CN108082060B - 发出可见的虹彩图案的标志组件 - Google Patents

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Abstract

一种标志组件包括半透明的聚合物标志、朝向边缘定向的LED源；以及配置为遮蔽源的护板，该标志包括边缘和具有衍射光栅的内表面，该衍射光栅具有250nm至1000nm的厚度和50nm至5μm的周期。此外，光栅将来自LED源的光穿过标志衍射为可见虹彩图案。

Description

发出可见的虹彩图案的标志组件
技术领域
本发明总体涉及用于车辆和其他结构的发出可见的虹彩图案（iridescentpattern）的标志（badge）、装饰和其他类似组件，特别是在白天和夜间条件下具有宝石般的外观的机动车辆标志。
背景技术
汽车爱好者和高端车辆的所有者不断要求至少部分地证明这种车辆的高成本的新的美学。中档和经济级车辆的所有者也会欣赏在白天和夜晚的环境中都可见的有趣的设计美学，即使这些美学的包含物增加了车辆的边际成本。鉴于这些需求，车辆标志可以设计为反映特定车型的高端性质。例如，某些车型拥有具有宝石般的外观的标志可能对汽车爱好者和所有者更为理想。类似地，发出有趣的闪烁图案的车辆标志也可以被配置成满足特定中档或经济级车型的某些设计方面的需求。
宝石和/或贵金属直接掺入到车辆标志中可以在某些方面满足这些需求。这些元素可能封装在半透明标志中，以获得豪华或其他有趣的设计美学。然而，仅将宝石和贵金属添加到传统标志中将显著增加标志的成本，并且除了最对成本不敏感的汽车爱好者之外，其他所有人都可能会反对这些材料显著增加的成本。此外，将宝石和/或贵金属结合到车辆标志中会增加其被窃贼作为相对机会的目标被偷走的可能性。此外，将宝石和/或贵金属结合到标志中可以由于宝石和/或贵金属和标志的主要材料的材料属性相异而减少标志的使用寿命。
升级车辆标志的美学的其他方法集中于在模制的塑料部件内模仿钻石和宝石的外观。例如，可以制作带刻面（faceted）的塑料标志，其尝试近似实际的钻石和宝石的外观。不幸的是，这种方法的结果并不乐观。一般来说，这样的标志似乎看起来像人造珠宝，可以说可能会降低高端、中级和/或经济型车辆的整体美学效果，而不是增强它。
因此，需要在白天和夜间条件下发出可见的虹彩图案和/或显示出宝石般的外观的标志、装饰和其他类似组件（以及制造它们的方法），而没有与这种增强相关的显著的成本增加。此外，这些虹彩标志组件在暴露于典型的车辆环境中时，应该在整个车辆寿命期间保持其外观。此外，这些标志应适用于低成本制造方法，因为它们在车辆应用中的使用是预期大量制造量的最终产品。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种标志组件，其包括半透明的聚合物标志，该标志包括边缘以及具有250nm至1000nm的厚度、50nm至5μm （微米）的周期的衍射光栅。车辆标志还包括朝向边缘定向的发光二极管（LED）源。此外，光栅将来自LED源的光穿过标志衍射为可见的虹彩图案。
根据本发明的另一方面，提供了一种标志组件，其包括半透明的聚合物标志，该标志包括边缘和在内表面上的薄膜；并且LED源朝向边缘定向。此外，该薄膜包括具有250nm至1000nm的厚度和50nm至5μm的周期的衍射光栅，其将来自LED源的光穿过标志衍射为可见虹彩图案。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括半透明的聚合物标志的标志组件，该标志包括边缘和具有衍射光栅的内表面，衍射光栅具有250nm至1000nm的厚度和50nm至5μm的周期；LED源朝向边缘定向；并且护板被配置为遮蔽该源。此外，光栅将来自LED源的光穿过标志衍射为可见虹彩图案。
根据本发明，提供一种标志组件，包括：
半透明的聚合物标志，标志包括边缘以及具有250nm至1000nm的厚度和50nm至5μm的周期的衍射光栅；以及
朝向边缘定向的LED源，
其中光栅将来自LED源的光穿过标志衍射为可见虹彩图案。
根据本发明的一个实施例，其中标志包括多个边缘，并且每个LED源朝向边缘中的至少一个定向。
