DE102015108868A1

DE102015108868A1 - Photolumineszierende Fahrzeugleselampe

Info

Publication number: DE102015108868A1
Application number: DE102015108868.1A
Authority: DE
Inventors: Mahendra Somasara Dassanayake; Stuart C. Salter
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2015-12-17
Also published as: BR102015013443A2; RU2678328C2; TR201507164A2; MX2015007331A; CN105202438A; RU2015122392A3; MX352021B; CN105202438B; RU2015122392A

Abstract

Es wird eine Fahrzeugleselampe bereitgestellt. Die Fahrzeugleselampe enthält eine äußere Linse (110) und eine erste Oberfläche (112) und eine zweite Oberfläche (114), die hinter der äußeren Linse (110) positioniert sind. Eine erste photolumineszierende Struktur (116) ist an die erste Oberfläche (112) gekoppelt und eine zweite photolumineszierende Struktur (118) ist an die zweite Oberfläche (114) gekoppelt. Eine erste Lichtquelle (120) ist zum Erregen der ersten photolumineszierenden Struktur (116) enthalten und eine zweite Lichtquelle (122) ist zum Erregen der zweiten photolumineszierenden Struktur (118) enthalten.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine Teilweiterbehandlung der US Patentanmeldung Nr. 14/156,869, eingereicht am 16. Januar 2014 mit dem Titel ”VEHICLE DOME LIGHTING SYSTEM WITH PHOTOLUMINESCENT STRUCTURE”, die eine Teilweiterbehandlung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/086,442, eingereicht am 21. November 21, 2013 mit dem Titel ”VEHICLE LIGHTING SYSTEM WITH PHOTOLUMINESCENT STRUCTURE” ist, deren gesamte Offenbarungen hier zum Zwecke der Bezugnahme zitiert werden.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugbeleuchtungssysteme und insbesondere Fahrzeugbeleuchtungssysteme, die photolumineszierende Strukturen verwenden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Beleuchtung aus photolumineszierenden Strukturen bietet ein einzigartiges und attraktives Seherlebnis. Es ist daher wünschenswert, solche photolumineszierenden Strukturen in Fahrzeugbeleuchtungssystemen zu integrieren, um eine Raum- und Einzelplatzbeleuchtung bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeugleselampe bereitgestellt. Die Fahrzeugleselampe enthält eine äußere Linse und eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die hinter der äußeren Linse positioniert sind. Eine erste photolumineszierende Struktur ist an die erste Oberfläche gekoppelt und eine zweite photolumineszierende Struktur ist an die zweite Oberfläche gekoppelt. Eine erste Lichtquelle ist zum Erregen der ersten photolumineszierenden Struktur enthalten und eine zweite Lichtquelle ist Erregen der zweiten photolumineszierenden Struktur enthalten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrzeugleselampe bereitgestellt. Die Fahrzeugleselampe enthält eine äußere Linse und eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die hinter der äußeren Linse positioniert sind. Eine erste photolumineszierende Struktur, die ein rot leuchtendes photolumineszierendes Material enthält, ist an die erste Oberfläche gekoppelt und eine zweite photolumineszierende Struktur, die ein grün leuchtendes photolumineszierendes Material enthält, ist an die zweite Oberfläche gekoppelt. Eine erste LED ist zum Erregen des rot leuchtenden photolumineszierenden Materials enthalten und eine zweite LED ist zum Erregen des grün leuchtenden photolumineszierenden Materials enthalten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrzeugleselampe bereitgestellt. Die Fahrzeugleselampe enthält eine äußere Linse und zumindest eine Oberfläche, die hinter der äußeren Linse positioniert ist. Zumindest eine photolumineszierende Struktur ist an die zumindest eine Oberfläche gekoppelt und zumindest eine Lichtquelle ist zum Projizieren von Licht auf die zumindest eine photolumineszierende Struktur enthalten. Die zumindest eine photolumineszierende Struktur wandelt das projizierte Licht in ein Ausgangslicht einer sichtbaren Farbe um, das zur äußeren Linse gestrahlt wird.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute anhand der folgenden Beschreibung, der Ansprüche und beiliegenden Zeichnungen verständlich und schätzenswert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
ist 1 eine perspektivische Ansicht eines vorderen Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs mit verschiedenen Leuchten;
ist 2 eine perspektivische Ansicht eines hinteren Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs mit verschiedenen Leuchten;
zeigt 3A eine photolumineszierende Struktur, die als Beschichtung gebildet ist;
zeigt 3B die photolumineszierende Struktur, die in Form einzelner Partikel gebildet ist;
zeigt 3C mehrere photolumineszierende Strukturen, die als einzelne Partikel gebildet und in eine separate Struktur integriert sind;
zeigt 4 ein Fahrzeugbeleuchtungssystem, das eine von vorne beleuchtete Konfiguration verwendet;
zeigt 5 das Fahrzeugbeleuchtungssystem, das eine von hinten beleuchtete Konfiguration verwendet;
zeigt 6 ein Steuersystem des Fahrzeugbeleuchtungssystems;
zeigt 7 eine von hinten beleuchtete Baugruppe, die in einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist;
zeigt 8 eine Querschnittsansicht eines von hinten beleuchteten, interaktiven Elements entlang der Linien VIII-VIII von 7;
zeigt 9 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugkuppelbeleuchtungssystems.
zeigt 10 einen Fahrgastraum im vorderen Bereich des Fahrzeuges mit zumindest einer photolumineszierenden Leselampe gemäß einer Ausführungsform;
ist 11 eine seitliche schematische Ansicht einer Leselampe gemäß einer Ausführungsform;
ist 12 eine schematische Ansicht von unten der Leselampe von 11;
zeigt 13 ein Fahrzeugbeleuchtungssystem, das eine photolumineszierende Struktur gemäß einer Ausführungsform verwendet, die an eine Sonnenblende gekoppelt ist;
ist 14 ist eine schematische Darstellung des in 13 dargestellten Fahrzeugbeleuchtungssystems, wobei die Sonnenblende in einer Gebrauchsposition ist; und
ist 15 eine schematische Darstellung des in 13 dargestellten Fahrzeugbeleuchtungssystems, wobei die Sonnenblende in einer verstauten Position ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hier sind ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie erforderlich, offenbart. Es ist jedoch klar, dass die offenbarten Ausführungsformen nur Beispiele für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt eine ausführliche Darstellung und einige schematische Darstellungen können übertrieben oder minimiert sein, um einen funktionellen Überblick zu geben. Daher sind spezielle strukturelle und funktionelle, hier offenbarte Einzelheiten nicht als Einschränkung zu verstehen, sondern nur als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann eine unterschiedliche Anwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff ”und/oder”, wenn er in einer Liste von zwei oder mehr Punkten verwendet wird, dass einer der aufgelisteten Punkte alleine verwendet werden kann, oder jede Kombination von zwei oder mehr der aufgelisteten Punkte verwendet werden kann. Wenn zum Beispiel eine Zusammenstellung beschrieben ist, die Komponenten A, B und/oder C enthält, kann sie A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombination enthalten.
