DE102015109319A1

DE102015109319A1 - Sonnenblende mit photolumineszierender Struktur

Info

Publication number: DE102015109319A1
Application number: DE102015109319.7A
Authority: DE
Inventors: Stuart C. Salter; Cornel Lewis Gardner; Mahendra Somasara Dassanayake; Carol C. Kordich
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2015-12-24
Also published as: MX2015008168A; RU2015124016A3; BR102015014647A2; RU2015124016A; RU2676180C2; CN105196839A; MX351327B; TR201507513A2; CN105196839B

Abstract

Bereitgestellt ist ein Fahrzeugbeleuchtungssystem. Das System umfasst eine Sonnenblende mit einem Blendenkörper, der sich zwischen einer Verstauungsposition und einer Verwendungsposition bewegen lässt. Eine photolumineszierende Struktur ist mit einer Oberfläche des Blendenkörpers gekoppelt und eine Lichtquelle ist mit einer Dachverkleidung gekoppelt und so orientiert, die photolumineszierende Struktur anzuregen, wenn sich der Blendenkörper in der Verwendungsposition befindet. Ein Schalter ist enthalten zum Aktivieren der Lichtquelle als Reaktion auf eine Signaländerung.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität der am 16. Januar 2014 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 14/156,189 mit dem Titel „FAHRZEUGDECKENBELEUCHTUNGSSYSTEM MIT PHOTOLUMINESZIERENDER STRUKTUR”, die eine Teilfortführung der am 21. November 2013 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 14/086,442 mit dem Titel „FAHRZEUGBELEUCHTUNGSSYSTEM MIT PHOTOLUMINESZIERENDER STRUKTUR” ist, deren gesamte Offenbarungen hier durch Bezugnahme mit aufgenommen werden.
ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugbeleuchtungssysteme und insbesondere Fahrzeugbeleuchtungssysteme, die photolumineszierende Strukturen verwenden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Beleuchtung aus photolumineszierenden Strukturen bietet ein einzigartiges und attraktives Seherlebnis. Es ist daher erwünscht, derartige photolumineszierende Strukturen in einem Fahrzeugbeleuchtungssystem aufzunehmen, um Allgemeinbeleuchtung und Platzbeleuchtung bereitzustellen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugbeleuchtungssystem bereitgestellt. Das System umfasst eine Sonnenblende mit einem Blendenkörper, der sich zwischen einer Verstauungs- und einer Verwendungsposition bewegen lässt. Eine photolumineszierende Struktur ist mit einer Oberfläche des Blendenkörpers gekoppelt, und eine Lichtquelle ist mit einer Dachauskleidung gekoppelt und derart orientiert, die photolumineszierende Struktur anzuregen, wenn sich der Blendenkörper in der Verwendungsposition befindet. Es ist ein Schalter enthalten zum Aktivieren der Lichtquelle als Reaktion auf eine Signaländerung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugbeleuchtungssystem bereitgestellt. Das System umfasst eine Sonnenblende mit einem Blendenkörper, der sich zwischen einer Verstauungs- und einer Verwendungsposition bewegen lässt. Eine photolumineszierende Struktur ist mit einer Oberfläche des Blendenkörpers gekoppelt, und eine Lichtquelle befindet sich entfernt von dem Blendenkörper und ist derart orientiert, die photolumineszierende Struktur anzuregen, wenn sich der Blendenkörper in der Verwendungsposition befindet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugbeleuchtungssystem bereitgestellt. Das System umfasst eine Sonnenblende mit einem Blendenkörper, der sich zwischen einer Verstauungs- und einer Verwendungsposition bewegen lässt. Eine photolumineszierende Struktur ist mit einer Oberfläche des Blendenkörpers gekoppelt, und es ist eine Lichtquelle enthalten zum Anregen der photolumineszierenden Struktur, wenn sich der Blendenkörper in der Verwendungsposition befindet.