根据本发明的一个实施例，其中LED源连接到控制器，控制器被配置为单独地控制LED源中的每一个。
根据本发明的一个实施例，其中标志还包括内表面，内表面包括衍射光栅。
根据本发明的一个实施例，其中光栅将环境光衍射为第二可见虹彩图案。
根据本发明，提供一种标志组件，包括：
半透明的聚合物标志，标志包括边缘和在内表面上的薄膜；以及
朝向边缘定向的LED源，
其中薄膜包括具有250nm至1000nm的厚度和50nm至5μm的周期的衍射光栅，衍射光栅将来自LED源的光穿过标志衍射为可见虹彩图案。
根据本发明的一个实施例，其中标志包括多个边缘，并且每个LED源朝向边缘中的至少一个定向。
根据本发明的一个实施例，其中LED源连接到控制器，控制器被配置为单独地控制LED源中的每一个。
根据本发明的一个实施例，其中标志具有从由硅树脂（silicones）、丙烯酸树脂（acrylics）和聚碳酸酯组成的组中选择的组合物。
根据本发明的一个实施例，其中薄膜通过压印形成，并且薄膜通过嵌入成型连接到标志。
根据本发明的一个实施例，其中薄膜通过压印形成，并且薄膜用光学粘合剂连接到标志。
根据本发明的一个实施例，其中LED源被定位成使得它们被标志遮蔽。
根据本发明的一个实施例，其中光栅将环境光衍射为第二可见虹彩图案。
根据本发明，提供一种标志组件，包括：
半透明的聚合物标志，标志包括边缘和具有衍射光栅的内表面，衍射光栅具有250nm至1000nm的厚度和50nm至5μm的周期；
朝向边缘的LED源；以及
配置为遮蔽源的护板，
其中衍射光栅将来自LED源的光穿过标志衍射为可见虹彩图案。
根据本发明的一个实施例，其中标志包括多个边缘，并且每个LED源朝向边缘中的至少一个定向。
根据本发明的一个实施例，其中LED源连接到控制器，控制器被配置为单独地控制LED源中的每一个。
根据本发明的一个实施例，其中标志具有从由硅树脂、丙烯酸树脂和聚碳酸酯组成的组中选择的组合物。
根据本发明的一个实施例，其中内表面包括具有衍射光栅的薄膜，薄膜通过压印形成并通过嵌入成型连接到标志。
根据本发明的一个实施例，其中内表面包括具有衍射光栅的薄膜，薄膜通过压印形成并且用光学粘合剂连接到标志。
根据本发明的一个实施例，其中光栅将环境光衍射为第二可见虹彩图案。
本领域技术人员在研究说明书、权利要求书和附图后将理解和领会本发明的这些和其它方面、目的和特征。
附图说明
在图中：
图1是根据本公开的一个方面的固定到车辆前方的虹彩标志组件的主视图；
图2是根据本公开的一个方面的具有遮蔽的LED源的虹彩标志组件的自上而下的示意性平面图；
图2A是在图2中描绘的标志组件通过线IIA-IIA截取的横截面示意图；
图2B是结合到图2所示的标志组件的内表面中的衍射光栅的放大的横截面示意图；
图3是根据本公开的一个方面的具有被护板遮蔽的LED源的虹彩标志组件的自上而下的示意性平面图；
图3A是在图3中描绘的标志组件通过线IIIA-IIIA截取的横截面示意图；
图3B是结合到图3所示的标志组件的内表面中的衍射光栅的放大的横截面示意图；
图4是根据本公开的一个方面的固定到车辆前部的虹彩标志组件的主视图；
图5是根据本公开的一个方面的具有被护板遮蔽并连接到控制器的边缘安装的LED源的虹彩标志组件的自上而下的示意性平面图；以及
图5A是在图5中描绘的标志组件通过线VA-VA截取的横截面示意图。
具体实施方式
为了本文的描述，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”、“内部”、“外部”、“车辆前部”、“车辆后部”及其衍生词应该如图1和图4中的取向与本发明相关联。此外，为了本文的描述，术语“内部”、“外部”、“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”及其派生词将如图2A、图3A和图5A中的取向与本发明相关联。然而，本发明可以采取各种替代取向，除非明确规定相反。而且，在附图中示出并在下面的说明书中描述的具体装置和组件仅仅是在所附权利要求中限定的发明构思的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性不被认为是限制性的，除非权利要求明确地另有说明。
