置于其上的第二光致发光结构74产生多种颜色的光的第四能量转换过程144。在该实施例中,第二光致发光结构74设置在产光组件100的顶部上方。光致发光材料18的激发配制成使得从LED源110发射的激发光24的一部分以第一波长穿过第二光致发光结构74(即,从光源76发射的激发光24不由第二光致发光结构74转换)。可通过脉冲宽度调制或电流控制改变从LED源110发射的穿过第二光致发光结构74而不转换成第二波长的转换光26的激发光24的量来更改输出光(即,激发光24和转换光26的组合)的强度。例如,如果光源76构造成以低水平发射激发光24,则基本上所有的激发光24都可转换成转换光26。在该配置中,对应于第二光致发光结构74的颜色的转换光26可从产光组件100发射。如果光源76构造成以高水平发射激发光24,则第二光致发光结构74可转换第一波长的仅一部分。在该配置中,输出光的第一部分可由第二光致发光结构74转换,且输出光的第二部分可以第一波长从产光组件100朝向设置在光源76附近的附加光致发光结构发射。附加光致发光结构可响应于从光源76发射的激发光24而发光。
根据一个示例性实施例,示例性地示出为LED源110a的LED源110的第一部分构造成发射具有激发第二光致发光结构74内的光致发光材料18的波长的激发光24,并且导致激发光24转换为第一颜色(例如,白色)的转换光26。同样地,示例性地示出为LED源110c的LED源110的第二部分构造成发射具有穿过第二光致发光结构74并激发设置在照明组件68附近的附加光致发光结构的波长的激发光24,从而以第二颜色照明。第一颜色和第二颜色在视觉上可彼此区分。按此方式,可使用控制器116选择性地激活LED源110a和110c,使照明组件68以各种颜色发光。
产光组件100还可包括光学器件146,光学器件146构造成将从LED源110a、110c发射的激发光24和从第二光致发光结构74发射的转换光26导向预定位置。例如,从LED源110a、110c发射的激发光24和第二光致发光结构74可导向和/或朝向地面和/或靠近照明组件68的位置聚焦。
参考图9,从俯视图角度示出了根据一个实施例的具有横向沿着产光组件100的不同类型和浓度的LED源110a、110d的产光组件100。如图所示,产光组件100的第一部分148包括LED源110a,其构造成发射具有第一颜色(例如,红色)光谱的发射波长的激发光24。同样地,产光组件100的第二部分150包括LED源110d,其构造成发射具有第二颜色(例如,黄色)光谱的发射波长的激发光24。产光组件100的第一部148和第二部分150可通过本领域已知的任何方式通过绝缘、或非导电屏障152与附近设置的部分分离,从而每个部分148、150可独立于任何其它部分148、150被照明。绝缘屏障152还可防止从接近照明的LED源110a、110d的位置发射的大致数量的激发光24穿过绝缘屏障152。此外,设置在产光组件100内的每个部分148、150可包括与控制器116连接并构造成照明每个相应部分148、150的相应总线118、120、154、156、158、160。
根据一个实施例,第一颜色和第二颜色在视觉上可彼此区分。按此方式,可使用控制器116选择性地激活LED源110a和110d,以使LED源110a、110d以各种颜色照明。例如,控制器116可仅激活LED源110a以专门以第一颜色照明产光组件100的部分148。或者,控制器116可仅激活LED源110d以专门以第二颜色照明产光组件100的部分150。应该了解的是,产光组件100可包括任意数量的部分148、150,其具有可以任何期望颜色照明的变化的LED源110a、110d。此外,还应该了解的是,具有变化的LED源110a、110d的部分可以任何可行的方式定向且不需要邻近设置。
如上所述,第二光致发光结构74可设置在产光组件100的一部分上。如果需要,LED源110a、110d中的任一个都可用于激发设置在产光组件100附近和/或上方的任何光致发光材料18。
半导体油墨112还可包含各种浓度的LED源110a、110d,从而可针对各种照明应用调节LED源110a、110d的浓度或每单位面积的LED源110a、110d的数量。在一些实施例中,LED源110a、110d的浓度可在产光组件100的整个长度上变化。例如,产光组件100的第一部分148可具有比替代部分150更大浓度的LED源110,反之亦然。在这样的实施例中,光源76和/或标记可表现为更亮或具有更大的亮度,以便优选照明预定位置。在其他实施例中,LED源110a、110d的浓度可随着离预选位置的距离的增加而增加或降低。