Die folgende Offenbarung beschreibt ein Fahrzeugbeleuchtungssystem, in dem ein Fahrzeugelement eine photolumineszierende Struktur zum Umwandeln einer Primäremission in eine Sekundäremission im Allgemeinen mit einer neuen Farbe enthält. Für den Zweck dieser Offenbarung bezieht sich ein Fahrzeugelement auf jedes innere oder äußere Teil einer Fahrzeugausrüstung oder einen Teil davon, das zum Aufnehmen der hier beschriebenen photolumineszierenden Struktur geeignet ist. Während sich die Ausführung des hier beschriebenen Fahrzeugbeleuchtungssystems direkt auf eine Verwendung in Kraftfahrzeugen bezieht, sollte klar sein, dass das Fahrzeugbeleuchtungssystem auch in anderen Arten von Fahrzeugen verwendet werden kann, die zum Transportieren eines Fahrgastes oder mehrerer Fahrgäste bestimmt sind, wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Wasserfahrzeuge, Züge und Flugzeuge.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist allgemein ein Fahrgastraum 10 eines Kraftfahrzeugs mit einer Reihe von beispielhaften Fahrzeugelementen 12a–12g dargestellt, die sich im vorderen und hinteren Bereich des Fahrgastraums 10 befinden. Die Elemente 12a–12g entsprechen im Allgemeinen einem Himmel, einer Fußmatte, einer Türverkleidung und verschiedenen Teilen eines Sitzes, einschließlich einer Sitzauflage, einer Rückenlehne, einer Kopfstütze bzw. einer Sitzlehne. Als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung kann jedes Element 12a–12g eine photolumineszierende Struktur, die in der Folge näher beschrieben ist, in einer ausgewählten Fläche 14a–14f jedes Elements 12a–12f aufnehmen. In Bezug auf das hier beschriebene Fahrzeugbeleuchtungssystem sollte klar sein, dass die ausgewählte Fläche 12a–12f nicht auf eine besondere Form oder Größe beschränkt ist und Teile eines Elements mit ebenen und/oder nicht ebenen Formen enthalten kann. Obwohl einige Elemente 12a–12g als Beispiele angeführt sind, sollte klar sein, dass andere Elemente gemäß dem hier beschriebenen Fahrzeugbeleuchtungssystem verwendet werden können. Solche Elemente können Armaturenbretter und Komponenten auf diesen, interaktive Mechanismen (z. B. Drucktasten, Schalter, Drehscheiben und dergleichen), Anzeigevorrichtungen (z. B. Geschwindigkeitsmesser, Tachometer, usw.), bedruckte Oberflächen zusätzlich zu äußeren Elementen wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, schlüssellose Eintrittstaster, Plaketten, Seitenmarkierungen, Nummernschildlampen, Kofferraumlampen, Scheinwerfer und Heckleuchten enthalten.
Unter Bezugnahme auf 3A–3C ist eine photolumineszierende Struktur 16 dargestellt, die im Allgemeinen eine Beschichtung (z. B. ein Film), die auf ein Fahrzeugelement aufgebracht werden kann, eine einzelnes Partikel, das in ein Fahrzeugelement eingefügt werden kann, bzw. mehrere einzelne Partikel, die in eine separate Struktur eingearbeitet werden können, die auf ein Fahrzeugelement aufgebracht werden kann, ist. Im Grunde enthält die photolumineszierende Struktur 16 eine Energieumwandlungsschicht 18, die als eine einzelne Schicht oder eine mehrschichtige Struktur bereitgestellt werden kann, wie durch die gestrichelten Linien in 3A und 3B dargestellt ist. Die Energieumwandlungsschicht 18 kann ein oder mehrere photolumineszierende(s) Material(ein) mit Energieumwandlungselementen enthalten, die ausgewählt sind aus einem phosphorisierenden oder einem fluoreszierenden Material und so formuliert sind, dass sie eine eingehende elektromagnetische Strahlung in eine ausgehende elektromagnetische Strahlung im Allgemeinen mit einer längeren Wellenlänge umwandeln, die eine Farbe darstellt, die für die eingehende elektromagnetische Strahlung nicht charakteristisch ist. Der Unterschied in der Wellenlänge zwischen der eingehenden und ausgehenden elektromagnetischen Strahlung wird als Stokes-Verschiebung bezeichnet und dient als der hauptsächliche Antriebsmechanismus für den oben genannten Energieumwandlungsprozess, der häufig als Abwärtskonvertierung bezeichnet wird.
Die Energieumwandlungsschicht 18 kann durch Dispergieren des photolumineszierenden Materials in eine Polymermatrix zur Bildung einer homogenen Mischung unter Anwendung einer Reihe von Verfahren hergestellt werden. Solche Verfahren können die Herstellung der Energieumwandlungsschicht 18 aus einer Formulierung in einem flüssigen Trägermedium und Auftragen der Energieumwandlungsschicht 18 auf eine gewünschte ebene und/oder nicht ebene Trägerschicht eines Fahrzeugelements enthalten. Die Beschichtung der Energieumwandlungsschicht 18 kann auf dem ausgewählten Fahrzeugelement durch Lackieren, Siebdruck, Sprühen, Düsenbeschichtung, Tauchbeschichtung, Walzenauftrag und Rakelauftrag aufgetragen werden. Alternativ kann die Energieumwandlungsschicht 18 durch Verfahren hergestellt werden, die kein flüssiges Trägermedium verwenden. Zum Beispiel kann eine Festkörperlösung (homogene Mischung in einem trockenen Zustand) aus einem oder mehreren photolumineszierenden Materialien in einer Polymermatrix durch Extrusion, Spritzguss, Pressformen, Kalandern und Thermoformen in die Energieumwandlungsschicht 18 umgewandelt werden. In Fällen, wo eine oder mehrere Energieumwandlungsschicht(en) 18 als Partikel hergestellt werden, können die einschichtigen oder mehrschichtigen Energieumwandlungsschichten 18 in das gewählte Fahrzeugelement eingearbeitet und nicht als eine Beschichtung aufgetragen werden. Wenn die Energieumwandlungsschicht 18 eine mehrschichtige Formulierung enthält, kann jede Schicht der Reihe nach aufgetragen werden oder die Schichten können separat hergestellt und später gemeinsam laminiert oder geprägt werden, um eine ganzheitliche Schicht zu bilden. Alternativ können die Schichten gemeinsam extrudiert werden, um eine integrierte mehrschichtige Energieumwandlungsstruktur zu erhalten.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3A und 3B kann die photolumineszierende Struktur 16 optional zumindest eine Stabilitätsschicht 20 zum Schutz des photolumineszierenden Materials, das in der Energieumwandlungsschicht 18 enthalten ist, vor einem photolytischen und thermischen Abbau enthalten, um anhaltende Emissionen einer ausgehenden elektromagnetischen Strahlung bereitzustellen. Die Stabilitätsschicht 20 kann als eine separate Schicht gestaltet sein und ist an die Energieumwandlungsschicht 18 optisch gekoppelt und an ihr angebracht oder auf andere Weise mit der Energieumwandlungsschicht 18 integriert, vorausgesetzt, es wird eine geeignete Polymermatrix gewählt. Die photolumineszierende Struktur 16 kann auch optional eine Schutzschicht 22 enthalten, die optisch an die Stabilitätsschicht 20 oder andere Schicht gekoppelt und an ihr angebracht ist, um die photolumineszierende Struktur 16 vor einer physikalischen und chemischen Beschädigung zu schützen, die durch eine Umweltbelastung entsteht.
Die Stabilitätsschicht 20 und/oder die Schutzschicht 22 können mit der Energieumwandlungsschicht 18 zur Bildung einer photolumineszierenden Struktur 16 durch Beschichtung oder Drucken jeder Schicht nacheinander oder durch nacheinander erfolgende Laminierung oder Prägung integriert werden. Es können aber auch mehrere Schichten durch nacheinander erfolgende Beschichtung, Laminierung oder Prägung zur Bildung einer Teilstruktur kombiniert werden, und die erforderliche Teilstruktur kann dann laminiert oder geprägt werden, um die integrierte photolumineszierende Struktur 16 zu bilden. Sobald die photolumineszierende Struktur 16 gebildet ist, kann sie auf ein gewähltes Fahrzeugelement aufgebracht werden. Die photolumineszierende Struktur 16 kann aber auch in das gewählte Fahrzeugelement als eine oder mehrere einzelne mehrschichtige Partikel eingearbeitet werden. Die photolumineszierende Struktur 16 kann ferner auch als ein oder mehrere einzelne mehrschichtige Partikel in einer Polymerformulierung bereitgestellt werden, die anschließend auf das gewählte Fahrzeugelement als eine durchgehende Struktur aufgebracht wird. Zusätzliche Informationen bezüglich der Konstruktion photolumineszierender Strukturen sind in US Patent Nr. 8,232,533 mit dem Titel ”PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION” offenbart, deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Unter Bezugnahme auf 4 und 5 ist ein Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 allgemein gemäß einer vorne beleuchteten Konfiguration (4) und einer von hinten beleuchteten Konfiguration (5) dargestellt. In beiden Konfigurationen enthält das Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 eine photolumineszierende Struktur 16, die als eine Beschichtung gebildet ist und auf eine Trägerschicht 40 eines Fahrzeugelements 42 aufgebracht wird. Die photolumineszierende Struktur 16 enthält eine Energieumwandlungsschicht 18 und enthält optional eine Stabilitätsschicht 20 und/oder eine Schutzschicht 22, wie zuvor beschrieben. Die Energieumwandlungsschicht 18 enthält ein rot leuchtendes photolumineszierendes Material X₁, ein grün leuchtendes photolumineszierendes Material X₂, und ein blau leuchtendes photolumineszierendes Material X₃ dispergiert in einer Polymermatrix 44. Die rot, grün, und blau leuchtenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂, und X₃ sind gewählt, weil unterschiedliche Mischungen aus rotem, grünem und blauem Licht eine Vervielfältigung von Farbeempfindungen ermöglichen. Wie in der Folge ausführlicher beschrieben ist, ist eine Erregungsquelle 26 zum Erregen jedes der rot, grün und blau leuchtenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂, und X₃ in verschiedenen Kombinationen bedienbar, um Licht unterschiedlicher Farbe zu erzeugen, das aus der photolumineszierenden Struktur 16 austreten kann, um eine Raum- oder Einzelplatzbeleuchtung bereitzustellen.