在本公开中描述的是用于车辆（例如机动车辆、船只、摩托车等）和其他结构（例如建筑元素）的虹彩标志组件、装饰组件和其它外表面组件（统称为“虹彩标志组件”）。虹彩标志组件包含与组件主体（例如标志、标志构件等）成一体的一个或多个衍射光栅，以及朝向主体的边缘定向的一个或多个发光二极管（LED）源。此外，衍射光栅可以是连接、结合、模制或以其它方式结合到标志组件的标志构件或主体中的薄膜的一部分。更一般地，这些标志组件中的每个衍射光栅在周围环境和LED光源照射时都向元件提供闪烁和虹彩。也就是说，在白天条件下，虹彩组件可以在环境光照射下产生可见的虹彩图案。此外，当通过作为这些组件的一部分的LED源照射时，虹彩组件可以产生其他可见的虹彩图案。
还可以看出，可以在衍射光栅内添加或调整各种微观特征部以在本公开的虹彩标志组件中实现不同的美学效果。光栅也可以结合到虹彩标志组件内的各个区域以实现其他各种美学效果。这些光栅也可以压印到稍后结合到标志构件中的膜上。此外，这些虹彩标志、装饰和其他虹彩组件可以注塑成型为一个部分，并且通常仅比传统标志和装饰的成本略高。此外，这些标志、装饰和其他相关的车辆元件可以在有或者没有真空辅助的情况下由两个或更多个部件（例如标志构件和衍射膜）嵌入成型（insert mold），其加工成本仅略高于传统标志和装饰的加工成本。
参考图1，根据本公开的一个方面，提供了固定在车辆1的前方的虹彩车辆标志组件100、200的主视图。如图所示，标志组件100、200的特征在于在环境照明（例如来自太阳）和来自与组件100、200中的每个相关的LED源（例如图2和图3所示的LED源150、250）的照明下的虹彩或宝石般的外观。配置在包括标志组件100、200的内表面的薄膜内或作为薄膜的一部分的一个或多个衍射光栅20（参见图2B和3B）提供虹彩或宝石般的外观。
同样如图1所示，格栅99被示出为邻近或以其他方式非常接近标志组件100、200。在一些实施例中，格栅99和标志组件100、200可以被配置为使得格栅99遮蔽作为标志组件的一部分的LED源150、250（参见图2B和3B）。还应当理解，对于在其他应用中（例如在车辆、船只、建筑物元素等的其他外表面上）使用根据本公开配置的虹彩标志组件，作为格栅99的护板和其它类似的外部特征部可以起到相同功能。
如图2所示，虹彩车辆标志组件100可以包括半透明的聚合物标志构件10。标志构件10包括一个或多个外表面12和一个或多个内表面14。在一些方面，标志构件10的特征在于在可见光谱（例如390至700nm）范围的透光率为85％或以上。优选地，标志构件10的特征在于在可见光谱范围的透光率为90％或以上，甚至更优选为95％或以上。此外，标志构件10可以是光学透明的，没有实质的着色。在其他实施例中，标志构件10可以在其外表面12和/或内表面14上着色（例如具有一种或多种颜色、烟样效果（smoke-like effect）或其它层次和有意的不均匀性）和/或固定有一个或多个滤光片，以获得期望的色彩（例如蓝、红、绿等）或其他效果。
再次参考图2，虹彩车辆标志组件100的标志构件10由聚合物材料制成。这些聚合物材料包括热塑性和热固性聚合材料，例如硅树脂、丙烯酸树脂和聚碳酸酯。在一些实施例中，用于制造标志构件10的前体材料在模制过程（例如注塑成型）期间被选择为具有高流速和/或低粘度。在其它实施方案中，用于制造标志构件10的前体材料在采用较不依赖粘性的工艺时（例如嵌入成型），基于成本或其他考虑因素，可以被选择为具有较高粘度水平。根据另一个实施例，在标志构件中采用耐紫外线材料和/或处理以增强其对环境光相关降解的抵抗力。在某些方面，可以将填料（未示出）——例如玻璃珠、玻璃颗粒和其它类似的填充元素——加入到用作基质的聚合物材料中，以形成标志构件10，而不会对该构件的光学性质造成重大损害。这些填料可以为虹彩车辆标志组件100提供增加的耐久性和/或附加的美学效果。优选地，根据填料的性质和期望的效果（例如增加耐久性、增加光散射等），玻璃填料等以1至15％体积、3至10％体积或于其间的其它值的范围加入。
