CN214607027U - 可调光透明分布式天窗 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可调光透明分布式天窗，包括设有透光区的天窗以及用于控制天窗的控制单元，天窗包括透明分布式导光体、与透明分布式导光体平行设置的调光结构和位于透明分布式导光体至少一个侧面的照明单元，透明分布式导光体为长方体或楔形近长方体结构且具有上底面和下底面，长方体的下底面为光滑的平面且上底面上设有多个平行排列的三棱镜结构，三棱镜结构的延伸方向平行于靠近照明单元的所述侧面，楔形近长方体的上底面和下底面均为光滑的平面。该可调光透明分布式天窗结构不仅能实现车内、外环境的交互，还能在外部环境光线较弱时，启动照明单元，满足车内照明需求，且透明分布式导光体与照明单元配合能实现均匀出光的效果。

Description

可调光透明分布式天窗

技术领域

本实用新型涉及天窗技术领域，尤其涉及一种可调光透明分布式天窗。

背景技术

汽车天窗安装于车顶，能够有效地使车内空气流通，增加新鲜空气的进入，为车主带来健康、舒适的享受。同时汽车车窗也可以开阔视野，也常用于移动摄影摄像的拍摄需求。汽车天窗可大致分为：外滑式、内藏式、内藏外翻式、全景式和窗帘式等。目前，汽车天窗做为汽车中的一个重要部件，一般只具有装饰和通风换气的功能，因此逐渐不能满足人们的需求。

目前，汽车天窗作为汽车中的一个重要部件，一般具有装饰和通风换气的功能，随着人们对汽车产品功能性和舒适性的提高，例如当外部光线强烈时，需要遮光帘遮住汽车天窗，尤其针对全景式天窗时；在晚间，当人们需要在车厢内照明时，仍然需要车厢中的其它灯源提供照明；当需要通过天窗显示图案的方式来提高车内观赏性和娱乐性时。一般传统天窗的主要功能是可实现车内、外环境的分隔，功能比较单一，不符合汽车功能性的发展趋势。

发明内容

以下通过例示并结合系统、工具和方法，对本实用新型的实施方案及其目的进行描述和说明。这些例示仅是示例性的和说明性的、而非限制性的。在不同实施方案中，上述一个或更多个市场需求已经通过本实用新型得到满足，而另一些实施方案则针对其他改进。

本实用新型的主要目的是人们对汽车天窗的需求不仅是起到和车外环境的互动效果，还需其对汽车内部的光线起到重要调节作用。

为实现上述目的，本申请提供了一种可调光透明分布式天窗，包括设有透光区的天窗以及用于控制所述天窗的控制单元，所述天窗包括透明分布式导光体、与所述透明分布式导光体平行设置的调光结构和位于所述透明分布式导光体至少一个侧面的照明单元，所述透明分布式导光体为长方体或楔形近长方体结构且具有上底面和下底面，所述长方体的下底面为光滑的平面且所述上底面上设有多个平行排列的三棱镜结构，所述三棱镜结构的延伸方向平行于靠近所述照明单元的所述侧面，所述楔形近长方体的上底面和下底面均为光滑的平面。