Die Erregungsquelle 26 ist allgemein an einer externen Stelle relativ zur photolumineszierenden Struktur 16 dargestellt und ist bedienbar, um eine Primäremission mit einem Lichtanteil auszustrahlen, der durch eine erste eingehende elektromagnetische Strahlung, dargestellt als Richtungspfeil 28, eine zweite eingehende elektromagnetische Strahlung, dargestellt als Richtungspfeil 30, und/oder eine dritte eingehende elektromagnetische Strahlung, dargestellt als Richtungspfeil 32, definiert ist. Der Beitrag jeder eingehenden elektromagnetischen Strahlung 28, 30, 32 an der Primäremission hängt von einem Aktivierungszustand einer entsprechenden Leuchtdiode (LED) ab, die zum Ausgeben von Licht bei einer einzigen Spitzenwellenlänge gestaltet ist. In beiden Konfigurationen wird die erste eingehende elektromagnetische Strahlung 28 aus einer blauen LED 34 bei einer Spitzenwellenlänge λ₁ ausgestrahlt, die aus einem blauen Spektralfarbenbereich ausgewählt ist, der hier als ein Bereich von Wellenlängen definiert ist, der allgemein als blaues Licht dargestellt wird (~450–495 Nanometer). Die zweite eingehende elektromagnetische Strahlung 30 wird aus der blauen LED 36 bei einer Spitzenwellenlänge λ₂ ausgestrahlt, die auch aus dem blauen Spektralfarbenbereich ausgewählt ist, und die dritte eingehende elektromagnetische Strahlung 32 wird aus der blauen LED 38 bei einer Spitzenwellenlänge λ₃ ausgestrahlt, die ebenso aus dem blauen Spektralfarbenbereich ausgewählt ist.
Da die Spitzenwellenlängen λ₁, λ₂, und λ₃ unterschiedliche Längen aufweisen, können die blauen LEDs 34, 36 und 38 vorwiegend zum Erregen eines der rot, grün und blau leuchtenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂, X₃ verantwortlich sein. Insbesondere ist die blaue LED 34 vorwiegend zum Erregen des rot leuchtenden photolumineszierenden Materials X₁ verantwortlich, die blaue LED 36 ist vorwiegend zum Erregen des grün leuchtenden photolumineszierenden Materials X₂ verantwortlich und die blaue LED 38 ist vorwiegend zum Erregen des blau leuchtenden photolumineszierenden Materials X₃ verantwortlich. Für eine wirksamere Energieumwandlung ist das rot leuchtende photolumineszierende Material X₁ so gewählt, dass es eine Spitzenabsorptionswellenlänge entsprechend der Spitzenwellenlänge λ₁ hat, die mit der ersten eingehenden elektromagnetischen Strahlung 28 verknüpft ist. Bei Erregung wandelt das rot leuchtende photolumineszierende Material X₁ die erste eingehende elektromagnetische Strahlung 28 in eine erste ausgehende elektromagnetische Strahlung um, die als Richtungspfeil 46 dargestellt ist und eine Spitzenemissionswellenlänge E₁ hat, die eine Wellenlänge eines roten Spektralfarbenbereichs hat, der hier als der Bereich von Wellenlängen definiert ist, der im Allgemeinen als rotes Licht dargestellt ist (~620–750 Nanometer). Ebenso wird das grün leuchtende photolumineszierende Material X₂ so gewählt, dass es eine Spitzenabsorptionswellenlänge entsprechend der Spitzenwellenlänge λ₂ der zweiten eingehenden elektromagnetischen Strahlung 30 hat. Bei Erregung wandelt das grün leuchtende photolumineszierende Material X₂ die zweite elektromagnetische Strahlung 30 in eine zweite ausgehende elektromagnetische Strahlung um, die als Richtungspfeil 48 dargestellt ist und eine Spitzenemissionswellenlänge E₂ hat, die eine Wellenlänge eines grünen Spektralfarbenbereichs enthält, der hier als der Bereich von Wellenlängen definiert ist, der im Allgemeinen als grünes Licht dargestellt wird (~526–606 Nanometer). Schließlich wird das blau leuchtende photolumineszierende Material X₃ so gewählt, dass es eine Spitzenabsorptionswellenlänge entsprechend der Spitzenwellenlänge λ₃ der dritten eingehenden elektromagnetischen Strahlung 32 hat. Bei Erregung wandelt das blau leuchtende photolumineszierende Material X₃ die dritte eingehende elektromagnetische Strahlung 32 in eine dritte ausgehende elektromagnetische Strahlung um, die als Pfeil 50 dargestellt ist und eine Spitzenemissionswellenlänge E₃ hat, die eine längere Wellenlänge des blauen Spektralfarbenbereichs enthält.
Angesichts der relativ schmalen Bandes des blauen Spektralfarbenbereichs ist klar, dass eine gewisse Spektralüberlappung zwischen den Absorptionsspektren der rot, grün, und blau leuchtenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂, X₃ eintreten kann. Dies kann zu einer unbeabsichtigten Erregung von mehr als einem der rot, grün, und blau leuchtenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂, X₃ führen, obwohl nur eine der blauen LEDs 34, 36, 38 aktiv ist, wodurch unerwartete Farbmischungen erzeugt werden. Wenn daher eine bessere Farbtrennung gewünscht ist, sollten die rot, grün, und blau leuchtenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂, X₃ so gewählt werden, dass sie schmale Bänder von Absorptionsspektren haben, um eine spektrale Überlappung dazwischen zu minimieren, und Spitzenwellenlängen λ₁, λ₂, und λ₃ sollten einen Abstand zueinander aufweisen, so dass eine ausreichende Trennung zwischen den Spitzenabsorptionswellenlängen der rot, grün, und blau leuchtenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂, X₃ möglich ist. Auf diese Weise kann abhängig davon, welches der rot, grün, und blau leuchtenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂, X₃ erregt wird, eine Sekundäremission mit einem besser vorhersagbaren Lichtanteil erzeugt werden. Die Sekundäremission kann eine Reihe von Farben darstellen, die in einem typischen RGB-Farbraum vorgefunden werden, einschließlich Farben, die vorwiegend rot, grün, blau oder jede Kombination davon sind. Wenn zum Beispiel blaue LEDs 34, 36 und 38 gleichzeitig aktiviert werden, kann die Sekundäremission eine additive Lichtmischung aus rotem, grünem und blauem Licht enthalten, die im Allgemeinen als weißes Licht wahrgenommen wird. Andere Farbempfindungen, die im RGB Farbraum vorgefunden werden, können durch Aktivieren der blauen LEDs 34, 36 und 38 in unterschiedlichen Kombinationen und/oder Ändern der Ausgangsintensität, die mit den blauen LEDs 34, 36, 38 verbunden ist, durch Stromsteuerung, Pulsbreitenmmodulation (PWM) oder andere Mittel erzeugt werden.