虹彩车辆标志组件100的标志构件10可以根据标志的性质、车辆标志和其他设计考虑而呈现各种形状。例如，在一些实施例中，标志构件10的外表面和内表面12、14中的一个或多个是平面的（例如刻面）、非平面的、弯曲的或以其他形状表征的。如本领域普通技术人员所理解的，外表面和内表面12、14的特征在于具有平面特征部的部分和具有非平面特征部的部分。如图2和图2A所示，例如，标志构件10具有平面（例如刻面）的外表面和内表面12、14。此外，如横截面所示，标志构件的内表面14包括一个或多个衍射光栅20。
仍然参考图2，虹彩车辆标志组件100的标志构件10在优选实施例中可以由单个部件组成。例如，标志构件10可以形成为具有来自单个模具的整体衍射光栅20的单件。在这种构造中，衍射光栅20位于与标志组件100的内表面14接触或接近的衍射区域15a（参见图2A）内。在其他方面，标志构件10可以由多个部分形成，优选地通过部分连接（例如采用光学粘合剂、通过嵌入成型工艺等），而不会对构件10的整体光学性质造成显著地损害。例如，在这些实施例的一些中，虹彩车辆标志组件100包括标志构件10和一个或多个具有与标志组件100的内表面14一样的外表面的衍射膜15b（见图2A）。
现在参考图2A，描绘了虹彩车辆标志组件100的标志构件10的外表面和内表面12、14。如图所示，内表面14包括在衍射区域15a或衍射膜15b内与标记构件10构成一体的一个或多个衍射光栅20。如图2A中的示例性方式所示，虹彩车辆标志组件100包括在内表面14的平面部分上具有多个衍射光栅20的标志构件10。车辆标志组件100的一些方面包括在内表面14的一个或多个平面部分上具有一个或多个衍射光栅20的标志构件10。在标志组件100的其他方面，一个或多个衍射光栅20位于或接近内表面14的非平面区域。在车辆标志组件100的另一实施方式中，一个或多个衍射光栅20位于相对接近内表面14的标志构件10的厚度内，并且足够靠近内表面14，使得来自LED源150的入射光155可以到达光栅20的顶侧（也参见图2B）。
此外，如图2A所示，虹彩车辆标志组件100的标志构件10的内表面14可以包括一个或多个衍射区域15a或衍射膜15b，每个衍射区域15a或衍射膜15b包含一个或多个衍射光栅20。衍射区域15a被松散地限定为标志构件10内的层，而没有包含一个或多个衍射光栅20的明显边界。类似地，衍射膜15b可以是层、箔、薄膜或类似结构的形式，其被连接或以其他方式制造成与标志构件10构成一体并且包含一个或多个衍射光栅20。此外，衍射区域和薄膜15a、15b的厚度可以为约0.1mm至约1cm。优选地，衍射区域和薄膜15a、15b的厚度在约0.1mm和5mm之间。还优选的是，标志构件10与衍射区域和薄膜15a、15b之间的任何界面不利于显著的光反射或折射，因为在这些界面处的过度的光反射和/或折射可以降低衍射光栅20在从环境光50和来自LED源150的入射光155产生可见虹彩图案的效率。此外，还如图2A所示，衍射区域和薄膜15a、15b可以包括位于内表面14的平面和/或非平面部分上的衍射光栅20。
再次参考图2A，虹彩标志组件100被示出为包括一个或多个LED源150。在一些实施例中，LED源150被定位成使得它们朝向标志构件10的边缘定向。如图2A中的示例性形式所示，LED源150朝向标志构件10的底部边缘32定向，使得来自源150的入射光155在这些位置处进入标志构件10。在一些实施方案中，LED源150被放置成与边缘32直接接触。虹彩车辆标志组件100的其他实施方式可以使用与边缘32接近但间隔开的LED源150。在这种构造中，根据LED源150的尺寸和功率水平、标志构件10的几何形状、衍射光栅20的位置以及其它考虑，间隔通常在约1mm至约100mm、约5mm至约75mm的范围内，或在这些范围内的其它间隔值。