根据一个实施例,产光组件100在第二部分150中包括较高浓度的LED源110a,从而第二部分150可作为侧面标记或转向指示符照明,同时第一部分148提供环境照明。
参考图10,示出了车辆充电系统28的框图,其中,照明组件68设置在初级线圈组件30内。然而,应该了解的是,在不脱离本公开的范围的情况下,本文描述的照明组件68可附加地放置在车辆36上或其内。照明组件68可提供用于提示初级线圈组件30的位置的照明。
如上所述,充电站94包括与初级线圈组件30连接的电源38,并且为次级线圈组件32的充电提供电力。可设置在车辆36的电力系统162内的次级线圈组件32与整流器组件42可操作地连接,整流器组件42与车辆36上的储能源(比如,电池34)可操作地连接。
车辆36可进一步包括与车辆36的电力系统162可操作地连接的控制系统164。控制系统164可包括具有显示器166的用户界面58和与用户界面58连接的控制器168。显示器166可安装在车辆36中并构造成由车辆36的驾驶员看到,以便控制器168可经由显示器166将信息呈现给驾驶员。信息可包括充电设置、充电状态、车辆相对于初级线圈组件30的定向等。
根据一个实施例,控制器168包括存储器170、处理器172和车辆收发器174。存储器170含有用于操作控制器168的指令。处理器172与存储器170连接并且构造成执行含在存储器170中的指令。车辆收发器174与处理器172连接并且构造成从处理器172收发消息。
进一步参考图10,照明组件68和/或车辆36可进一步包括一个或多个无线通讯收发器174、176,其可构造成与电子装置178进行交互。无线通讯收发器174、176可通过无线信号(例如,射频)与电子装置178通讯。在一个非限制性示例中,无线通讯收发器174、176可以是BluetoothTM RN4020模块,或RN4020BluetoothTM低能量PICtail板,其构造成使用BluetoothTM低能量信号与电子装置178通讯。无线通讯收发器174、176可包括发射器和接收器,以向和从电子装置178、照明组件68和/或车辆36发射和接收无线信号(例如,BluetoothTM信号)。充电站收发器176可设置在充电站界面40和/或初级线圈组件30内。应该了解的是,无线通讯收发器174、176可使用电子装置178与诸如Wi-FiTM的其他无线通讯收发器174、176之间通讯的其他形式的无线通讯。
无线通讯收发器174、176可位于控制器116、168上或内。控制器116、168可以是专用控制器或者可是共享控制器(例如,用于多个光组件)。控制器116、168可包括用于执行存储的例程或用于存储信息(例如,与照明组件68、充电站94和/或电子装置178的操作相关)的处理器和存储器180。无线通讯收发器174构造成与处理器连通,从而存储在存储器180中的一个或多个例程可受到激活。
电子装置178可包括控制无线通讯收发器174和电子装置178之间的通讯的一个或多个例程。例如,在电子装置178的移动电话实施例中,移动电话可包括构造成与无线通讯收发器174、176通讯的一个或多个应用182。在所示实施例中,控制器116的存储器180包括光控制例程184和位置感测例程186。在各种实施例中,无线通讯收发器174、176是不与充电站94的其他部件和/或车辆36的任何部件连通的独立装置。例如,无线通讯收发器174、176可仅能够与照明组件68和电子装置178通讯。在其他实施例中,无线通讯收发器174、176可与车辆36、车辆36的其他车载控制器和/或充电站界面40通讯。
车辆36和/或充电站94可包括多个无线通讯收发器174、176,其可彼此连通,或可与主控制器或模块(例如,车辆36的车身控制模块)相互通讯。无线通讯收发器174、176可设置在车辆36或充电站94的其他附件内,或者可以是独立单元。当电子装置178进入和离开收发器174、176的通信范围时,电子设备178可与无线通讯收发器174、176的全部、一些通讯或者不进行通讯。每个无线通讯收发器174、176都可能意识到其在车辆36内的位置并能够与电子装置178共享其位置。