Diese und weitere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden vom Fachmann bei Lektüre der folgenden Beschreibung, Ansprüche und angehängten Zeichnungen verstanden und gewürdigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
zeigt 1 eine perspektivische Ansicht eines vorderen Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs mit verschiedenen beleuchteten Ausstattungsteilen;
zeigt 2 eine perspektivische Ansicht eines hinteren Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs mit verschiedenen beleuchteten Ausstattungsteilen;
zeigt 3A eine photolumineszierende Struktur, die als eine Beschichtung ausgebildet ist;
zeigt 3B die photolumineszierende Struktur, die als diskretes Teilchen ausgebildet ist;
zeigt 3C mehrere photolumineszierende Strukturen, die als diskrete Teilchen ausgebildet sind und in eine separate Struktur eingebaut sind;
zeigt 4 ein Fahrzeugbeleuchtungssystem, dass eine von vorne beleuchtete Konfiguration verwendet;
zeigt 5 das Fahrzeugbeleuchtungssystem, das eine hinterleuchtete Konfiguration verwendet; und
zeigt 6 ein Steuersystem des Fahrzeugbeleuchtungssystems;
zeigt 7 eine hintergrundbeleuchtete Anordnung, die in einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist;
zeigt 8 eine Querschnittsansicht eines hintergrundbeleuchteten, interaktiven Glieds entlang der Linie VIII-VIII von 7;
zeigt 9 ein systematisches Diagramm eines Fahrzeugdeckenbeleuchtungssystems.
zeigt 10 einen vorderen Fahrzeugfahrgastraum mit mindestens einer photolumineszierenden Leseleuchte gemäß einer Ausführungsform;
zeigt 11 eine schematische Seitenansicht einer Leseleuchte gemäß einer Ausführungsform;
zeigt 12 eine schematische Unteransicht der Leseleuchte von 11;
zeigt 13 ein Fahrzeugbeleuchtungssystem, das eine mit einer Sonnenblende gekoppelte photolumineszierende Struktur verwendet, gemäß einer Ausführungsform;
zeigt 14 eine schematische Darstellung des in 13 gezeigten Fahrzeugbeleuchtungssystems, wobei sich die Sonnenblende in einer Verwendungsposition befindet; und
zeigt 15 eine schematische Darstellung des in 13 gezeigten Fahrzeugbeleuchtungssystems, wobei sich die Sonnenblende in einer Verstauungsposition befindet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie erfordert werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren enthalten nicht unbedingt einen ausführlichen Aufbau; einige Schaltbilder können übertrieben oder minimiert vorliegen, um eine Funktionsübersicht zu zeigen. Daher sollten spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend verstanden werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung verschiedentlich zu verwenden.
Wie der Begriff „und/oder” hier verwendet wird, wenn er in einer Liste von zwei oder mehreren Sachen auftritt, bedeutet er, dass jede beliebige der aufgelisteten Sachen für sich selbst oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgelisteten Sachen verwendet werden kann. Falls zum Beispiel eine Zusammensetzung derart beschrieben wird, dass sie die Komponenten A, B und/oder C enthält, kann die Zusammensetzung 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, bei dem ein Fahrzeugausstattungsteil eine photolumineszierende Struktur zur Umwandlung einer Primäremission in eine Sekundäremission, die allgemein eine neue Farbe aufweist, erhält. Zu Zwecken der vorliegenden Offenbarung bezeichnet ein Fahrzeugausstattungsteil ein beliebiges Innen- oder Außenteil einer Fahrzeugausrüstung, oder einen Teil davon, das bzw. der dazu geeignet ist, die vorliegend beschriebene photolumineszierende Struktur aufzunehmen. Obgleich die vorliegend beschriebene Implementierung des Fahrzeugbeleuchtungssystems primär auf eine Verwendung in Kraftfahrzeugen gerichtet ist, versteht es sich, dass das Fahrzeugbeleuchtungssystem auch in anderen Arten von Fahrzeugen implementiert werden kann, die zum Transport eines oder mehrerer Passagiere ausgelegt sind, wie zum Beispiel unter anderem Wasserfahrzeuge, Züge und Flugzeuge.