Bezüglich des hier offenbarten Fahrzeugbeleuchtungssystems 24 werden blaue LEDs 34, 36 und 38 als Erregungsquelle 26 gewählt, um den relativen Kostenvorteil zu nutzen, der mit diesen verbunden ist, wenn sie in Fahrzeugbeleuchtungsanwendungen verwendet werden. Ein weiterer Vorteil einer Verwendung blauer LEDs 34, 36 und 38 besteht in der relativ geringen Sichtbarkeit von blauem Licht, das für einen Fahrzeuglenker und andere Insassen eine geringere Ablenkung darstellen kann, wenn sich die Primäremission in vollem Blickfeld ausbreiten muss, bevor sie die photolumineszierende Struktur 16 erreicht. Dennoch sollte klar sein, dass das Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 auch mit Hilfe anderer Beleuchtungsvorrichtungen ausgeführt werden kann, wie auch mit Sonnenlicht und/oder Umgebungslicht. Angesichts der Palette von Fahrzeugelementen, die imstande sind, die photolumineszierende Struktur 16 aufzunehmen, sollte auch klar sein, dass die Stelle der Erregungsquelle 26 natürlich von dem Aufbau eines besonderen Fahrzeugelements abhängig ist und außerhalb oder innerhalb der photolumineszierenden Struktur 16 und/oder des Fahrzeugelements liegen kann. Es sollte ferner klar sein, dass die Erregungsquelle 26 die Primäremission direkt oder indirekt für die photolumineszierende Struktur 16 bereitstellen kann. Das heißt, die Erregungsquelle 26 kann so positioniert werden, dass sich die Primäremission zur photolumineszierenden Struktur 16 ausbreitet oder so positioniert, dass die Primäremission über einen Lichtleiter, eine optische Vorrichtung oder dergleichen zur photolumineszierenden Struktur 16 verteilt wird.
Der Energieumwandlungsprozess, der von jedem der oben beschriebenen, rot, grün, und blau leuchtenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂, X₃ verwendet wird, kann angesichts der großen Auswahl an verfügbaren Energieumwandlungselementen unterschiedlich ausgeführt werden. Gemäß einer Ausführung erfolgt der Energieumwandlungsprozess durch ein einzelnes Absorptions-/Emissionsereignis, das von einem Energieumwandlungselement angetrieben wird. Zum Beispiel kann das rot leuchtende photolumineszierende Material X₁ einen Phosphor enthalten, der eine große Stokes-Verschiebung aufweist, um die erste eingehende elektromagnetische Strahlung 28 zu absorbieren und anschließend die erste ausgehende elektromagnetische Strahlung 46 auszugeben. Ebenso kann das grün leuchtende photolumineszierende Material X₂ einen Phosphor enthalten, der eine große Stokes-Verschiebung aufweist, um die zweite eingehende elektromagnetische Strahlung 30 zu absorbieren und die zweite ausgehende elektromagnetische Strahlung auszugeben. Ein Vorteil einer Verwendung eines Phosphors oder eines anderen Energieumwandlungselements, das eine große Stokes-Verschiebung aufweist, ist, dass eine größere Farbtrennung zwischen einer eingehenden elektromagnetischen und einer ausgehenden elektromagnetischen Strahlung aufgrund einer Verringerung in der spektralen Überlappung zwischen den entsprechenden Absorptions- und Emissionsspektren erreicht werden kann. Ebenso ist es mit einer einzelnen Stokes-Verschiebung weniger wahrscheinlich, dass die Absorptions- und/oder Emissionsspektren für ein bestimmtes photolumineszierendes Material eine Spektralüberlappung mit den Absorptions- und/oder Emissionsspektren eines anderen photolumineszierenden Materials haben, wodurch für eine bessere Farbtrennung zwischen den gewählten photolumineszierenden Materialien gesorgt ist.
Gemäß einer anderen Ausführung erfolgt der Energieumwandlungsprozess durch eine Energiekaskade von Absorptions-/Emissionsereignissen, die durch mehrere Energieumwandlungselemente mit relativ kürzeren Stokes-Verschiebungen angetrieben werden. Zum Beispiel kann das rot leuchtende photolumineszierende Material X₁ fluoreszierende Farbstoffe enthalten, wobei die erste eingehende elektromagnetische Strahlung 28 zum Teil oder zur Gänze absorbiert wird, um eine erste elektromagnetische Zwischenstrahlung mit einer längeren Wellenlänge und einer Farbe auszustrahlen, die für die erste eingehende elektromagnetische Strahlung 28 nicht charakterisitisch ist. Die erste elektromagnetische Zwischenstrahlung wird dann ein zweites Mal absorbiert, um eine zweite elektromagnetische Zwischenstrahlung mit einer noch längeren Wellenlänge und einer Farbe auszustrahlen, die für die erste elektromagnetische Zwischenstrahlung nicht charakteristisch ist. Die zweite elektromagnetische Zwischenstrahlung kann ferner mit zusätzlichen Energieumwandlungselementen umgewandelt werden, die die richtigen Stokes-Verschiebungen aufweisen, bis die gewünschte Spitzenemissionswellenlänge E₁, die mit der ersten ausgehenden elektromagnetischen Strahlung 46 verbunden ist, erhalten wird. Ein ähnlicher Energieumwandlungsprozess kann auch für das grün leuchtende photolumineszierende Material X₂ beobachtet werden. Während Energieumwandlungsprozesse, die Energiekaskaden ausführen, breite Farbspektren erzeugen können, kann eine Erhöhung der Anzahl von Stokes-Verschiebungen aufgrund einer größeren Wahrscheinlichkeit einer Spektralüberlappung zwischen den zugehörigen Absorptions- und Emissionsspektren zu weniger wirksamen Abwärtsumwandlungen führen. Falls zusätzlich eine größere Farbtrennung erwünscht ist, sollten zusätzliche Überlegungen angestellt werden, wie, dass die Absorptions- und/oder Emissionsspektren eines photolumineszierenden Materials eine minimale Überlappung mit den Absorptions- und/oder Emissionsspektren eines anderen photolumineszierenden Materials haben, das auch eine Energiekaskade oder einen anderen Energieumwandlungsprozess ausführt.
Bezüglich des blau leuchtenden photolumineszierenden Materials X₃ sind wahrscheinlich keine aufeinanderfolgenden Umwandlungen der dritten eingehenden elektromagnetischen Strahlung 32 durch eine Energiekaskade notwendig, da die eingehende elektromagnetische Strahlung 32 und die ausgehende elektromagnetische Strahlung 50 beide prädisponiert sind, relativ enge Spitzenwellenlängen im blauen Spektralfarbenbereich zu haben. Somit kann das blaue photolumineszierende Material X₃ ein Energieumwandlungselement enthalten, das eine kleine Stokes-Verschiebung aufweist. Wenn eine größere Farbtrennung erwünscht ist, sollte das blaue photolumineszierende Material X₃ mit einem Emissionsspektrum mit minimaler Spektralüberlappung mit den Absorptionsspektren der rot und grün leuchtenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂ gewählt werden. Es kann aber auch eine ultraviolette LED die blaue LED 38 ersetzen, so dass ein Energieumwandlungselement, das eine große Stokes-Verschiebung aufweist, verwendet werden kann und flexiblere Abstandsmöglichkeiten für das Emissionsspektrum des blau leuchtenden photolumineszierenden Materials X₃ innerhalb des blauen Spektralfarbenbereichs bereitgestellt werden. Für von vorne beleuchtete Konfigurationen kann die photolumineszierende Struktur 16 auch ein Schmalband-Reflexionsmaterial enthalten, das zum Reflektieren der dritten eingehenden elektromagnetischen Strahlung 32 gestaltet ist, die von der blauen LED 38 ausgestrahlt wird, anstatt eine Energieumwandlung an dieser durchzuführen, um blaues Licht darzustellen, so dass es nicht notwendig ist, blau leuchtendes photolumineszierendes Material X₃ bereitzustellen. Das oben genannte reflektierende Material kann auch zum Reflektieren einer gewählten Menge der ersten und zweiten eingehenden elektromagnetischen Strahlung 28, 30 gestaltet sein, um blaues Licht darzustellen, so dass es nicht notwendig ist, das blau leuchtende photolumineszierende Material X₃ und die blaue LED 38 vorzusehen. Für von hinten beleuchtete Konfigurationen kann blaues Licht auch einfach nur dadurch dargestellt werden, dass eine gewisse Menge der dritten eingehenden elektromagnetischen Strahlung 32 durch die photolumineszierende Struktur 16 geht, während das blau leuchtende photolumineszierende Material X₃ weggelassen wird.