在各种实施例中,无线通讯收发器174、176能够与电子装置178通讯,从而可从中确定电子装置178的位置(例如,基于信号的信号强度和/或返回时间),反之亦然。根据一个实施例,控制器116、168的存储器180中的位置感测例程186可使用信号强度和时间在多个无线通讯收发器174、176和电子装置178之间返回信号,以在当乘员在车辆36的周围和内部和/或外部移动时对电子装置178的位置进行三角剖分。在无线通讯收发器174、176与主模块通讯的实施例中,可在主模块中计算电子装置178的位置。电子装置178的位置可具有足够的分辨率以确定车辆36相对于初级线圈组件30的定向,并且在电子装置和/或车辆显示器166上显示与其相关的信息。应该了解的是,位置感测例程186可位于电子装置178、车辆36和/或充电站94上,且可通过电子装置178作出任何位置确定并与无线通讯收发器174、176共享而不脱离本公开的精神。
光控制例程184可处理来自无线通讯收发器174、176的信号(例如,电子装置178和/或车辆36的位置)以激活照明组件68。根据从无线通讯收发器174和/或车辆传感器接收的信号,可激活光控制例程184。光控制例程184可基于检测到的电子装置178的特性(例如,已知或未知的设备、位置和用户特定数据)和/或车辆位置存储用于照明组件68的一个或多个预定照明序列。例如,光控制例程184可基于电子装置178的位置通过激活照明序列来控制照明组件68以跟随电子装置178。电子装置178可存储与照明组件68相关的用户特定数据和偏好(例如,颜色、强度、模式、激活距离等)和/或存储器180(例如,光控制例程184)可存储该数据。另外或替代地,照明组件68可在车辆36不位于初级线圈组件30上方时以第一颜色照明,且在车辆36设置在初级线圈组件30上方足以启动车辆充电序列时以第二颜色照明。
可基于电子装置178之前是否已经在车辆36内部来确定选择哪个电子装置178应该受信任,并且因此对控制器78和/或无线通讯收发器174(例如,照明组件68和/或车辆36)的命令进行访问。无线通讯收发器174、176的存储器可存储涉及在车辆36内检测到的(例如,使用位置感测例程186)并且因此可通常被认为是“友好的”和/或车辆36的拥有者的电子装置178的相关的识别信息。
在确定未知电子装置178是友好的示例性方法中,无线通讯收发器174、176检测未知电子装置178的存在,检测指示未知电子装置178跨越多个无线通讯收发器174、176进入或在车辆36内的特征信号位移(例如,在相应的无线通讯收发器174、176处的信号的衰减或增加),以及存储关于电子设备178的特征信息以用于将来识别。应该了解的是,电子装置178在车辆36内的位置的确定还可提示存储关于电子装置178的特征信息以供将来识别。使用电子装置178的过去和/或当前位置作为安全特征以确定是否允许访问控制器116、168可能是特别有利的,因为指示电子装置178进入车辆36的信号位移的复制以及电子装置178的位置特别难以伪造。此外,应该了解的是,还可使用更多常规的连接电子装置178的方法(例如配对和手动连接)来指定友好装置178。
电子装置178相对于车辆36的位置的检测还使得无线通讯收发器174、176确定未识别的电子装置178是否接近车辆36。这种未识别的电子装置178可由潜在的窃贼或对车辆36的威胁者拥有或携带。根据一个实施例,照明组件68可以预定序列照明作为响应。例如,主动照明组件72可发射高强度的激发光24和/或转换光26正是这样的情况。
在车辆36附近检测到未识别的电子装置178持续超过预定时间的事件中,无线通讯收发器174、176可激活一个或多个对策。对策可包括来自照明组件68的闪光灯或引导来自电子装置178的光。在一些实施例中,如果同时未在车辆36附近检测到车辆的电子装置178的拥有者,则关于电子装置178的任何可用的识别信息可存储用于日后检索。无线通讯收发器174、176可存储可能大于五十个已是威胁的电子装置178。最后,车辆36上的照明组件68的使用可使得多个照明解决方案提供用于车辆36的倒退或倒车。例如,车辆36换挡到倒档可引起照明组件68的激活,以为车辆36的驾驶员或倒车摄像头提供更大的照明。
再次参考图10,在操作中,每个光致发光结构10、74可呈现恒定的单色或多色照明。例如,被动照明系统70可设置在初级线圈上方,并且在一些实施例中含有位于其中的长余辉光致发光材料18。被动照明系统70可照明初级线圈组件30上的位置,该位置具有位于其附近的磁场。在一些实施例中,被动照明构造成具有(如有的话)对由初级线圈产生的磁场的可忽略的影响。
