CZ308337B6

CZ308337B6 - Sestava pro osvětlení plošného emblému s nízkou zástavbovou hloubkou

Info

Publication number: CZ308337B6
Application number: CZ2019-5A
Authority: CZ
Inventors: Kateřina Brojírová; Zdeněk RŮŽIČKA; Jan Truhlář
Original assignee: Ĺ KODA AUTO a.s.
Priority date: 2019-01-03
Filing date: 2019-01-03
Publication date: 2020-05-27
Also published as: CZ20195A3

Abstract

Sestava pro osvětlení plošného emblému (1) s nízkou zástavbovou hloubkou zahrnuje spodní kryt (8), desku (6) plošných spojů, plošný světlovodič (3), světelný zdroj (4) a neprůsvitnou část (2) plošného emblému (1). Na spodním krytu (8) je umístěna deska (6) plošných spojů, na níž je přichycen světelný zdroj (4) a nad jeho nejvyšším bodem je rovnoběžně s deskou (6) plošných spojů umístěn plošný světlovodič (3), který obsahuje ve své vrchní části vybrání (5). Stěny vybrání (5) mají kuželový nebo parabolický tvar nebo jsou tvořeny soustavou pásků s kruhovým průřezem. Na vnější ploše (10) plošného světlovodiče (3) je umístěna neprůsvitná část (2) plošného emblému (1). Vybrání (5) a světelný zdroj (4) jsou zakryty při pohledu shora neprůsvitnou částí (2) plošného emblému (1).

Description

Sestava pro osvětlení plošného emblému s nízkou zástavbovou hloubkou

Oblast techniky

Vynález se týká nového způsobu podsvícení emblému (loga) automobilu, kterým dojde ke zmenšení zástavbového prostoru v karoserii při zachování světelné intenzity a homogenního rozptýlení světla.

Dosavadní stav techniky

V současné době, nejsou podsvícené emblémy na automobilech velmi rozšířené. Důvodem jsou převážně legislativní omezení zemí, které zakazují takové osvětlení během jízdy. Samotný podsvícený emblém, je ale atraktivní z designového hlediska a dá se předpokládat, že bude jejich používání schválené a využívány častěji. Při podsvícení emblému je podstatné zejména dosažení homogenního prosvětlení emblému, dostatečné světelné intenzity a správné barvy. Z technického hlediska představuje největší problém homogenní prosvětlení, z důvodu, že často používaný světelný zdroj (LED) je bodový.

V současnosti se převážně podsvícený emblém skládá z jednoho nebo více světelných zdrojů, průsvitného plastového nebo skleněného materiálu, ve kterém jsou rozmístěny částice a průsvitného materiálu, na kterém je umístěn emblém z neprůsvitného materiálu. Světelný zdroj (LED) je umístěn pod materiálem s difúzními částicemi a přímo ho nasvěcuje. Materiál s rozptýlenými částicemi homogenizuje světelný tok díky chaotickému odrážení světla od nich. Tento rozptýlený tok následně přechází do průsvitné části s vyobrazeným neprůsvitným logem, čímž je dosaženo jeho podsvícení. Takové řešení popisuje např. užitný vzor CN 203689865 U. Tento způsob je ale účinný, jen když je zástavbová hloubka, tedy vzdálenost mezi světelným zdrojem a materiálem s rozptýlenými částicemi dostatečně velká. Jisté zmenšení zástavbového prostoru lze dosáhnout použitím více světelných zdrojů, ale stále ne na úroveň jednotek mm. V takovém případě se objeví nehomogenity vyplývající z bodové charakteristiky světelných zdrojů.

Jiným řešením je použití jiného než bodového světelného zdroje, například luminiscenční fólie, ale tato technologie je limitovaná poměrně malou dosažitelnou světelnou intenzitou, množstvím dostupných barev a vysokou cenou.