In 1 und 2 ist allgemein ein Fahrgastraum 10 eines Kraftfahrzeugs gezeigt, der eine Vielfalt von beispielhaften Fahrzeugausstattungsteilen 12a–12g aufweist, die sich vorne und hinten im Fahrgastraum 10 befinden. Die Ausstattungsteile 12a–12g entsprechen jeweils allgemein einer Dachauskleidung, einer Bodenmatte, einer Türverkleidung und verschiedenen Teilen eines Sitzes, darunter eine Sitzschale, eine Rückenlehne, eine Kopfstütze und eine Sitzlehne. Zu Zwecken der Darstellung und nicht der Einschränkung kann jeder Ausstattungsteil 12a–12g eine photolumineszierende Struktur, die weiter unten beschrieben wird, an einem ausgewählten Bereich 14a–14f jeder Halterung 12a–12f erhalten. Mit Bezug auf das vorliegend beschriebene Fahrzeugbeleuchtungssystem versteht es sich, dass der ausgewählte Bereich 12a–12f nicht auf eine bestimmte Gestalt oder Größe beschränkt ist und Abschnitte eines Ausstattungsteils mit planaren und/oder nichtplanaren Konfigurationen enthalten kann. Obwohl beispielhaft einige Ausstattungsteile 12a–12g vorgesehen sind, versteht es sich, dass andere Ausstattungsteile gemäß dem hier beschriebenen Fahrzeugbeleuchtungssystem verwendet werden können. Zu derartigen Ausstattungsteilen gehören Instrumententafeln und darauf befindliche Komponenten, interaktive Mechanismen (zum Beispiel Druckknöpfe, Schalter, Drehscheiben und dergleichen), Anzeigeeinrichtungen (zum Beispiel Geschwindigkeitsmesser, Tachometer usw.), bedruckte Oberflächen, zusätzlich zu Außenausstattungsteilen wie zum Beispiel unter anderem schlüssellose Eingangsknöpfe, Embleme, Seitenmarkierungen, Nummernschildleuchten, Kofferraumleuchten, Scheinwerfer und Rücklichter.
In 3A–3C ist allgemein eine photolumineszierende Struktur 16 gezeigt, die jeweils ausgeführt ist als eine Beschichtung (zum Beispiel ein Film), die dazu in der Lage ist, auf einen Fahrzeugausstattungsteil aufgebracht zu werden, als ein diskretes Teilchen, das dazu in der Lage ist, in einen Fahrzeugausstattungsteil implantiert zu werden, und als mehrere diskrete Partikel, die in einer separaten Struktur untergebracht sind, die dazu in der Lage ist, auf einen Fahrzeugausstattungsteil aufgebracht zu werden. Auf elementarster Ebene enthält die photolumineszierende Struktur 16 eine Energieumwandlungsschicht 18, die als eine einschichtige oder mehrschichtige Struktur bereitgestellt werden kann, wie durch die gestrichelten Linien in 3A und 3B gezeigt ist. Die Energieumwandlungsschicht 18 kann ein oder mehrere photolumineszierende Materialien enthalten, die Energieumwandlungselemente aufweisen, die aus einem phosphoreszierenden oder einem fluoreszierenden Material ausgewählt und dazu formuliert sind, eine eingekoppelte elektromagnetische Strahlung in eine ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung, die allgemein eine längere Wellenlänge aufweist und in einer Farbe ausgedrückt ist, die nicht für die eingekoppelte elektromagnetische Strahlung charakteristisch ist, umzuwandeln. Der Wellenlängenunterschied zwischen der eingekoppelten und ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung wird als Stokes-Verschiebung bezeichnet und dient als der grundsätzliche Ansteuerungsmechanismus für den oben erwähnten Energieumwandlungsprozess, was oft als Herunterkonvertierung bezeichnet wird.