另外或替代地,控制器116可与主动照明系统72连接且可促使光源76经由LED源110仅发射第一波长的激发光24,以使第二光致发光结构74以第一颜色(例如,绿色)发光。替代地,控制器116可促使光源76经由LED源110仅发射第二波长的激发光24,以使光致发光结构74以第二颜色(例如,红色)发光。替代地,控制器116可促使光源76同时发射第一波长和第二波长的激发光24,以使第二光致发光结构74以由第一颜色和第二颜色的添加光混合限定的第三颜色发光。此外,可将附加光致发光结构添加到照明组件68,照明组件68将从光源76发射的激发光24转换为不同的波长。替代地,控制器116可促使光源76在周期性地发射第一波长和第二波长的激发光24之间交替,以使第二光致发光结构74通过在第一颜色和第二颜色的转换光26之间交替周期性照明。控制器116可促使光源76以规律的时间间隔和/或不规律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。
对于上述示例,控制器116可通过脉宽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。在一些实施例中,控制器116可构造成通过发送控制信号调节光源76的强度或能量输出水平来调节转换光26的颜色。例如,如果光源76构造成以低水平输出激发光24,则大致所有的激发光24可转换为输出可见转换光26。如果光源76构造成以高水平发射激发光24,则仅激发光24的一部分被光致发光结构10转换为转换光26。在该配置中,可输出与激发光24和转换光26的混合相对应的颜色的光作为输出光。按此方式,每个控制器116可控制输出光的输出颜色。
虽然参考激发光24讨论了强度的低水平和高水平,但应该了解的是,激发光24的强度可在各种强度水平之间变化,以调节对应于从照明组件68发射的激发光和/或转换光24、26的色调。
如本文所描述,转换光26的颜色可显著取决于在光致发光结构10、74中使用的具体光致发光材料18。另外,光致发光结构10、74的转换能力可显著取决于在光致发光结构10、74中使用的光致发光材料18的浓度。通过调节可从光源76发射的强度的范围,光致发光结构10、74中的光致发光材料18的浓度和比例以及本文讨论的光致发光结构10、74中使用的光致发光材料18的类型可操作以通过将激发光24与转换光26混合来产生输出光的色调范围。还应该考虑的是,每个光源76的强度都可与任意数量的其他光源76同时变化或可单独变化。
使用本公开可获得各种优势。例如,使用公开的照明组件68可实现车辆充电站94一致的被动和主动照明。被动照明系统70在照明时可对磁场和/或任何其他充电站94的部件产生(如有的话)可忽略的影响。主动照明系统72可补充被动照明系统70并为车辆36提供附加照明。另外或替代地,光检测装置78可在从被动照明系统70发射低水平光时照明主动照明系统72。
此外,无线通讯收发器174、176的使用允许在人接近时激活照明组件68。此外,由于照明组件68的低封装空间需求,照明组件68可设置在充电站94的几乎任何部分上。最后,无线通讯收发器174、176的使用允许车辆36和充电站94在不使用时的低功率消耗。
因此,本文已经有利地描述了用于车辆充电系统的照明组件。该照明组件提供各种益处,包括产生照明的高效和成本有效的装置,其可用作提高车辆充电系统或任何其他可具有设置在其上的照明组件的产品的精致度的独特造型元件。
应该意识到,任何本文公开的电路或其他电子装置可包括任意数量的微处理器、集成电路、存储装置(例如,闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电子可编程只读存储器(EPROM)、电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或这些其他适当的变体)以及软件,以上各装置互相作用以执行本文公开的操作。另外,任何一个或多个电子装置可构造成执行实施在非瞬时计算机可读介质中的计算机程序,编程所述计算机程序以执行如所公开的任意数量的功能。
同样重要的是,应注意,仅说明示例性实施例中所示出的本发明的元件的构造和装置。尽管在本发明中仅详细描述本发明公开的几个实施例,但对于审阅本发明的本领域技术人员来说,将容易地理解到,在不实质上偏离本发明的新颖教导和优点的情况下,可能作出许多修改(例如,大小、尺寸、结构的变化、各种元件的形状和比例、参数值、安装装置、材料的使用、颜色、定向等)。例如,所示出的整体形成的元件可由多个零件构成、或者所示出的多个元件可整体形成、界面操作可颠倒或者变化、系统的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度可变化、在元件之间提供的调整位置的性质或数量可变化。应注意,系统的元件和/或组件可由任何提供足够强度或耐久性、任何范围广泛的颜色、质地和组合的任何范围广泛的材料构成。因此,所有这些修改均意欲涵盖在本发明的范围之内。在不脱离本发明的精神的情况下,可以在期望的和其他示例实施例的设计、操作条件和布置中进行其它替换、修改、改变和省略。应当了解的是,所述过程中的任何所述过程或步骤均可与其他公开过程或步骤组合形成涵盖在本发明范围之内的结构。本发明公开的示例性结构和方法仅为说明性目的,而不应解释为限制。