Podstata vynálezu

Výše zmíněné nedostatky do jisté míry odstraňuje sestava pro osvětlení plošného emblému s nízkou zástavbovou hloubkou zahrnující spodní kryt, desku plošných spojů, plošný světlovodič, světelný zdroj a neprůsvitnou část emblému, kde na spodním krytu je umístěna deska plošných spojů, na níž je přichycen světelný zdroj a nad jeho nejvyšším bodem je rovnoběžně s deskou plošných spojů umístěn plošný světlovodič, který obsahuje ve své vrchní části vybrání, přičemž stěny vybrání mají kuželový nebo parabolický tvar nebo jsou tvořeny soustavou pásků s kruhovým průřezem a na vnější ploše plošného světlovodiče je umístěna neprůsvitná část emblému, přičemž vybrání a světelný zdroj jsou zakryty při pohledu shora neprůsvitnou částí emblému. Použití plošného světlovodiče, který obsahuje ve své vrchní části vybrání, na kterých se světlo vyzářené od světelných zdrojů umístěných pod plošným světlovodičem odrazí zpět do materiálu plošného světlovodiče a tím dojde ke zvětšení vzdálenosti, kterou musí světlo (foton) urazit před tím, než opustí světlovodič. Zvětšením vzdálenosti se také zvětší množství kontaktů fotonu s nehomogenitami materiálu plošného světlovodiče, čímž dojde k efektivnějšímu rozptylu světla, a tedy zlepšení homogenity záření ze světelných zdrojů vůči řešením ze stavu techniky, kde vybrání nejsou použita. Pro symetrické a rovnoměrné odražení světla od povrchu vybrání, jsou vybrání zahloubena kolmo k desce plošných spojů. Pro správnou funkci zařízení je výhodné,

- 1 CZ 308337 B6 aby se co nejvíce (ideálně 100 %) paprsků odrazilo totálním odrazem. Na základě toho a jiných vlastností jsou konstruovány tvary vybrání. Nejvýhodnější tvary vybrání jsou kuželovité, kde dochází ke změně úhlu odrazu od vybrání se vzdáleností od světelného zdroje nebo parabolické, kde jsou paprsky ze světelného zdroje vždy odraženy rovnoběžně s deskou plošných spojů. Jiný tvar, který způsobí chaotičtější odraz světla od povrchu vybrání je soustava pásku s kruhovým průřezem. Tvary vybrání jsou s výhodou rotačně symetrické.

Plošný světlovodič, je umístěn tak, že jeho spodní stěna leží nad úrovní světelných zdrojů, které jsou umístěny na desce plošných spojů. Jako světelný zdroj jsou výhodně použity luminiscenční diody (LED), z důvodu jejich nízké ceny, dlouhé životnosti, malého rozměru a široké škále spektra vyzařovaného záření.

Dalšího zvýšení počtu odrazů světlaje dosaženo tím, že jsou v objemu plošného světlovodiče rovnoměrně rozptýlené mikroskopické částice, na kterých má světlo mimo přirozených nehomogenit materiálu další překážky, na kterých může dojít k rozptylu světla.

S výhodou se využívá, že povrch zadní stěny plošného světlovodiče je hladký nebo s reliéfem nebo je pokoven nebo je opatřen odrazným lakem. Rozptýlené světlo se odráží také od stěn plošného světlovodiče. Ke zvýšení rozptylu tedy dochází i změnou drsnosti povrchu. Tato úprava povrchu není provedena v oblastech, kterými prochází hlavní svazky světla.

Výhodně je optická osa každého světelného zdroje totožná s osou symetrie nejbližšího vybrání čímž je dosaženo rovnoměrného a osově symetrického rozložení vyzářeného světla na povrchu jednotlivých vybrání.

Objasnění výkresů

Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho uskutečnění, které jsou popsány s využitím připojených výkresů, kde na:

Obr. 1 je znázorněn pohled zepředu na automobil se sestavou pro osvětlení plošného emblému s nízkou zástavbovou hloubkou.

Obr. 2 je znázorněn pohled zezadu na automobil se sestavou pro osvětlení plošného emblému s nízkou zástavbovou hloubkou.

Obr. 3 je znázorněn pohled zepředu na sestavu pro osvětlení plošného emblému s nízkou zástavbovou hloubkou a viditelnou průsvitnou a neprůsvitnou částí.

Obr. 4 je znázorněno schéma celé sestavy pro osvětlení plošného emblému s nízkou zástavbovou hloubkou v řezu.

Obr. 5 je schematicky znázorněn odraz světelných paprsků od vybrání ve světlovodiči, které je kuželovitého tvaru.

Obr. 6 je schematicky znázorněn odraz světelných paprsků od vybrání ve světlovodiči, které je tvořeno soustavou pásků s kruhových průřezem.