此外，在图2A所示的虹彩车辆标志组件100的优选实施例中，LED源150位于接近标志构件10的边缘32处，使得标志构件10本身用于遮蔽源150而防止被看到（例如从标志构件10的外表面12上方的有利位置）（参见图2和图2A）。优选地，LED源150相对于标志构件10（特别是其内表面14）定向，使得来自源150的入射光155的大部分（例如> 60％）进入标志构件10和直接照射衍射光栅20。在虹彩车辆标志组件100的一些方面，外表面12的一个或多个内部部分12a可涂覆有光学反射材料，以确保来自标志构件110内的LED源150的入射光155的大部分在标志构件10内被朝向其衍射光栅20内部地反射或以其它方式直接撞击在光栅20上。例如，内部部分12a可以配置有高度镜面化的镜面状涂层，例如含金属镜面状薄膜。在另一个实施例中，内部部分12a可包括非镜面反射涂层，例如白色无光泽涂料。
再次参考图2至图2B所示的虹彩车辆标志组件100，一个或多个LED源150可以朝向标志构件10的边缘（例如边缘32）定向，使得来自这些源的入射光155 进入标志构件10并被一个或多个衍射光栅20衍射。各种类型的LED适合用作LED源150，其包括但不限于顶部发光的LED、侧面发光的LED等。根据一些方面，可以在LED源150和标志构件10的边缘之间放置附加的光学元件（未示出），以调整、准直、聚焦或以其他方式形成从这些源进入标志构件的入射光155。在标志组件的其它方面，附加的光学元件（未示出）（例如反射器）可以被放置在LED源150和标志构件10的边缘附近，以增加从LED源进入标志构件的入射光155的部分。
如图2B以横截面形式示意性示出的，虹彩车辆标志组件100（参见图2）的标志构件10的衍射光栅20以微观级别形成。在一个实施例中，衍射光栅20具有范围从250nm到1000nm的厚度38。例如，衍射光栅20的厚度38应保持在250nm至1000nm的范围内，以确保虹彩车辆标志组件100（参见图2和2A）在环境光线50和入射光155（例如从LED源150）直接照射时而通过光衍射呈现出宝石般的外观，同时还在非直接环境照明下对标志组件100的光学透明度具有最小影响。优选地，衍射光栅20的厚度38在约390nm至700nm的范围内。在其他实施例中，衍射光栅20的厚度38在500nm至750nm的范围内。此外，在一些实施例中，将粉碎的反射晶体（例如粉碎的硅酸盐玻璃粉末）添加到衍射光栅20，以增强或改变由与光栅20相互作用的光产生的宝石般外观。优选地，当被结合到衍射区域和薄膜15a、15b（见图2A）中时，被粉碎的反射晶体被添加到衍射光栅20。
如图2B中示意性示出的，虹彩车辆标志组件100的标志构件10内的衍射光栅20的 凹槽可以被配置成各种形状，以衍射入射光并产生虹彩和宝石般的外观。如图2B所示，在示 例性形式中，光栅20具有锯齿形或三角形形状。在三个维度上，这些光栅20可以呈没有角度 特征部的阶梯状或锯齿形（即沿与图2B中所示的方向垂直的方向）、锥体形的形状或台阶状 和锥体形形状的某种组合。衍射光栅20的其它形状包括山形特征部（未示出——例如具有 一个或多个弯曲特征部的阶梯特征部。衍射光栅20还可以包括具有三角形和山形特征部的 组合的部分。更一般地，光栅20的形状应该使得对衍射光栅20的每个光栅、齿或凹槽的一个 或多个部分存在至少15度的有效闪耀角（blazing angle）
Figure 632900DEST_PATH_IMAGE002
。闪耀角
Figure 18882DEST_PATH_IMAGE002
是阶梯法线（即垂直 于光栅20的每个台阶或齿的方向）与具有光栅20的内表面14的方向法线40之间的角度。
一般而言，优化闪耀角
Figure 533040DEST_PATH_IMAGE004
以最大化入射光155（例如在夜间条件下来自LED源150） 和/或入射到衍射光栅20上的环境光50（例如在白天条件下来自太阳光）的波长的效率，以 确保最大光功率集中在一个或多个衍射级中，同时使其他级（例如表示环境光本身的零级） 中的剩余功率最小化。将衍射光栅20（参见图2A）置于内表面14的平面部分或方面上的优点 是恒定的闪耀角
Figure 928250DEST_PATH_IMAGE004
和周期36将导致从衍射光栅产生一致的反射和衍射光。虹彩车辆标志组 件100（参见图2）的设计者可以采用这样的一致性，以确保在通过环境光50和来自LED源150 的入射光155照射衍射光栅20时在不同位置和与标志组件100的不同距离处的个人可观察 到特定的宝石般的效果（多个可见的虹彩图案）。