Da viele Energieumwandlungselemente Lambert-Strahler sind, können sich die erhaltenen Sekundäremissionen in alle Richtungen ausbreiten, einschließlich Richtungen, die von der gewünschten Ausgabefläche 52 der photolumineszierenden Struktur 16 wegweisen. Infolgedessen können einige oder alle der Sekundäremissionen eingefangen (innere Totalreflexion) oder von entsprechenden Strukturen (z. B. dem Fahrzeugelement 42) absorbiert werden, wodurch die Leuchtkraft der photolumineszierenden Struktur 16 verringert wird. Zur Minimierung des obengenannten Phänomens kann die photolumineszierende Struktur 16 optional zumindest eine wellenlängenselektive Schicht 54 enthalten, die zum Umlenken (z. B. Reflektieren) sich unberechenbar ausbreitender Sekundäremissionen zur Ausgabefläche 52 gestaltet ist, die sich wie eine Eingabefläche 56 in Bezug auf die von vorne beleuchtete Konfiguration verhält, die in 4 dargestellt ist. In Fällen, in denen die Eingabefläche 56 und Ausgabefläche 52 unterschiedlich sind, wie im Allgemeinen durch die von hinten beleuchtete Konfiguration in 5 dargestellt, sollte die wellenlängenselektive Schicht 54 sämtliche Primäremissionen sofort durchlassen und sämtliche sich unberechenbar ausbreitende Sekundäremissionen zur Ausgabefläche 52 leiten.
In beiden Konfigurationen ist die wellenlängenselektive Schicht 54 zwischen der Trägerschicht 40 und der Energieumwandlungsschicht 18 angeordnet, so dass zumindest einige Sekundäremissionen, die sich zur Trägerschicht 40 ausbreiten, zur Ausgabefläche 52 umgelenkt werden, um die Ausgabe der Sekundäremission von der photolumineszierenden Struktur 16 zu maximieren. Zu diesem Zweck sollte die wellenlängenselektive Schicht 54 zumindest aus Materialien hergestellt werden, die die Spitzenemissionswellenlängen E₁, E₂, E₃, die mit den ersten, zweiten bzw. dritten ausgehenden elektromagnetischen Strahlungen 46, 48, 50 verbunden sind, streuen, aber nicht absorbieren. Die wellenlängenselektive Schicht 54 kann als Beschichtung gebildet werden und ist optisch an die Energieumwandlungsschicht 18 gekoppelt und sowohl an der Energieumwandlungsschicht 18 wie auch der Trägerschicht 40 mit Hilfe einiger der zuvor beschriebenen Verfahren oder anderer geeigneter Verfahren angebracht.
Unter Bezugnahme auf 6 kann die Erregungsquelle 26 elektrisch an einen Prozessor 60 gekoppelt sein, der der Erregungsquelle 26 Energie über eine Energiequelle 62 (z. B. Energieversorgung an Bord des Fahrzeuges) bereitstellt und den Betriebszustand der Erregungsquelle und/oder die Intensitätswerte der Primäremission der Erregungsquelle 26 steuert. Steueranweisungen an den Prozessor 60 können automatisch von einem Programm ausgeführt werden, das in einem Speicher gespeichert ist. Zusätzlich oder alternativ können Steueranweisungen von einer Fahrzeugvorrichtung oder einem System über zumindest einen Eingang 64 bereitgestellt werden. Zusätzlich oder alternativ können Steueranweisungen an den Prozessor 60 über jeden herkömmlichen Benutzereingabemechanismus 66 bereitgestellt werden, wie, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Drucktasten, Schalter, Berührungsbildschirme und dergleichen. Während der Prozessor 60 in 6 elektrisch an eine Erregungsquelle 26 gekoppelt dargestellt ist, sollte klar sein, dass der Prozessor 60 auch zur Steuerung zusätzlicher Erregungsquellen unter Verwendung eines der zuvor beschriebenen Verfahren gestaltet sein kann.
Es werden nun verschiedene Fahrzeugbeleuchtungssysteme ausführlicher beschrieben. Wie in der Folge beschrieben ist, verwendet jedes System eine oder mehrere photolumineszierende Struktur(en) in Verbindung mit einem Fahrzeugelement, um Fahrzeuginsassen ein verbessertes Betrachtungserlebnis zu bieten.
VON HINTEN BELEUCHTETE BAUGRUPPE
Unter Bezugnahme auf 7 und 8 ist eine von hinten beleuchtete Baugruppe 67 allgemein dargestellt und enthält in der vorliegenden Beschreibung das Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 in einer von hinten beleuchteten Konfiguration, die zuvor unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde, und kann sämtliche damit verbundene alternative Konfigurationen enthalten. Wie in 7 dargestellt, ist die von hinten beleuchtete Baugruppe 67 beispielweise als Mittelkonsole mit einem Trägerelement 68 (z. B. einer Abdeckplatte) bereitgestellt, die ein oder mehrere von hinten beleuchtete interaktive Elemente trägt, die mit Bezugszeichen 70a, 70b, und 70c bezeichnet sind. Zur Veranschaulichung sind die von hinten beleuchteten interaktiven Elemente 70a, 70b, 70c als Drucktaste, Drehknopf bzw. Kippschalter ausgeführt, die jeweils so gestaltet werden können, dass sich ein Benutzer mit einem oder mehreren Fahrzeugelementen, wie einem Audiosystem, einem Klimaanlagesteuersystem, einem Navigationssystem, usw. verbinden kann.
Unter Bezugnahme auf 8 ist eine Querschnittsansicht eines von hinten beleuchteten interaktiven Elements 70a gemäß einer Ausführungsform dargestellt. In Bezug auf die dargestellte Ausführungsform erstreckt sich das von hinten beleuchtete interaktive Element 70a zumindest teilweise durch eine Öffnung, die im Trägerelement 68 gebildet ist, und kann in der von hinten beleuchteten Baugruppe 67 in jeder herkömmlichen Weise montiert werden. Das von hinten beleuchtete interaktive Element 70a kann einen Lichtleiterkörper mit einer Vorderseite 78 und zumindest einer Seitenwand 80 enthalten und kann durch Spritzguss oder andere geeignete Verfahren gebildet werden. Während das von hinten beleuchtete interaktive Element 70a in 8 als Drucktaste ausgeführt ist, sollte klar sein, dass andere Ausführungsformen ebenso möglich sind, wie ein Drehknopf, ein Kippschalter oder dergleichen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Erregungsquelle 26 zur Bereitstellung einer Primäremission in Form einer Hintergrundbeleuchtung bereitgestellt, wie durch einen Richtungspfeil 84 zu dem von hinten beleuchteten interaktiven Element 70a dargestellt. Die Primäremission 84 kann direkt von der Erregungsquelle 26 oder indirekt über einen Lichtleiter, eine optische Vorrichtung oder dergleichen bereitgestellt werden und kann eine oder mehrere eingehende elektromagnetische Strahlung(en) enthalten, welchen jeweils eine einzige Spitzenwellenlänge zugeordnet ist und die jeweils von einer entsprechenden LED ausgestrahlt werden.
Die Primäremission 84 wird zur Vorderseite 78 des von hinten beleuchteten interaktiven Elements 70a geleitet und geht durch dieses hindurch. Die Primäremission 84 wird dann in der photolumineszierenden Struktur 16 empfangen, die im Wesentlichen die gesamte Primäremission in eine Sekundäremission umwandeln kann, die eine oder mehrere ausgehende elektromagnetische Strahlung(en) enthält, welchen jeweils eine einzige Spitzenemissionswellenlänge zugordnet ist. Die photolumineszierende Struktur 16 kann aber auch einen Teil der Primäremission in die Sekundäremission umwandeln und den Rest als nicht umgewandelte, ausgehende elektromagnetische Strahlung durchgehen lassen. In jedem Fall treten eine oder mehrere ausgehende elektromagnetische Strahlung(en), die gemeinsam durch einen Pfeil 86 dargestellt sind, durch die Ausgabefläche 52 der photolumineszierenden Struktur 16 aus und stellen ein Farbempfinden dar, das im RGB Farbraum gefunden wird.