Obr. 7 je schematicky znázorněn odraz světelných paprsků od vybrání ve světlovodiči, které je parabolického tvaru.

-2CZ 308337 B6

Příklady uskutečněni vynálezu

Uvedená uskutečnění znázorňují příkladné varianty provedení vynálezu, které však nemají z hlediska rozsahu ochrany žádný omezující vliv. Na obrázku 1 a 2 je zobrazeno nejčastější umístění plošného emblému 1 na karoserii auta. Barva podsvícení je například bila resp. červená v případě umístění plošného emblému 1 do přední (obrázek 1), resp. zadní (obrázek 2) části auta. Nejčastějším umístěním plošného emblému 1 v přední části karoserie je jeho umístění uprostřed, přibližně ve stejné vzdálenosti od světlometů, přičemž konkrétně může být umístěn ve víku kapoty, v masce chladiče, či být součástí sestavy uchycení přední části vozidla tzv. front face. Nejvhodnějším umístěním plošného emblému 1 v zadní části karoserie je jeho umístění v pátých dveřích (u verze karoserie hatchback), případně víku zavazadlového prostoru (u verze karoserie roadster a sedan). Výhodně je při umístění v zadní části při pohledu zezadu plošný emblém 1 přibližně uprostřed, ve stejné vzdálenosti od obou zadních svítilen. Nicméně umístění plošného emblému 1 na vnější karoserii je možné kdekoliv, dalšími příklady mohou být například okolí otevírání dveří, umístění na pravé či levé straně, zadní či přední části automobilu, do víka nádrže, do středu kol a podobně. Dále může být plošný emblém J_ umístěn také v interiéru vozidla, například uprostřed volantu nebo v palubní desce, alternativně jej lze umístit kdekoliv v interiéru vozidla, například do řadicí nebo volicí páky, do sedadel, do boků dveří, do střechy, integrovat plošný emblém 1 do ovládacích prvků ovládání dveří a podobně.

Příkladné provedení plošného emblému 1 je zobrazeno na obrázku 3. Povrch plošného emblému 1 zahrnuje neprůsvitnou část 2 a plošný světlovodič 3, který současně slouží i jako průsvitná část plošného emblému 1. V příkladném provedení plošného emblému 1 má vnější plocha 10 trojrozměrný tvar, a tedy plošný světlovodič 3 má vnější plochu 10 zakřivenou. V alternativních provedeních je vnější plocha 10 rovinná.

Celá sestava pro osvětlení plošného emblému 1 s nízkou zástavbovou hloubkou je schematicky znázorněna na obrázku 4. Zařízení je uloženo ve spodním krytu 8, který je tvořený konstrukcí z plastu. Konkrétně může být tímto plastem akrylonitrilbutadienstyren (ABS), polypropylen (PP), směs akrylonitrilbutadienstyrenu a polykarbonátu (ABS+PC) nebo polykarbonát (PC). Na spodním krytu 8 je ve spodní části zařízení uchycena deska 6 plošných spojů, která je v příkladném provedení přichycena ke spodnímu krytu 8 svěmým spojem, jež spojuje plošný světlovodič 3 a spodní kryt 8 (deska 6 plošných spojů je tedy sevřena mezi spodní kryt 8 a plošný světlovodič 3). Na desce 6 plošných spojů jsou připevněny světelné zdroje 4. V alternativním provedení tohoto spojení je spodní kryt 8 a deska 6 plošných spojů navzájem spojena šroubovým spojem. Nad úrovní nejvyššího bodu světelných zdrojů 4 je umístěn plošný světlovodič 3 tak, že zadní stěna 7 plošného světlovodiče 3 je rovnoběžná s deskou 6 plošných spojů. Plošný světlovodič 3 slouží k homogenizaci světelného záření. V příkladném provedení je plošný světlovodič 3 vyroben z plastu nebo skla, mezi plasty, ze kterých může být plošný světlovodič 3 vyroben patří například polykarbonát (PC), polymethylmethakrylát (PMMA) nebo polyamid (PA), případně další plasty s podmínkou, že musí umožnit vedení světla. V případě, že je plošný světlovodič 3 vyroben z polykarbonátu, může být jeho vnější stěna lakována, pokud je vyroben z polymethylmethakrylátu může být opatřena lakem proti oděru, či UV záření.