Die Energieumwandlungsschicht 18 kann dargestellt werden, indem das photolumineszierende Material unter Verwendung von verschiedenen Verfahren in einer Polymermatrix dispergiert wird, um eine homogene Mischung auszubilden. Derartige Verfahren können Darstellen der Energieumwandlungsschicht 18 aus einer Formulierung in einem flüssigen Trägermedium und Auftragen der Energieumwandlungsschicht 18 auf ein gewünschtes planares und/oder nichtplanares Substrat eines Fahrzeugausstattungsteils enthalten. Die Beschichtung der Energieumwandlungsschicht 18 kann mittels Lackieren, Siebdruck, Sprühen, Düsenbeschichtung, Tauchlackierung, Walzenauftrag und Kommarakelbeschichtung auf dem ausgewählten Fahrzeugausstattungsteil abgeschieden werden. Alternativ dazu kann die Energieumwandlungsschicht 18 durch Verfahren dargestellt werden, die kein flüssiges Trägermedium verwenden. Zum Beispiel kann eine Festkörperlösung (homogene Mischung in einem Trockenzustand) eines oder mehrerer photolumineszierender Materialien in einer Polymermatrix mittels Strangpressen, Einspritzung, Formpressen, Kalendrieren und Thermoformen in die Energieumwandlungsschicht 18 umgewandelt werden. In Fällen, wo eine oder mehrere Energieumwandlungsschichten 18 als Teilchen ausgebildet sind, können einschichtige oder mehrschichtige Energieumwandlungsschichten 18 in dem ausgewählten Fahrzeugausstattungsteil implantiert statt als Beschichtung aufgetragen werden. Wenn die Energieumwandlungsschicht 18 eine mehrschichtige Formulierung enthält, kann jede Schicht sequenziell aufgetragen werden, oder die Schichten können separat dargestellt und später zusammen laminiert oder geprägt werden, um eine integrale Schicht auszubilden. Alternativ dazu können die Schichten coextrudiert werden, um eine integrierte mehrschichtige Energieumwandlungsstruktur darzustellen.
Erneut mit Bezug auf 3A und 3B kann die photolumineszierende Struktur 16 nach Wunsch mindestens eine Stabilitätsschicht 20 zum Schutz des photolumineszierenden Materials, das innerhalb der Energieumwandlungsschicht 18 enthalten ist, gegen photolytische und Wärmedegradation enthalten, um dauernde Emissionen von ausgekoppelter elektromagnetischer Strahlung bereitzustellen. Die Stabilitätsschicht 20 kann als separate Schicht ausgebildet sein und ist optisch mit der Energieumwandlungsschicht 18 gekoppelt und klebend verbunden oder anderweitig in der Energieumwandlungsschicht 18 integriert, vorausgesetzt, dass eine geeignete Polymermatrix ausgewählt ist. Die photolumineszierende Struktur 16 kann auch auf Wunsch eine Schutzschicht 22 enthalten, die optisch mit der Stabilitätsschicht 120 oder einer anderen Schicht gekoppelt und klebend verbunden ist, um die photolumineszierende Struktur 16 gegen durch Umweltaussetzung auftretenden physikalischen und chemischen Schaden zu schützen.
Die Stabilitätsschicht 20 und/oder die Schutzschicht 22 kann mit der Energieumwandlungsschicht 18 kombiniert sein, um durch sequenzielles Auftragen oder Bedrucken jeder Schicht oder durch sequenzielles Laminieren oder Prägen eine integrierte photolumineszierende Struktur 16 auszubilden. Alternativ dazu können durch sequenzielles Auftragen, Laminieren oder Prägen mehrere Schichten kombiniert werden, um eine Substruktur auszubilden, und die nötige Substruktur wird daraufhin zusammenlaminiert oder -geprägt, um die integrierte photolumineszierende Struktur 16 auszubilden. Nach Ausbildung der photolumineszierenden Struktur 16 kann sie auf einem ausgewählten Fahrzeugausstattungsteil aufgetragen werden. Alternativ dazu kann die photolumineszierende Struktur 16 in dem ausgewählten Fahrzeugausstattungsteil als ein oder mehrere diskrete mehrschichtige Partikel einbezogen werden. Weiterhin alternativ dazu kann die photolumineszierende Struktur 16 als ein oder mehrere diskrete mehrschichtige Partikel bereitgestellt werden, die in einer polymeren Formulierung dispergiert sind, die daraufhin auf das ausgewählte Fahrzeugausstattungsteil als durchgehend flächige Struktur aufgetragen wird. Zusätzliche Informationen bezüglich des Aufbaus von photolumineszierenden Strukturen sind im US-Patent mit der Nummer 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 Offenbarungen hiermit durch Bezug aufgenommen werden.