作为本申请的进一步改进，所述调光结构位于所述透明分布式导光体的上底面一侧或下底面一侧。

作为本申请的进一步改进，所述楔形近长方体的厚度沿远离所述照明单元的方向连续递减。

作为本申请的进一步改进，多个所述三棱镜结构首尾相接紧密排列或间距排列。

作为本申请的进一步改进，所述三棱镜结构横截面三角形中邻近所述照明单元一侧的底角为直角。

作为本申请的进一步改进，所述三棱镜结构与所述长方体一体成型。

作为本申请的进一步改进，所述调光结构为电控调光膜或电控调光玻璃。

作为本申请的进一步改进，所述电控调光膜或电控调光玻璃选自电致变色调光、PDLC调光、双稳态液晶调光、染料液晶调光或分散粒子调光中的至少一种。

作为本申请的进一步改进，还包括位于所述透明分布式导光体和所述调光结构之间的支撑结构。

作为本申请的进一步改进，还包括位于所述调光结构上方或下方设置的图案层。

作为本申请的进一步改进，所述图案层包括透明基材和分散于所述透明基材中的发光粒子组成。

作为本申请的进一步改进，所述天窗还包括位于最外侧的保护层。

作为本申请的进一步改进，所述保护层为亚克力层或帕姆层。

作为本申请的进一步改进，所述天窗还包括设于所述天窗两侧的滑轨，所述控制单元控制所述天窗在所述滑轨上移动，实现所述天窗打开或关闭。

作为本申请的进一步改进，所述照明单元为LED灯条。

本实用新型的有益效果在于，通过提供了一种可调光透明分布式天窗，该可调光透明分布式天窗可以实现通过天窗的关闭或打开，实现车内、外环境的交互；当车外环境光线较弱时，可开启照明单元，本申请设计的透明分布式导光体结构能提高光线利用率，增加透过天窗的光线，且能实现均匀照明的效果。

附图说明

图1为可调光透明分布式天窗的一个实施例结构示意图；

图2为透明分布式导光体的一个实施例结构示意图；

图3为透明分布式导光体的另一个实施例结构示意图；

图4为入射光线穿过透明态调光结构时的光线传导方向结构示意图；

图5为入射光线穿过雾态调光结构时的光线传导方向结构示意图；

图6为可调光透明分布式天窗的一个实施例A-B剖面结构示意图；

图7为可调光透明分布式天窗的另一个实施例A-B剖面结构示意图；

图中：1、透光区；2、滑轨；3、照明单元；4、天窗；41、保护层；42、透明分布式导光体；43、调光结构；44、图案层；45、支撑结构；421、透明分布式导光体表面棱镜结构；422、侧面；423、上底面；424、下底面；431、电连接端口。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，不用来限制本实用新型的范围。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了提高车用天窗的舒适度，本申请提供了一种可调光透明分布式天窗4，如图1所示，包括设有透光区1的天窗4以及用于控制所述天窗4的控制单元，所述控制单元的作用之一为驱动所述天窗4打开或关闭，所述天窗4包括透明分布式导光体42与所述透明分布式导光体42平行设置的调光结构43和位于所述透明分布式导光体42至少一个侧面422的照明单元3，如图2和图3所示，所述透明分布式导光体42为长方体或楔形近长方体结构且具有上底面423和下底面424，所述长方体的下底面424为光滑的平面且所述上底面423上设有多个平行排列的三棱镜结构，所述三棱镜结构的延伸方向平行于靠近所述照明单元3的所述侧面422，所述楔形近长方体的上底面423和下底面424均为光滑的平面。所述楔形近长方体结构透明分布式导光体42的所述上底面423与所述下底面424具有一定倾斜角α，所述长方体透明分布式导光体42的所述上底面423上设有多个底角为β的棱镜条结构，所述倾斜角α或所述棱镜条结构的底角β均不大于7°，倾斜角α同底角β角度相同时，可以实现楔形近长方体结构透明分布式导光体42与上底面设有多个平行排列的三棱镜结构的透明分布式导光体42具有相同的出光效果。所述透明分布式导光体42由光学级高透明度材料组成。本申请中，透明分布式导光体42的结构以及材料设计能满足可调光透明分布式天窗的透光效果。本申请中，上文及下文描述的所有棱镜结构均为附图2中的透明分布式导光体表面棱镜结构421。

本申请中，作为优选的实施方案，所述照明单元3为LED灯组，LED灯组可以实现控制出射不同颜色光线。作为优选的实施方案，所述楔形近长方体的厚度沿远离所述照明单元3的方向连续递减。作为优选的实施方案，多个所述三棱镜结构首尾相接紧密排列或间距排列；作为进一步优选的实施方案，所述三棱镜结构横截面三角形中邻近所述照明单元3一侧的底角为直角；作为更进一步优选的实施方案，所述三棱镜结构与所述长方体一体成型。

本申请中，作为优选的实施方式，所述调光结构43位于所述透明分布式导光体42的上底面423一侧或下底面424一侧，所述调光结构43可以实现不同透明态的转化，起到调节出光光线效果的作用。所述调光结构43调节光线的具体原理如下：当所述调光结构43为透明态时，如图4所示，投射光束到达调光结构43时，所有的投射光束方向均不会发生变化，而以平行光束的形式直接透过调光结构43；当所述调光结构43为半透明态时，如图5所示，当投射光束到达玻璃时，部分投射光束仍然沿着主方向投射出去，其余的投射光束在调光结构43表面发生散射，从而扩大了光线的照射范围。