Zur Verstärkung der Leuchtkraft der photolumineszierenden Struktur 16 kann eine wellenlängenselektive Schicht 54 darin bereitgestellt sein, die sämtliche zurückgestreute Sekundäremissionen 86 zur Ausgabefläche 52 umlenkt. Optional ist eine undurchlässige Schicht 88 an zumindest die photolumineszierende Struktur 16 gekoppelt und definiert eine Öffnung 90, die für ein Abzeichen charakteristisch ist, durch die die Sekundäremission 86 hindurchgeht, um das Abzeichen zu beleuchten.
BELEUCHTUNGSSYSTEM FÜR FAHRZEUGKUPPEL
Unter Bezugnahme auf 9 ist eine schematische Darstellung zur Ausführung eines Fahrzeugkuppelbeleuchtungssystems 92 in einem Fahrzeug 93 dargestellt. Das Fahrzeugkuppelbeleuchtungssystem 92 beinhaltet das Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 in einer von vorne beleuchteten Konfiguration wie zuvor unter Bezugnahme auf 4 beschrieben und kann sämtliche damit verbundene alternative Konfigurationen enthalten. Wie in 9 dargestellt, ist die photolumineszierende Struktur 16 durchgehend an einen Fahrzeughimmel 94 gekoppelt und mehrere Erregungsquellen 26a–26g sind jeweils zum Ausstrahlen einer Primäremission in Richtung zu einer zugehörigen Fläche 96a–96g der photolumineszierenden Struktur 16 positioniert. Die Primäremission, die von einer bestimmten Erregungsquelle 26a–26g ausgestrahlt wird, kann eine oder mehrere eingehende elektromagnetische Strahlung(en) enthalten, welchen jeweils eine einzige Spitzenwellenlänge zugeordnet ist und die jeweils von einer entsprechenden LED ausgestrahlt werden. Wie zuvor beschrieben, kann die photolumineszierende Struktur 16 im Wesentlichen die gesamte Primäremission in eine Sekundäremission umwandeln, die eine oder mehrere ausgehende elektromagnetische Strahlung(en) enthält, welchen jeweils eine einzige Spitzenwellenlänge zugeordnet ist. Die photolumineszierende Struktur 16 kann aber auch einen Teil der Primäremission reflektieren und den Rest in die Sekundäremission umwandeln. In jeder Konfiguration kann die photolumineszierende Struktur 16 optional die wellenlängenselektive Schicht 54 zum Umlenken einer zurückgestreuten Sekundäremission enthalten, um die Leuchtkraft der photolumineszierenden Struktur 16 zu verstärken.
In der dargestellten Ausführungsform sind Erregungsquellen 26a–26d jeweils betriebsbereit an eine zugehörige Kopfstütze 98a–98d gekoppelt und optisch so gestaltet, dass sie eine entsprechende Eckfläche 96a–96d der photolumineszierenden Struktur 16 in einem im Allgemeinen kreisförmigen Muster beleuchten. Erregungsquellen 26e und 26f sind jeweils optisch an eine zugehörige B-Säule 100e, 100f gekoppelt und sind jeweils optisch zum Beleuchten einer entsprechenden Seitenfläche 96e, 96f der photolumineszierenden Struktur 16 in einem im Allgemeinen halbkreisförmigen Muster gestaltet. Schließlich ist die Erregungsquelle 26g betriebsbereit an den Fahrzeughimmel 94 gekoppelt und optisch zum Beleuchten einer entsprechenden zentralen Fläche 96g in einem im Allgemeinen kreisförmigen Muster gestaltet. Wie in 9 erkennbar ist, bietet eine solche Anordnung die Möglichkeit für eine Überlappung zwischen zugehörigen Flächen 96a–96g, die nebeneinander liegen, wodurch eine im wesentlichen gesamte Fläche der photolumineszierenden Struktur 16 bedeckt wird. Als solches kann das Fahrzeugkuppelbeleuchtungssystem 92 (z. B. über den Prozessor 60) gesteuert werden, um ein vollständiges oder isoliertes Beleuchtungserlebnis zu bieten, indem alle oder einige der Erregungsquellen 26a–26g aktiviert werden. Zusätzlich oder alternativ ermöglicht die Verwendung mehrerer Erregungsquellen 26a–26g, dass jede zugehörige Fläche 96a–96g der photolumineszierenden Struktur 16 ein Farbempfinden (bestehend aus der ausgehenden elektromagnetischen Strahlung und/oder einer reflektierten eingehenden elektromagnetischen Strahlung) erzeugt, das in einem RGB Farbraum vorgefunden wird, das dem Farbempfinden, das durch eine andere zugehörige Fläche 96a–96g produziert wird, ähnlich ist oder sich von diesem unterscheidet. Dies kann durch Manipulieren des Lichtanteils der Primäremission erreicht werden, die von einer aktiven Erregungsquelle 26a–26g ausgestrahlt wird.
FAHRZEUGLESELAMPE
Unter Bezugnahme auf 10 ist der Fahrgastraum 102 im vorderen Fahrzeugbereich eines angetriebenen Fahrzeugs 104 allgemein dargestellt, der zumindest eine Leselampe 106 aufweist, die in einer Dachkonsole 108 montiert ist. In der dargestellten Ausführungsform wird die Dachkonsole 108 an der Innenseite des Himmels des Fahrgastraum im vorderen Bereich des Fahrzeuges 102 befestigt und an einer zentralen Stelle im Fahrgastraum 102 im vorderen Bereich des Fahrzeuges positioniert. Wie als Beispiel dargestellt, werden zwei Leselampen 106 an der Dachkonsole 108 montiert, wobei eine zum Bereitstellen eines besseren Zugangs und einer Beleuchtung für einen Lenker des Fahrzeugs 104 positioniert ist und die andere zum Bereitstellen eines besseren Zugangs und einer Beleuchtung für einen Insassen eines Fahrgastsitzes im vorderen Fahrzeug positioniert ist. Jede Leselampe 106 hat eine sichtbare äußere Linse und kann durch einen Schalter, wie einen Näherungsschalter mit einem Näherungssensor (z. B. kapazitiven Sensor), einen mechanisch, durch Fingerdruck bedienbaren Knopf oder ein anderes Mittel aktiviert werden, um eine Einzelplatzleuchte bereitzustellen, insbesondere unter lichtarmen oder dunklen Bedingungen. Während in 10 allgemein zwei Leselampen 106 dargestellt sind, sollte klar sein, dass eine oder mehr Leselampen 106 an anderen Stellen der Dachkonsole 108 oder an anderen Stellen an Bord des Fahrzeuges 104 befestigt sein können.
Unter Bezugnahme auf 11 und 12 ist eine Leselampe 106 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Wie am besten in 11 dargestellt, enthält die Leselampe 106 eine äußere Linse 110 und eine erste Oberfläche 112 und eine zweite Oberfläche 114, die hinter der äußeren Linse 110 positioniert sind. Eine erste photolumineszierende Struktur 116 ist an die erste Oberfläche gekoppelt 112 und eine zweite photolumineszierende Struktur 118 ist an die zweite Oberfläche 114 gekoppelt. Eine erste Lichtquelle 120 ist zum Erregen der ersten photolumineszierenden Struktur 116 bereitgestellt, um ein erstes farbiges Licht zum Beleuchten der äußeren Linse 110 auszustrahlen, und eine zweite Lichtquelle 122 ist zum Erregen der zweiten photolumineszierenden Struktur 118 bereitgestellt, um ein zweites farbiges Licht zum Beleuchten der äußeren Linse 110 auszustrahlen. Die beleuchtete äußere Linse 110 kann die Lichtbeleuchtung in einen Ausgang lenken, wo es als Karten- oder Leselicht dient.
Jede von der ersten und zweiten photolumineszierenden Struktur 116, 118 kann an die entsprechende erste und zweite Oberfläche 112, 114 in jeder geeigneten Weise gekoppelt sein. Die erste Lichtquelle 120 kann an die erste Oberfläche 112 gekoppelt sein und die zweite Lichtquelle 122 kann an die zweite Oberfläche 114 gekoppelt sein. Wie am besten in 12 dargestellt, kann jede von der ersten und zweiten Lichtquelle 120, 122 peripher an der entsprechenden ersten und zweiten Oberfläche 112, 114 angeordnet sein. Zusätzlich kann jede von der ersten und zweiten Lichtquelle 120, 122 als seitlich leuchtende LEDs gestaltet sein, so dass ein von der ersten Lichtquelle 120 ausgehendes Licht nur auf die erste photolumineszierende Struktur 116 projiziert wird und von der zweiten Lichtquelle 122 ausgehendes Licht nur auf die zweite photolumineszierende Struktur 118 projiziert wird. In einer Ausführungsform sind die erste und zweite Lichtquelle 120, 122 jeweils entweder eine blaue LED oder eine ultraviolette LED und die erste photolumineszierende Struktur 116 enthält ein rot leuchtendes photolumineszierendes Material und die zweite photolumineszierende Struktur 118 enthält ein grün leuchtendes photolumineszierendes Material.