应当理解,在不脱离本发明的概念的情况下,可以对前述结构进行多种改变和修改,并且进一步应当理解,旨在通过以下权利要求涵盖这些概念,除非这些权利要求另有明确说明。
Claims (20)
1.一种无线车辆充电系统,包括:
充电站,所述充电站具有电源和可操作地连接至初级线圈组件的充电站界面,所述初级线圈组件中包括用于产生磁场的初级线圈;
照明系统,所述照明系统设置在所述初级线圈组件内并且包括被动照明系统和主动照明系统;
第一光致发光结构,所述第一光致发光结构位于所述被动照明系统内并且构造成响应于由入射光的激发而发光;以及
车辆,所述车辆上具有次级线圈组件,所述次级线圈组件与整流器可操作地连接并且构造成将电流从所述次级线圈组件传输至电池,其中,第二光致发光结构设置在车辆部件上并且构造成响应于由所述初级线圈组件上的光源的激发而发光。
2.根据权利要求1所述的无线车辆充电系统,其中,所述被动照明系统在所述线圈上方从所述初级线圈组件的顶部表面照明。
3.根据权利要求2所述的无线车辆充电系统,其中,所述被动照明系统构造成对由所述初级线圈产生的所述磁场具有可忽略的影响。
4.根据权利要求1所述的无线车辆充电系统,其中,所述主动照明系统设置在所述初级线圈的外部并且包括分散在印刷LED装置中的LED源。
5.根据权利要求1所述的无线车辆充电系统,其中,所述第一光致发光结构和所述第二光致发光结构中的每一者中包括构造成将激发光转换为可见转换光的至少一种光致发光材料。
6.根据权利要求1所述的无线车辆充电系统,其中,所述印刷LED装置设置在所述初级线圈组件的至少一个外围侧上并且朝向所述车辆定向。
7.根据权利要求3所述的无线车辆充电系统,其中,所述车辆部件为车辆轮缘,所述车辆轮缘构造成基于所述车辆的所述电池的充电状态以多种颜色发光。
8.一种车辆充电系统,包括:
初级线圈组件,所述初级线圈组件中包括用于产生磁场的初级线圈以及光源,所述初级线圈组件构造成可操作地连接至次级线圈组件;以及
光致发光结构,所述光致发光结构与所述初级线圈组件分隔开并且构造成响应于由所述光源的激发而发光。
9.根据权利要求8所述的充电系统,进一步包括:
光检测装置,所述光检测装置构造成感测设置在所述初级线圈组件的表面周围的入射光的水平。
10.根据权利要求9所述的充电系统,进一步包括:
设置在所述光源上的反射层。
11.根据权利要求8所述的充电系统,其中,所述光源包括分散在印刷LED装置中的LED源。
12.根据权利要求8所述的充电系统,其中,控制器构造成当具有车辆收发器的车辆接近所述初级线圈组件设置并且与所述控制器通讯时,基于预定事件激活所述光源。
13.根据权利要求8所述的充电系统,其中,控制器构造成当电子装置接近所述初级线圈组件设置并且与所述控制器通讯时,基于预定事件激活所述光源。
14.一种充电系统,包括:
充电站,所述充电站中具有光源;以及
光致发光结构,所述光致发光结构设置在车辆的部件上并且构造成响应于激发光基于电池的充电状态以一种或多种颜色发光。
15.根据权利要求14所述的充电系统,其中,所述激发光从接近初级线圈组件的外围部分设置的光源发射。
16.根据权利要求15所述的充电系统,其中,所述光源包括分散在印刷LED装置中的LED源,每个所述LED源构造成发射激发光。
17.根据权利要求16所述的充电系统,其中,所述光源与光学器件可操作地连接,所述光学器件用于以朝向所述车辆的一个或多个车轮组件的聚焦方向分配所述激发光。
18.根据权利要求14所述的充电系统,其中,所述光致发光结构含有多于一种光致发光材料,从而使得所述车轮组件以多种颜色照明。
19.根据权利要求14所述的充电系统,其中,所述光致发光结构设置在所述车轮组件内的轮缘上。
20.根据权利要求14所述的充电系统,进一步包括:
构造成将来自初级线圈组件上的光源的所述激发光导向所述光致发光结构的一个或多个光学器件。
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