本申请中，作为优选的实施方案，所述调光结构43为电控调光结构，所述电控调光结构上设有电连接端口431。作为进一步优选的实施方案，所述电控调光结构可以为但不仅仅限于电控调光膜或电控调光玻璃；作为更进一步优选的实施方案，所述电控调光膜或电控调光玻璃为但不仅仅限于电致变色调光、PDLC调光、双稳态液晶调光、染料液晶调光或分散粒子调光中的至少一种。

本申请中，以PDLC调光膜或PDLC调光玻璃作为优选的调光结构43，聚合物分散液晶(简称PDLC)是将低分子液晶与预聚物相混合，在一定条件下经聚合反应，形成微米级的液晶微滴均匀地分散在高分子网络中，再利用液晶分子的介电各向异性获得具有电光响应特性的材料，它主要工作在散射态和透明态之间并具有一定的灰度。聚合物分散液晶膜是将液晶和聚合物结合得到的一种综合性能优异的膜材料。

PDLC调光膜调节光线的具体原理如下：在无外加电压的情形下，PDLC调光膜间不能形成有规律的电场，液晶微粒的光轴取向随机，呈现无序状态，其有效折射率n₀不与聚合物的折射率n_p匹配，入射光线被强烈散射，薄膜呈不透明或半透明状。在施加外电压情况下，液晶微粒的光轴垂直于薄膜表面排列，即与电场方向一致。微粒之寻常光折射率与聚合物的折射率基本匹配，无明显介面，构成了一基本均匀的介质，所以入射光不会发生散射，薄膜呈透明状。因此，在外加电场的控制下，PDLC调光膜具备光开关特性。且影响PDLC调光膜光开关的电光效应的因素诸多，如膜的薄厚、液晶与聚合物的混合比、相分离的时间、温度与控制电压的频率等，因此，通过调节控制PDLC调光膜的电压可以使PDLC调光膜处于不同的雾化状态，比如：不加电压时是完整的雾态，加1伏电压会变透明一些，加上3V就更透明了......加到10V就完全透明了，可以根据需要调节PDLC调光膜雾度，使PDLC调光膜对入射光线产生不同的散射程度，从而起到调节出光光线效果的作用。

本申请中，作为优选的实施方式，如图7所示，还可在所述透明分布式导光体42与所述调光结构43之间设置支撑结构45。所述支撑结构45为固定于透明分布式导光体42边缘下方的带状结构，位于所述透明分布式导光体42与所述调光结构43之间，起支撑作用。

本申请中，作为优选的实施方式，所述天窗4还包括位于所述调光结构43上方或下方设置的图案层44，所述图案层44可实现天窗4显示特定图案，提高天窗观赏性和娱乐性，如图6或图7所示。作为优选的实施方案，图案层44由高透明度基材和发光粒子组成，发光粒子可以为荧光粒子或光致发光粒子；作为进一步优选的实施方案，发光粒子可以通过掺杂或注入的方式在基材中形成特定的图案，当光线通过图案层44时，发光粒子被激发出特定的颜色，从而形成特定的图案。具有图案显示功能的可调光透明分布式天窗进一步增加了观赏性和车内舒适性。作为进一步优选的实施方案，图案层44与调光结构43、透明分布式导光体42、保护层41一起由外围的边框固定其位置，但不限于此，所述图案层44还可以通过夹胶或背胶的方式固定到所述调光结构43上。

本申请中，作为优选的实施方式，如图6或图7所示，所述天窗4还包括位于所述透明分布式导光体42外侧的保护层41，用于保护天窗4内部结构，所述保护层41由抗划伤、抗撞击的高强度透明材料组成，如亚克力、帕姆层等材料构成，具有高透明度、抗划伤撞击、防火隔热、耐压的效果。作为进一步优选的实施方案，所述保护层41的表面还设有对紫外和红外波段具有较高反射率的多层光学薄膜，该结构设计能使可调光透明分布式天窗进一步起到抗紫外和隔热功能。作为更进一步优选的实施方案，所述透明分布式导光体42为表面具有一定倾斜角度的透明分布式导光体时，具有倾斜角度的表面位于靠近保护层41一侧。

本申请中，作为优选的实施方式，所述可调光透明分布式天窗还包括设于所述天窗4两侧的滑轨2，如图1所示，所述控制单元控制所述天窗4在所述滑轨2上移动，实现所述天窗4打开或关闭。