Unter weiterer Bezugnahme auf die in 11 und 12 dargestellte Ausführungsform können die erste und zweite Oberfläche 112, 114 einander gegenüberliegend angeordnet sein und sind jeweils in einem spitzen Winkel relativ zur äußeren Linse 110 ausgerichtet. Die erste Oberfläche 112 kann zum Umlenken von zurückgestreutem Licht, das von der ersten photolumineszierenden Struktur 116 kommt, zur äußeren Linse 110 gestaltet sein, und die zweite Oberfläche 114 kann zum Umlenken von zurückgestreutem Licht, das von der zweiten photolumineszierenden Struktur 118 kommt, zur äußeren Linse 110 gestaltet sein. In Bezug auf die vorliegende Ausführungsform können die erste und zweite Oberfläche 112, 114 jeweils eine Oberfläche einer entsprechenden gedruckten Leiterplatte (PCB) 124, 126 sein, die eine reflektierende Beschichtung hat, wie eine weiße Lötmaske oder einen gleichförmigen Überzug, um zurückgestreutes Licht, das von der entsprechenden ersten und zweiten photolumineszierenden Struktur 116, 118 kommt, zur äußeren Linse 110 umzulenken.
Wie ferner in 11 und 12 dargestellt, kann die Leselampe 106 auch eine dritte Lichtquelle 128 enthalten, die zwischen der ersten und zweiten Oberfläche 112, 114 positioniert und auf einer dritten Oberfläche 130 angeordnet ist, die jene einer entsprechenden PCB 132 oder anderen Trägerstruktur sein kann. Zusätzlich kann die dritte Lichtquelle 128 eine LED (z. B. blaue LED) sein, die so ausgerichtet ist, dass sie die äußere Linse 110 direkt beleuchtet. Wenn die Lichtquellen 120, 122, und 128 aktiviert werden, kann die äußere Linse 110 auf diese Weise gleichzeitig mit Licht beleuchtet werden, das von der ersten photolumineszierenden Struktur 116, der zweiten photolumineszierenden Struktur 118 und der dritten Lichtquelle 128 ausgeht. In einer Ausführungsform kann die äußere Linse 110 eine streuende Optik sein, die zum Streuen von Licht gestaltet ist, das von der ersten, zweiten und/oder dritten Lichtquelle 120, 122, 128 empfangen wird, so dass das Licht, das die äußere Linse 110 verlässt, gleichmäßiger verteilt wird. Zusätzlich können die PCBs 124, 126, 132 in einem Gehäuse 133 gehalten werden, das an die äußere Linse 110 gekoppelt ist.
Im Betrieb kann der Aktivierungszustand jeder Lichtquelle 120, 122, 128 unabhängig von einem Prozessor (z. B. Prozessor 60) gesteuert werden. Auf diese Weise kann eine oder können mehrere der Lichtquellen 120, 122, 128 aktiviert werden, so dass unterschiedliche Farben von sichtbarem Licht von der äußeren Linse 110 ausgestrahlt und von den Fahrzeuginsassen wahrgenommen werden können. Zum Beispiel ist es in der Ausführungsform, in der die erste und zweite photolumineszierenden Struktur 116, 118 eine rot leuchtende bzw. grüne Struktur sind und eine Lichtquelle 128 eine blaue LED ist, möglich, verschieden farbige Lichter zu produzieren, die im RGB Farbraum vorgefunden werden. Dies kann durch eine Auswahl erreicht werden, welche der Lichtquellen 120, 122, 128 aktiviert werden, wie auch durch Einstellen der Menge an zugeführtem elektrischem Strom durch Pulsbreitenmodulation (PWM) oder direkte Stromsteuerung. Es wird in Betracht gezogen, dass die Wellenlänge oder Farbe des Lichts, das von der äußeren Linse 110 ausgeht, automatisch oder von einem Fahrzeuginsassen durch einen Benutzereingabemechanismus (z. B. Benutzereingabemechanismus 66) eingestellt werden kann.
FAHRZEUGSONNENBLENDE
Unter Bezugnahme auf 13–15 ist ein Fahrzeugbeleuchtungssystem 134 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Das System 134 enthält eine Sonnenblende 136 mit einem Blendenkörper 138, der zwischen einer verstauten Position (14) und einer Gebrauchsposition (15) bewegbar ist. In der dargestellten Ausführungsform wird die Sonnenblende 136 an einer Fahrzeugdachstruktur 140 angebracht und liegt im Allgemeinen an dieser in der verstauten Position an und hängt in der Gebrauchsposition von dieser herab, um Sonnenlicht zu blockieren und somit zu verhindern, dass ein Fahrzeuginsasse 142 geblendet wird. Zusätzlich kann der Blendenkörper 138 einen Kosmetikspiegel 144 wie auch anderes Zubehör enthalten, das allgemein mit Sonnenblenden verbunden ist.
In Bezug auf die dargestellte Ausführungsform ist eine photolumineszierende Struktur 146 an eine Oberfläche 148 des Blendenkörpers 138 gekoppelt, die im Allgemeinen dem Fahrzeuginsassen 142 zugewandt ist, wenn der Blendenkörper 138 in die Gebrauchsposition bewegt wird, Wie am besten in 13 dargestellt. kann die photolumineszierende Struktur 146 an einem wesentlichen Teil des unbelegten Raums der Oberfläche 148 angebracht werden. Es sollte jedoch klar sein, dass die photolumineszierende Struktur 146 nach Wunsch einen kleineren Teil der Oberfläche 148 einnehmen kann. Ferner können Teile der photolumineszierenden Struktur 146 maskiert sein, um ein Abzeichen zu zeigen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 13–15 ist eine Lichtquelle 150 fern vom Blendenkörper 138 angeordnet. Wie dargestellt, kann die Lichtquelle 150 an die Dachstruktur 140 gekoppelt sein und so ausgerichtet sein, dass die photolumineszierende Struktur 146 erregt wird, wenn sich der Blendenkörper 138 in der Gebrauchsposition befindet. Zusätzlich kann die Lichtquelle 150 in die Dachstruktur 140 versenkt sein, so dass sie sichtgeschützt ist, und kann durch eine Energiequelle 151 (z. B. bordeigene Energiezufuhr) betrieben werden. Auf diese Weise können die photolumineszierende Struktur 146 und die Lichtquelle 150 gemeinsam als Kosmetiklicht verwendet werden und die Sonnenblende 136 kann frei von elektrischen Komponenten und Verdrahtung konstruiert werden, wodurch eine einfachere und kosteneffektivere Gestaltung bereitgestellt wird. Ferner ist es aufgrund der Positionierung der Lichtquelle 150 unwahrscheinlich, dass Licht, das aus dieser ausgestrahlt wird und vom Blendenkörper 138 reflektiert wird, in das Gesichtsfeld des Fahrzeuginsassen 142 eintritt. In Bezug auf das hier beschriebene und dargestellte Fahrzeugbeleuchtungssystem 134 sollte klar sein, dass die Lichtquelle 150 und die photolumineszierende Struktur 146 eine der zuvor hier beschriebenen, von vorne beleuchteten Konfigurationen einnehmen kann. Das heißt, die Lichtquelle 150 kann eine oder mehrere LEDs enthalten und die photolumineszierende Struktur 146 kann ein oder mehrere photolumineszierende Material(ien) enthalten, die zum Umwandeln von Licht, das von einer entsprechenden LED empfangen wird, in sichtbares Licht einer anderen Wellenlänge gestaltet sind.