In 4 und 5 ist allgemein ein Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 gezeigt gemäß einer von vorne beleuchteten Konfiguration (4) und einer hinterleuchteten Konfiguration (5). In beiden Konfigurationen enthält das Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 eine photolumineszierende Struktur 16, die als eine Beschichtung ausgebildet ist und auf ein Substrat 40 eines Fahrzeugausstattungsteils 42 aufgetragen wird. Wie zuvor beschrieben, enthält die photolumineszierende Struktur 16 eine Energieumwandlungsschicht 18 und nach Wunsch eine Stabilitätsschicht 20 und/oder eine Schutzschicht 22. Die Energieumwandlungsschicht 18 enthält ein rot emittierendes photolumineszierendes Material X₁, ein grün emittierendes photolumineszierendes Material X₂, und ein blau emittierendes photolumineszierendes Material X₃, dispergiert in einer Polymermatrix 44. Das rot, grün und blau emittierende photolumineszierende Material X₁, X₂ und X₃ ist deswegen ausgewählt, da mit verschiedenen Mischungen aus rotem, grünem und blauem Licht eine Vielfalt von Farbeindrücken dupliziert werden kann. Wie weiter unten beschrieben wird, ist eine Anregungsquelle 26 dazu betreibbar, das rot, grün und blau emittierende photolumineszierende Material X₁, X₂ und X₃ jeweils in verschiedenen Kombinationen anzuregen, um verschiedenfarbiges Licht zu erzeugen, was aus der photolumineszierenden Struktur 16 austreten darf, um Allgemein- oder Platzbeleuchtung bereitzustellen.
Die Anregungsquelle 26 ist allgemein an einer externen Stelle relativ zur photolumineszierenden Struktur 16 gezeigt und dazu betreibbar, eine Primäremission mit einem Lichtinhalt zu emittieren, der durch eine erste eingekoppelte elektromagnetische Strahlung, die als Richtungspfeil 28 dargestellt ist, eine zweite eingekoppelte elektromagnetische Strahlung, die als Richtungspfeil 30 dargestellt ist, und/oder eine dritte eingekoppelte elektromagnetische Strahlung, die als Richtungspfeil 32 dargestellt ist, definiert ist. Der Beitrag jeder eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung 28, 30, 32 in der Primäremission hängt von einem Aktivierungszustand einer entsprechenden Leuchtdiode (LED) ab, die zur Ausgabe von Licht mit einer eindeutigen Spitzenwellenlänge ausgebildet ist. In beiden Konfigurationen wird die erste eingekoppelte elektromagnetische Strahlung 28 aus der blauen LED 34 mit einer Spitzenwellenlänge von λ₁ emittiert, ausgewählt aus einem blauen Spektralfarbenbereich, der vorliegend als der Bereich von Wellenlängen definiert wird, der allgemein als blaues Licht ausgedrückt wird (~450–495 nm). Die zweite eingekoppelte elektromagnetische Strahlung 30 wird aus der blauen LED 36 mit einer Spitzenwellenlänge von λ₂ emittiert, die auch aus dem blauen Spektralfarbenbereich ausgewählt wird, und die dritte eingekoppelte elektromagnetische Strahlung 32 wird aus der blauen LED 38 mit einer Spitzenwellenlänge λ₃ emittiert, die weiterhin aus dem blauen Spektralfarbenbereich ausgewählt wird.
Aufgrund der Tatsache, dass die Spitzenwellenlängen λ₁, λ₂ und λ₃ verschiedene Längen aufweisen, können die blauen LEDs 34, 36 und 38 jeweils hauptsächlich zur Anregung eines der rot, grün und blau emittierenden photolumineszierenden Materialien X₁, X₂, X₃ verantwortlich sein. Speziell ist die blaue LED 34 primär zur Anregung des rot emittierenden photolumineszierenden Materials X₁ verantwortlich, die blaue LED 36 ist primär für die Anregung des grün emittierenden photolumineszierenden Materials X₂ verantwortlich, und die blaue LED 38 ist primär zur Anregung des blau emittierenden photolumineszierenden Materials X₃ verantwortlich. Für effizientere Energieumwandlung wird das rot emittierende photolumineszierende Material X₁ derart ausgewählt, dass es eine Spitzenabsorptionswellenlänge aufweist, die der Spitzenwellenlänge λ₁ entspricht, die mit der ersten eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung 28 assoziiert ist. Bei Anregung wandelt das rot emittierende photolumineszierende Material X₁ die erste eingekoppelte elektromagnetische Strahlung 28 in eine erste ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung um, die als Richtungspfeil 46 dargestellt ist und eine Spitzenemissionswellenlänge E₁ aufweist, die eine Wellenlänge eines roten Spektralfarbenbereichs enthält, der vorliegend als der Bereich von Wellenlängen definiert ist, der allgemein als rotes Licht ausgedrückt wird (~620–750 Nanometer). Ähnlich ist das grün emittierende photolumineszierende Material X₂ derart ausgewählt, dass es eine Spitzenabsorptionswellenlänge aufweist, die der Spitzenwellenlänge λ₂ der zweiten eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung 30 entspricht. Bei Anregung wandelt das grün emittierende photolumineszierende Material X₂ die zweite elektromagnetische Strahlung 30 in eine zweite ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung um, die als Richtungspfeil 48 dargestellt ist und eine Spitzenemissionswellenlänge E₂ aufweist, die eine Wellenlänge eines grünen Spektralfarbenbereichs enthält, der vorliegend als der Bereich von Wellenlängen definiert ist, der allgemein als grünes Licht ausgedrückt wird (~526–606 Nanometer). Letztlich wird das blau emittierende photolumineszierende Material X₃ derart ausgewählt, dass es eine Spitzenabsorptionswellenlänge aufweist, die der Spitzenwellenlänge λ₃ der dritten eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung 32 entspricht. Bei Anregung wandelt das blau emittierende photolumineszierende Material X₃ die dritte eingekoppelte elektromagnetische Strahlung 32 in eine dritte ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung um, die als Pfeil 50 dargestellt ist und eine Spitzenemissionswellenlänge E₃ aufweist, die eine längere Wellenlänge des blauen Spektralfarbenbereichs enthält.
Aufgrund des relativ schmalen Bands des blauen Spektralfarbenbereichs wurde erkannt, dass zwischen den Absorptionsspektren des rot, grün und blau emittierenden photolumineszierenden Materials X₁, X₂, X₃ eine gewisse spektrale Überlappung auftreten kann. Dies kann zur unbeabsichtigten Anregung von mehr als einem des rot, grün und blau emittierenden photolumineszierenden Materials X₁, X₂, X₃ führen, obwohl nur eine der blauen LEDs 34, 36, 38 aktiv ist, wodurch unerwartete Farbmischungen erzeugt werden. Somit sollte, falls eine höhere Farbtrennung erwünscht wird, das rot, grün und blau emittierende photolumineszierende Material X₁, X₂, X₃ so ausgewählt werden, dass es ein schmales Bandabsorptionsspektrum aufweist, um jegliche spektrale Überlappung dazwischen auf ein Minimum zu reduzieren, und die Spitzenwellenlängen λ₁, λ₂ und λ₃ sollten voneinander beabstandet sein, um ausreichend Trennung zwischen den Spitzenabsorptionswellenlängen des rot, grün und blau emittierenden photolumineszierenden Materials X₁, X₂, X₃ zu gestatten. Auf diese Weise kann, abhängig davon, welches des rot, grün und blau emittierenden photolumineszierenden Materials X₁, X₂, X₃ angeregt wird, eine Sekundäremission mit einem vorhersehbareren Lichtinhalt erzeugt werden. Die Sekundäremission kann eine Vielfalt von Farben ausdrücken, die in einem typischen RGB-Farbraum aufzufinden sind, darunter Farben, die hauptsächlich rot, grün, blau oder eine beliebige Kombination daraus sind. Wenn zum Beispiel blaue LEDs 34, 36 und 38 gleichzeitig aktiviert werden, kann die Sekundäremission eine additive Lichtmischung von rotem, grünem und blauem Licht enthalten, was allgemein als Weißlicht wahrgenommen wird. Andere Farbeindrücke, die im RGB-Farbraum zu finden sind, können durch Aktivierung der blauen LEDs 34, 36 und 38 in verschiedenen Kombinationen und/oder Ändern der Ausgabeintensität, die mit den blauen LEDs 34, 36, 38 assoziiert ist, durch Stromregelung, Pulsweitenmodulation (PWM) oder andere Mittel erzeugt werden.