也如图2B中示意性示出的，虹彩车辆标志组件100的标志构件10的衍射光栅20的特征在于一个或多个周期36（在衍射光栅的标准术语中也称为d）。在车辆标志组件100（参见图2）的大多数方面，衍射光栅20的周期36保持在约50nm和约5μm之间。通常，给定衍射光栅20可以衍射的最大波长等于周期36的两倍。因此，具有保持在约50nm和约5μm之间的周期36的衍射光栅20可以在100nm至约10μm的光学范围内衍射光。在优选实施例中，衍射光栅20的周期36保持为约150nm至约400nm，确保光栅20可以在环境光50和来自LED源150的入射光155照射时在约300nm至约800nm的光学范围内有效地衍射光，大约覆盖可见光谱。
再次参考图2B，沿着标志构件10的内表面14的一部分的衍射光栅20被示出为示例 性形式。以入射角
Figure 211463DEST_PATH_IMAGE006
的环境光50（通常是环境太阳光）或以入射角
Figure 768347DEST_PATH_IMAGE008
的入射光155（例如来自 LED源150）被引导到具有厚度38、周期36以及闪耀角
Figure 769801DEST_PATH_IMAGE004
的锯齿形衍射光栅20。更具体地，以入 射角
Figure 703122DEST_PATH_IMAGE010
射入光栅20的环境光50或入射光155的一部分（优选小部分）被反射成相同角度
Figure DEST_PATH_IMAGE012
的反射光50r，并且环境光50或入射光155的剩余部分在对应于衍射光60n、60n+1等的特 定波长处以相应的衍射角
Figure DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure DEST_PATH_IMAGE016
等衍射。反射光50r表示零级（即n = 0）以及衍射光60n、60n +1等根据标准衍射光栅术语表示第n级衍射，其中n是对应于反射或衍射光的特定波长的整 数。最终，反射光50r和衍射光60n、60n+1等共同产生射出虹彩车辆标志组件100的各种可见 的虹彩图案。在一些方面，由环境光50照射衍射光栅20的反射和衍射光可以产生第一可见 的虹彩图案；并且由来自LED源150的入射光155照射衍射光栅20的反射和衍射光可以产生 第二可见的虹彩图案。根据标志组件100的另一实施例，这些可见的虹彩图案可以随着环境 光50和/或入射光155入射的强度、方向和功率或以其他方式照射衍射光栅20随时间的变化 而变化。
再次参考虹彩车辆标志组件100，例如在图2B中以放大的示意性格式示出的衍射光栅20有利地位于标志构件10内（见图2、图2A和图2B）。特别地，衍射光栅20通常被保护免受损坏、改变和/或磨损，因为它们位于处于内表面14上或接近内表面14的标志构件10的背面上的一般位置。考虑到环境光50和入射光155必须通过构件10到达光栅20，并且反射光50r和衍射光60n、60n+1等也必须通过构件10以产生可见的虹彩图案，衍射光栅20的衍射效率可能由于标志构件10的吸收效应而受到其厚度的影响。因此，优选采用具有高透光率的标志构件10。在一些方面，例如，标志构件的透光率在可见光谱中可以超过75％。在其它方面，标志构件10的透光率可以超过80％、85％、90％、95％，或这些值之间的其他透射率水平。根据其它方面，环境光50和/或入射光155必须在到达衍射光栅20之前通过标志构件10，因此通过着色、阴影和对标志构件10内的结构的其它调整促进额外的视觉效果的发展。例如，在某些方面，玻璃填料和颗粒可以添加到标志构件10中，以有意地改变由虹彩车辆标志组件100产生的可见虹彩图案。
现在参考图1和图3至图3B，以示例性形式示出了虹彩车辆标志组件200。标志组件200类似于图1和2至图2B所示的虹彩车辆标志组件100，并且类似编号的元件具有相同或相似的功能和结构。标志组件200和组件100之间的主要区别在于，前一组件包括产生入射光255并且朝向标志构件10的边缘32定向的一个或多个LED源250，但不会被标志构件10本身遮蔽。也就是说，如图3和图3A所示，LED源250位于标志构件10的外侧，使得标志构件10本身不会遮蔽源250使之看不见。除了它们在位置和取向上的各自的差异之外，LED源150、250和入射光155、255彼此相似或者彼此相同，被配置为在标志组件100、200内操作。