Pro zvýšení rozptylu světla jsou v objemu plošného světlovodiče 3 rozptýleny částice uzpůsobené k rozptylu světla. Tyto částice jsou mikroskopické a jsou to například částice oxidu titaničitého. Plošný světlovodič 3 dále obsahuje vybrání 5, která jsou zahloubena z vnější plochy 10 (tedy strany vzdálenější od desky 6 plošných spojů), přičemž vybrání 5 zmenšují svůj průřez s narůstající hloubkou (potažmo zmenšují v rovinách rovnoběžných s deskou 6 plošných spojů směrem k desce 6 plošných spojů obsah, kterým do těchto rovin zasahují). Tato vybrání 5 mají specifický tvar, pro dosažení správné funkce zařízení. Příkladná provedení vybrání 5 jsou zobrazena v řezu na obrázcích 5, 6 a 7. Z obrázků je patrné, že vybrání 5 jsou rotačně symetrická. Rotačně asymetrická jsou v provedeních, kde je vnější plocha 10 zakřivená, a tedy okraj vybrání 5 na vnější ploše 10 neleží na rovině rovnoběžné s deskou 6 plošných spojů. Vzdálenost mezi

-3CZ 308337 B6 špičkou vybrání 5 a protilehlým materiálem je alespoň 0,5 mm. Velikost vybrání 5 je dána úhlem jejich rozevření, který je funkcí indexu lomu materiálu plošného světlovodiče 3. V příkladném provedení vybrání 5 zobrazeném na obrázku 5 mají vybrání 5 tvar kuželu. V příkladném provedení vybrání 5 zobrazeném na obrázku 6 jsou vybrání 5 tvořena soustavou pásků s kruhovým průřezem, v dalším příkladném provedení vybrání 5, vyobrazeném na obrázku 7, tvoří vybrání 5 rotační plocha, jejíž profil je konkávní parabola. Vybrání 5 jsou zakryta při pohledu shora neprůsvitnou částí 2 emblému, aby nedošlo ke vzniku nehomogenit vyplývajících z bodové charakteristiky světelných zdrojů 4. A taktéž aby v pohledu nebyly pozorovatelné tvarové odlišnosti způsobené vybráním 5 a umístěným světelným zdrojem 4. Vybrání 5 mohou mít další tvary, podmínkou je, aby byly uzpůsobeny k rozptýlení na ně dopadajícího světla od světelných zdrojů 4 do plochy plošného světlovodiče 3, ideálně ve směru rovin vodorovných s deskou 6 plošných spojů.

Světelné zdroje 4 jsou luminiscenční diody (LED), přičemž jejich optická osa 9 je kolmá k desce 6 plošných spojů. Optická osa 9 je vektor hustoty proudění světelné energie, a tedy směr maximálního vyzařování. Orientace optické osy 9 je dána pevně a je na ní závislé správné fungování zařízení. Je patrné z podstaty vynálezu, že tato kolmost je považována za přibližnou kolmost, neb zařízení může pracovat i při odchylce od této kolmice v rozmezí 0 až 20°. Světelnými zdroji 4 mohou být alternativně i jiné zdroje světla, za předpokladu, že je možno přiměřeně usměrnit jejich světelný tok do požadovaného směru. Vybrání 5 a světelné zdroje 4 jsou v příkladných provedeních umístěny tak, že tvoří dvojice, přičemž optická osa 9 každého světelného zdroje 4 je totožná s osou symetrie nejbližšího vybrání 5. To znamená, že optická osa 9 jednotlivých světelných zdrojů 4 prochází vrcholem a středem podstavy nejbližšího vybrání 5, čímž je dosaženo rovnoměrného a osově symetrického rozložení vyzářeného světla světelným zdrojem 4 na povrchu jednotlivých vybrání 5. V alternativním provedení je optická osa 9 světelného zdroje 4 vychýlena od osy vybrání 5. V objemu jednotlivých vybrání 5 je vzduch, čímž je dosažena nutná podmínka pro dosažení totálního odrazu, že prostředí ve vybrání 5 musí být opticky řidší než prostředí plošného světlovodiče 3 na kterém je správná funkce vynálezu závislá.