为具体说明本申请的技术方案，本申请还提供了具体的实施例，如下：

如图1所示，本申请具体实施例的一种可调光透明分布式天窗4，包括设有透光区1的天窗4以及设于所述天窗4两侧的滑轨2，所述天窗4设有与控制单元相连的端口，所述控制单元控制所述天窗4在所述滑轨2上移动，所述天窗4在所述滑轨2上滑动，实现开启/关闭天窗4的作用。在所述天窗4的一侧设有LED灯组，起到为天窗4的照明功能提供光源的作用。所述天窗4为复合结构，由图7的天窗A-B剖面结构图可知，天窗4由上往下依次包括保护层41、透明分布式导光体42、调光结构43、图案层44以及支撑结构45。其中，支撑结构45为固定于透明分布式导光体42边缘下方的带状结构，位于所述透明分布式导光体42和所述调光结构43之间，起支撑作用；所述调光结构43可以为但不仅仅限于PDLC调光膜，所述PDLC调光膜上设有连接控制单元的电连接端口431，在控制单元的调控下，所述PDLC调光膜可以实现不同透明态的转化，起到调节从微棱镜增亮膜出光光线效果的作用。

综上所述，本申请通过提供了一种可调光透明分布式天窗4，包括设有透光区1的天窗4以及用于控制所述天窗4的控制单元，所述天窗4包括透明分布式导光体42、与所述透明分布式导光体42平行设置的调光结构43和位于所述透明分布式导光体42至少一个侧面422的照明单元3，所述透明分布式导光体42为长方体或楔形近长方体结构且具有上底面423和下底面424，所述长方体的下底面424为光滑的平面且所述上底面423上设有多个平行排列的三棱镜结构，所述三棱镜结构的延伸方向平行于靠近所述照明单元3的所述侧面422，所述楔形近长方体的上底面423和下底面424均为光滑的平面。

这种结构可以实现当需要天窗4关闭或打开时，可以启动控制单元控制所述天窗4打开或关闭，实现车内、外环境的交互；当车外环境光较弱时，启动照明单元3，尤其是当所述照明单元3为LED灯组时，所述LED灯组、透明分布式导光体42的结构设计能实现均匀出光的效果。当车外环境光较亮时，启动调光结构43，通过控制调光结构43的透明度，调整进入车内的光线，达到舒适度要求，且该调光结构的透明度具有连续调节性。此外，照明单元3还可配合开启调光结构43，实现对光线的进一步调控，达到车内所需的照明效果。本实用新型的方案不仅仅限于应用于汽车天窗技术领域，还可应用于建筑幕墙、阳光房等其它领域的照明。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种可调光透明分布式天窗，包括设有透光区的天窗以及用于控制所述天窗的控制单元，其特征在于，所述天窗包括透明分布式导光体、与所述透明分布式导光体平行设置的调光结构和位于所述透明分布式导光体至少一个侧面的照明单元，所述透明分布式导光体为长方体或楔形近长方体结构且具有上底面和下底面，所述长方体的下底面为光滑的平面且所述上底面上设有多个平行排列的三棱镜结构，所述三棱镜结构的延伸方向平行于靠近所述照明单元的所述侧面，所述楔形近长方体的上底面和下底面均为光滑的平面。

2.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，所述调光结构位于所述透明分布式导光体的上底面一侧或下底面一侧。

3.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，所述楔形近长方体的厚度沿远离所述照明单元的方向连续递减。

4.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，多个所述三棱镜结构首尾相接紧密排列或间距排列。

5.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，所述三棱镜结构横截面三角形中邻近所述照明单元一侧的底角为直角。

6.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，所述三棱镜结构与所述长方体一体成型。

7.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，所述调光结构为电控调光膜或电控调光玻璃。

8.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，还包括位于所述透明分布式导光体和所述调光结构之间的支撑结构。

9.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，还包括位于所述调光结构上方或下方设置的图案层。

10.如权利要求9所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，所述图案层包括透明基材和分散于所述透明基材中的发光粒子组成。

11.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，所述天窗还包括位于最外侧的保护层。

12.如权利要求11所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，所述保护层为亚克力层或帕姆层。

13.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，所述天窗还包括设于所述天窗两侧的滑轨，所述控制单元控制所述天窗在所述滑轨上移动，实现所述天窗打开或关闭。

14.如权利要求1所述的可调光透明分布式天窗，其特征在于，所述照明单元为LED灯条。

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