Wie ferner in 13–15 dargestellt, kann das Fahrzeugbeleuchtungssystem 134 einen Näherungsschalter oder Näherungssensor 152 zum Aktivieren der Lichtquelle 150 als Reaktion auf eine Signaländerung enthalten. Der Näherungssensor 152 kann magnetisch, kapazitiv, infrarot oder dergleichen und Kombinationen davon sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Lichtquelle 150 über einen mechanischen Schalter aktiviert werden.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Näherungssensor 152 zum Erfassen des Blendenkörpers 138 in der verstauten Position und Aktivieren der Lichtquelle 150, wenn der Blendenkörper 138 nicht mehr erfasst wird, gestaltet. Der Näherungssensor 152 ist als ein Magnetschalter dargestellt, der in der Dachstruktur 140 eingebettet ist, der durch einen Magnet 154 aktiviert wird, der im Blendenkörper 138 eingebettet ist. Der Magnet 154 kann an einem Ende des Blendenkörpers 138 angeordnet sein und richtet sich selbst mit dem Magnetschalter aus, wenn sich der Blendenkörper 138 in der verstauten Position befindet. In dieser Position legt der Magnet 154 ein Magnetfeld an den Magnetschalter an, das bewirkt, dass sich zwei Kontakte 156, 158 öffnen, wodurch die Lichtquelle 150 deaktiviert wird. Alternativ, wenn der Blendenkörper 138 in die Gebrauchsposition bewegt wird, ist das Magnetfeld nicht mehr vorhanden und die Kontakte 156, 158 werden in eine geschlossen Position zurückgestellt, wodurch veranlasst wird, dass die Lichtquelle 150 aktiviert wird und die photolumineszierende Struktur 146 durch Aktivieren der Lichtquelle 150 erregt.
Daher werden hier eine photolumineszierende Struktur und verschiedene Fahrzeugbeleuchtungssysteme, die diese verwenden, bereitgestellt. Jedes System verwendet in vorteilhafter Weise eine oder mehrere photolumineszierende Struktur(en) zur Verstärkung einer Lenkerfahrung und/oder eines allgemeinen Erscheinungsbildes eines Fahrzeugelements.
Es ist klar, dass Variationen und Modifizierungen an der obengenannten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es ist ferner klar, dass solche Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein, sollen, falls diese nicht durch ihre Sprache ausdrücklich anders besagen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8232533 [0033]

Claims

Fahrzeugleselampe, aufweisend: eine äußere Linse (110); eine erste Oberfläche (112) und eine zweite Oberfläche (114), die hinter der äußeren Linse (110) positioniert sind; eine erste photolumineszierende Struktur (116), die an die erste Oberfläche (112) gekoppelt ist, und eine zweite photolumineszierende Struktur (118), die an die zweite Oberfläche (114) gekoppelt ist; und eine erste Lichtquelle (120) zum Erregen der ersten photolumineszierenden Struktur (116) und eine zweite Lichtquelle (122) zum Erregen der zweiten photolumineszierenden Struktur (118).
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Oberfläche (112, 114) einander gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils in einem spitzen Winkel relativ zur äußeren Linse (110) ausgerichtet sind.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 2, wobei die erste Oberfläche (112) zum Umlenken von zurückgestreutem Licht, das von der ersten photolumineszierenden Struktur (116) kommt, zur äußeren Linse (110) gestaltet ist und die zweite Oberfläche (114) zum Umlenken von zurückgestreutem Licht, das von der zweiten photolumineszierenden Struktur (118) kommt, zur äußeren Linse (110) gestaltet ist.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 1, wobei die erste photolumineszierende Struktur (116) ein rot leuchtendes photolumineszierendes Material enthält und die zweite photolumineszierende Struktur (118) ein grün leuchtendes photolumineszierendes Material enthält.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 4, wobei die erste und zweite Lichtquelle (120, 122) jeweils eine seitlich ausstrahlende blaue LED und/oder eine seitlich ausstrahlende ultraviolette LED sind.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 5, des Weiteren aufweisend eine dritte Lichtquelle (128) zum direkten Beleuchten der äußeren Linse (110), wobei die dritte Lichtquelle (110) eine blau leuchtende LED ist und zwischen der ersten Oberfläche (112) und der zweiten Oberfläche (114) angeordnet ist.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 6, wobei die äußere Linse (110) zum Streuen von Licht gestaltet ist, das von der ersten photolumineszierenden Struktur (116), der zweiten photolumineszierenden Struktur (118) und der dritten Lichtquelle (128) empfangen wird.
Fahrzeugleselampe aufweisend: eine äußere Linse (110); eine erste Oberfläche (112) und eine zweite Oberfläche (114), die hinter der äußeren Linse (110) positioniert sind; eine erste photolumineszierende Struktur (116), die rot leuchtendes photolumineszierendes Material enthält und an die erste Oberfläche (112) gekoppelt ist; eine zweite photolumineszierende Struktur (118), die grün leuchtendes photolumineszierendes Material enthält und an die zweite Oberfläche (114) gekoppelt ist; und eine erste LED zum Erregen des rot leuchtenden photolumineszierenden Materials und eine zweite LED zum Erregen des grün leuchtenden photolumineszierenden Materials.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 8, wobei die erste und zweite Oberfläche (112, 114) einander gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils in einem spitzen Winkel relativ zur äußeren Linse (110) ausgerichtet sind.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 9, wobei die erste Oberfläche (112) zum Umlenken von Licht, das von der ersten photolumineszierenden Struktur (116) empfangen wird, zur äußeren Linse (110) gestaltet ist und die zweite Oberfläche (114) zum Umlenken von Licht, das von der zweiten photolumineszierenden Struktur (118) empfangen wird, zur äußeren Linse (110) gestaltet ist.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 10, wobei die erste LED eine von einer seitlich ausstrahlenden blauen LED und einer seitlich ausstrahlenden ultravioletten LED ist und an die erste Oberfläche (112) gekoppelt ist und die zweite LED eine von einer seitlich ausstrahlenden blauen LED und einer seitlich ausstrahlenden ultravioletten LED ist und an die zweite Oberfläche (114) gekoppelt ist.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 11, des Weiteren aufweisend eine dritte LED zum direkten Beleuchten der äußeren Linse (110), wobei die dritte LED eine blau ausstrahlende LED ist und zwischen der ersten Oberfläche (112) und der zweiten Oberfläche (114) angeordnet ist.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 12, wobei die äußere Linse (110) zum Streuen von Licht, das von der ersten photolumineszierenden Struktur (116), der zweiten photolumineszierenden Struktur (118) und der dritten LED kommt, gestaltet ist.
Fahrzeugleselampe aufweisend: eine äußere Linse (110); zumindest eine Oberfläche (112, 114), die hinter der äußeren Linse (110) positioniert ist; zumindest eine photolumineszierende Struktur (116,118), die an die zumindest eine Oberfläche (112, 114) gekoppelt ist; und zumindest eine Lichtquelle (120, 122) zum Projizieren von Licht auf die zumindest eine photolumineszierende Struktur (116, 118), wobei die zumindest eine photolumineszierende Struktur (116, 118) das projizierte Licht in ein Ausgangslicht einer sichtbaren Farbe umwandelt, das zur äußeren Linse (110) ausgestrahlt wird.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 14, wobei die zumindest eine Oberfläche eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils in einem spitzen Winkel relativ zur äußeren Linse (110) ausgerichtet sind.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 15, wobei die zumindest eine Lichtquelle (120, 122) eine erste LED zum Projizieren von Licht auf die erste Oberfläche und eine zweite LED zum Projizieren von Licht auf die zweite Oberfläche aufweist.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 16, des Weiteren aufweisend eine dritte LED, die zwischen der ersten Oberfläche (112) und der zweiten Oberfläche (114) angeordnet ist und zum direkten Beleuchten der äußeren Linse (110) gestaltet ist.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 17, wobei die erste und zweite Oberfläche (112, 114) jeweils Teil einer entsprechenden gedruckten Leiterplatte sind, die zum Umlenken von zurückgestreutem Licht zur äußeren Linse (110) gestaltet ist.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 18, wobei die äußere Linse (110) eine Licht streuende Optik ist.
Fahrzeugleselampe nach Anspruch 19, des Weiteren aufweisend einen Prozessor (60) zum Steuern eines Lichts, das von jeder der ersten, zweiten und dritten LED ausgegeben wird.