Pro efektivnější využití světla vyzářeného světelnými zdroji 4 je vhodné zamezit úniku světla zadní stěnou 7 plošného světlovodiče 3. V příkladném provedení na obrázku 4 je zadní stěna 7 plošného světlovodiče 3 hladká a je opatřena odrazným lakem, s výjimkou oblasti, kterou prochází hlavní část svazku vyzářeného světla ze světelných zdrojů 4. V alternativních provedeních úpravy zadní stěny 7 plošného světlovodiče 3 je zadní stěna 7 plošného světlovodiče 3 opatřena reliéfem (tedy je zvýšena drsnost povrchu pro dosažení lepšího rozptylu světla) nebo je pokovena.

Počet světelných zdrojů 4 je stejný jako počet vybrání 5 a je závislý na velikosti plošného emblému 1, na optickém uspořádaní plošného světlovodiče 3 a neprůsvitné části 2. Počet světelných zdrojů 4 a na něj navázaný počet vybrání 5 je možno volit libovolně v závislosti na velikosti a tvaru plošného emblému 1 a taktéž na požadovaném světelném výkonu.

Tvar plošného emblému 1 je jednoznačně určen neprůsvitnou části 2, která je umístěná na vrchní části plošného světlovodiče 3. V příkladném provedení je neprůsvitná část 2 tvořena plastovým neprůsvitným dílem. Spojení plošného světlovodiče 3 s neprůsvitnou části 2 tvořenou plastovým neprůsvitným dílem je provedeno například vibračním nebo ultrazvukovým svařováním. V alternativních provedeních neprůsvitné části 2 je neprůsvitná část 2 tvořena nátěrem, postřikem nebo lakem, přičemž každá z těchto úprav je neprůsvitná.

Osvětlený plošný emblém j_ v automobilu může plnit několik funkčních aplikací, krom samotného zvýšeného designového vjemu taktéž může plnit funkci indikační (například nedovření dveří, nabíjení elektromobilu apod.), dále může plnit funkci orientační a taktéž funkci ambientního osvětlení interiéru automobilu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Sestava pro osvětlení plošného emblému (1) s nízkou zástavbovou hloubkou zahrnující spodní kryt (8), desku (6) plošných spojů, plošný světlovodič (3), světelný zdroj (4) a neprůsvitnou část (2) plošného emblému (1), vyznačující se tím, že na spodním krytu (8) je umístěna deska (6) plošných spojů, na níž je přichycen světelný zdroj (4) a nad jeho nejvyšším bodem je rovnoběžně s deskou (6) plošných spojů umístěn plošný světlovodič (3), který obsahuje ve své vrchní části vybrání (5), přičemž stěny vybrání (5) mají kuželový nebo parabolický tvar nebo jsou tvořeny soustavou pásků s kruhovým průřezem a na vnější ploše (10) plošného světlovodiče (3) je umístěna neprůsvitná část (2) plošného emblému (1), přičemž vybrání (5) a světelný zdroj (4) jsou zakryty při pohledu shora neprůsvitnou částí (2) plošného emblému (1).
2. Sestava pro osvětlení plošného emblému (1) s nízkou zástavbovou hloubkou podle nároku 1, vyznačující se tím, že světelný zdroj (4) je LED.
3. Sestava pro osvětlení plošného emblému (1) s nízkou zástavbovou hloubkou podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že plošný světlovodič (3) obsahuje ve svém objemu rovnoměrně rozptýlené částice uzpůsobené k rozptylu světla.
4. Sestava pro osvětlení plošného emblému (1) s nízkou zástavbovou hloubkou podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že vybrání (5) v plošném světlovodič! (3) směřuje kolmo od vnější plochy (10) plošného světlovodiče (3).
5. Sestava pro osvětlení plošného emblému (1) s nízkou zástavbovou hloubkou podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že zadní stěna (7) plošného světlovodiče (3) je hladká nebo s reliéfem nebo je pokovena nebo je opatřena odrazným lakem, přičemž propustná pro světelné záření je jen oblast, kterou prochází hlavní část svazku vyzářeného světla ze světelných zdrojů (4).
6. Sestava pro osvětlení plošného emblému (1) s nízkou zástavbovou hloubkou podle nároku 1, vyznačující se tím, že optická osa (9) každého světelného zdroje (4) je totožná s osou symetrie nej bližšího vybrání (5).