尽管LED源250位于标志构件10的外侧，虹彩车辆标志组件200还包括格栅99，格栅99用于遮蔽源250使之看不见（例如从标志构件10的外表面12上方的有利位置）。也就是说，格栅99（参见图1和图3A）相对于标志构件10和LED源250定位，以遮蔽源使之看不见。在一些方面，格栅99（或可比较的护板元件）可以定位成与标志构件10的外表面12直接接触。在其他方面，格栅99（或可比较的护板元件）定位成靠近标志构件10的外表面12，在足以遮蔽LED源250使之看不见的位置处。因此，虹彩车辆标志组件200的优点在于格栅99或护板在标志构件10被遮蔽看不见的部分提供显著的设计灵活性。例如，在一些实施方式中，格栅99下方的标志组件200的部分向外闪光，以使来自到达衍射光栅20的源250的入射光255的部分最大化。
现在转到图4，根据本公开的另一方面，虹彩车辆标志组件300被固定到具有格栅499的车辆1的前部。图5和5A中更详细地示出的标志组件300类似于图1至图3B所示的虹彩车辆标志组件100、200并且类似编号（和相似命名的）元件具有与前面在本公开中所述的相同或相似的功能和结构。标志组件300和标志组件100、200之间的主要区别在于，前一组件被描绘成具有不同的形状因子（例如连续的“小马”或“野马”形状），并且被示为具有用于通过来自LED源的入射光照射衍射光栅来控制可见的虹彩图案的产生的特征。
如图5所示，虹彩车辆标志组件300包括半透明的聚合物标志构件310。标志构件310包括一个或多个边缘332、内表面314和外表面312。此外，内表面314包括位于衍射区域315a或薄膜315b内的一个或多个衍射光栅320。根据实施例，衍射光栅或光栅320具有250nm至1000nm的厚度和50nm至5μm的周期。此外，标志组件300包括朝向边缘332定向的一个或多个LED源350，使得来自源350的入射光355（参见图5A）进入标志构件310。此外，标志组件300包括格栅499（或可比较的护板元件），其被配置为遮蔽LED源350使之看不见（参见图5A）。
现在参考图5A，虹彩车辆标志组件300的实施例可以被配置为产生一个或多个可见的虹彩图案。例如，环境光50可以进入组件300的标志构件310，然后射入一个或多个衍射光栅320。此时，来自衍射光栅320的反射光50r和衍射光60n、60n+1可以形成从标志组件300发出的可见的虹彩图案。类似地，来自LED源350的入射光355可以进入组件300的标志构件310（例如在边缘332处），然后射入一个或多个衍射光栅320。来自衍射光栅320的所得反射光50r和衍射光60n、60n+1可以共同地形成从标志组件300发出的另一可见的虹彩图案。
同样如图5、图5A所示，虹彩车辆标志组件300可以配置有连接到一个或多个LED源350的控制器400。在一些实施例中，LED源350通过接线410连接到控制器400。在其他实施例中，LED源350可以如本公开的领域普通技术人员所理解的通过无线通信协议（例如蓝牙®协议或其他无线协议）被连接到控制器400。此外，控制器400可以连接到电源422，该电源422用于为控制器400供电。在一些实施例中，电源422还可以经由接线410为LED源350供电。在LED源350通过无线协议连接到控制器400的其它实施例中，源350可以包括它们自己的电源（未示出）。更具体地，标志组件300的控制器400可以被配置为控制LED源350、一组LED源350或源350的其他组合中的每一个。例如，控制器400可以包括手动输入、用户驱动的编程或可以促进LED源350的单独控制以将入射光355引导到标志构件310中并且最终产生各种可见的虹彩图案的其他输入（例如由软件、以印刷电路板（PCB）的形式的硬件等显示的）。在一些实施例中，控制器400可以调整每个LED源350的功率水平、定时和激活，以实现对入射光355的控制，从而控制由标志组件300产生的可见的虹彩图案。
在不脱离本发明的构思的情况下，可以对上述结构进行变化和修改。例如，本公开的原理可用于设计和配置发出可见虹彩图案的标志、装饰和用于其他非车辆结构的其他类似组件。例如，虹彩装饰组件可以被配置为假日装饰品，其在环境光和夜间条件下产生可见的虹彩图案，并且具有与LED源相关联的有限功率利用的所有益处。本领域技术人员在本公开的范围内理解的这些变化和修改以及其他实施方案旨在被所附权利要求书覆盖，除非这些权利要求以其文字明确陈述。

Claims (17)

1.一种标志组件，包括：
半透明的聚合物标志，所述标志包括边缘以及具有500nm至750nm的厚度和150nm至400nm的周期的衍射光栅；以及
朝向所述边缘定向的LED源，
其中所述光栅将来自所述LED源的光穿过所述标志衍射为可见虹彩图案；
并且进一步地其中所述标志包含以1%至15%体积范围加入的玻璃填料。
2.根据权利要求1所述的标志组件，其中所述标志包括多个边缘，并且每个所述LED源朝向所述边缘中的至少一个定向。
3.根据权利要求1所述的标志组件，其中所述LED源连接到控制器，所述控制器被配置为单独地控制所述LED源中的每一个。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的标志组件，其中所述标志还包括内表面，所述内表面包括所述衍射光栅。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的标志组件，其中所述光栅将环境光衍射为第二可见虹彩图案。
6.根据权利要求4所述的标志组件，其中所述标志进一步包括在所述内表面上的薄膜；并且进一步地其中所述薄膜包含所述衍射光栅，所述光栅具有500nm至750nm的厚度和150nm至400nm的周期，所述光栅将来自所述LED源的光穿过所述标志衍射为可见虹彩图案；并且进一步地其中所述标志包含以1%至15%体积范围加入的玻璃填料。
7.根据权利要求6所述的标志组件，其中所述标志具有从由硅树脂、丙烯酸树脂和聚碳酸酯组成的组中选择的组合物。
8.根据权利要求6所述的标志组件，其中所述薄膜通过压印形成，并且所述薄膜通过嵌入成型连接到所述标志。
9.根据权利要求6所述的标志组件，其中所述薄膜通过压印形成，并且所述薄膜用光学粘合剂连接到所述标志。
10.根据权利要求6所述的标志组件，其中所述LED源被定位成使得它们被所述标志遮蔽。
11.根据权利要求6所述的标志组件，其中所述光栅将环境光衍射为第二可见虹彩图案。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的标志组件，还包括：
被配置为遮蔽所述LED源的护板，并且其中所述标志还包括内表面，所述内表面包括所述衍射光栅。
13.根据权利要求12所述的标志组件，其中所述内表面包括具有所述衍射光栅的薄膜，所述薄膜通过压印形成并且通过嵌入成型连接到所述标志。
14.根据权利要求12所述的标志组件，其中所述内表面包括具有所述衍射光栅的薄膜，所述薄膜通过压印形成并且用光学粘合剂连接到所述标志。
15.一种车辆，包括：根据权利要求1-3中任一项所述的标志组件。
16.一种标志组件，包括：
半透明的聚合物标志，所述标志包括边缘和在内表面上的薄膜；以及
朝向所述边缘定向的LED源，
其中所述薄膜包括具有500nm至750nm的厚度和150nm至400nm的周期的整体衍射光栅的单件，所述衍射光栅将来自所述LED源的光穿过所述标志衍射为可见虹彩图案；
并且进一步地其中所述标志包含以1%至15%体积范围加入的玻璃填料。
17.一种标志组件，包括：
半透明的聚合物标志，所述标志包括边缘和具有衍射光栅的内表面，所述衍射光栅具有500nm至750nm的厚度和150nm至400nm的周期；
朝向所述边缘定向的LED源；以及
配置为遮蔽所述源的护板，
其中所述衍射光栅将来自所述LED源的光穿过所述标志衍射为可见虹彩图案；
并且进一步地其中所述标志包含以1%至15%体积范围加入的玻璃填料。
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