Mit Bezug auf das vorliegend offenbarte Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 werden blaue LEDs 34, 36 und 38 als die Anregungsquelle 26 ausgewählt, um aus den relativen Kostenvorteilen, die sie aufweisen, wenn sie in Fahrzeugbeleuchtungsanwendungen verwendet werden, Nutzen zu ziehen. Ein weiterer Vorteil der Verwendung blauer LEDs 34, 36 und 38 ist die relativ niedrige Sichtbarkeit von blauem Licht, was einen Fahrzeugfahrer und andere Insassen in Fällen, wo sich die Primäremission in direkter Sicht ausbreiten muss, bevor die photolumineszierende Struktur 16 erreicht wird, wahrscheinlich weniger ablenkt. Dennoch versteht es sich, dass das Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 mittels anderer Beleuchtungseinrichtungen sowie Sonnenlicht und/oder Umgebungslicht implementiert werden kann. Ferner ist es in Ansicht der Palette von Fahrzeugausstattungsteilen, die dazu in der Lage sind, die photolumineszierende Struktur 16 zu erhalten, verständlich, dass die Position der Anregungsquelle 26 natürlich je nach dem Aufbau eines jeweiligen Fahrzeugausstattungsteils variieren wird und in Bezug auf die photolumineszierende Struktur 16 und/oder den Fahrzeugausstattungsteil extern oder intern sein kann. Es versteht sich weiterhin, dass die Anregungsquelle 26 der photolumineszierenden Struktur 16 die Primäremission direkt oder indirekt bereitstellen kann. Das heißt, dass die Anregungsquelle 26 derart positioniert sein kann, dass sich die Primäremission in Richtung der photolumineszierenden Struktur 16 ausbreitet, oder derart positioniert sein kann, dass die Primäremission über ein Lichtrohr, eine optische Einrichtung oder dergleichen an die photolumineszierende Struktur 16 verteilt werden kann.
Der Energieumwandlungsprozess, der von jedem des oben beschriebenen rot, grün und blau emittierenden photolumineszierenden Materials X₁, X₂, X₃ verwendet wird, kann aufgrund der breiten Auswahl von erhältlichen Energieumwandlungselementen verschieden implementiert werden. Gemäß einer Implementierung findet der Energieumwandlungsprozess durch ein einziges Absorptions-/Emissionsereignis statt, welches durch ein Energieumwandlungselement angetrieben wird. Zum Beispiel kann das rot emittierende photolumineszierende Material X₁ einen Leuchtstoff enthalten, der eine große Stokes-Verschiebung für das Absorbieren der ersten eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung 28 und daraufhin Emittieren der ersten ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung 46 aufweist. Ähnlich kann das grün emittierende photolumineszierende Material X₂ auch einen Leuchtstoff enthalten, der eine große Stokes-Verschiebung für das Absorbieren der zweiten eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung 30 und Emittieren der zweiten ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung aufweist. Ein Vorteil der Verwendung eines Leuchtstoffs oder eines anderen Energieumwandlungselements, das eine große Stokes-Verschiebung aufweist, ist, dass aufgrund einer Reduzierung des spektralen Überlappens zwischen den entsprechenden Absorptions- und Emissionsspektren größere Farbtrennung zwischen einer eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung und einer ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung erreicht werden kann. Ähnlich ist es weniger wahrscheinlich, dass die Absorptions- und/oder Emissionsspektren, indem sie eine einzige Stokes-Verschiebung aufweisen, für ein gegebenes photolumineszierendes Material spektrale Überlappung mit den Absorptions- und/oder Emissionsspektren eines weiteren photolumineszierenden Materials aufweisen, wodurch größere Farbtrennung zwischen den ausgewählten photolumineszierenden Materialien bereitgestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren Implementierung findet der Energieumwandlungsprozess durch eine Energiekaskade von Absorptions-/Emissionsereignissen statt, die durch mehrere Energieumwandlungselemente mit relativ kleineren Stokes-Verschiebungen angetrieben werden. Beispielsweise kann das rot emittierende photolumineszierende Material X₁ fluoreszierende Farbstoffe enthalten, wodurch ein Teil der oder die gesamte erste eingekoppelte elektromagnetische Strahlung 28 absorbiert wird, um eine erste elektromagnetische Zwischenstrahlung mit einer längeren Wellenlänge und einer Farbe, die nicht für die erste eingekoppelte elektromagnetische Strahlung 28 charakteristisch ist, zu emittieren. Die erste elektromagnetische Zwischenstrahlung wird daraufhin ein zweites Mal absorbiert, um eine zweite elektromagnetische Zwischenstrahlung zu emittieren, die eine noch längere Wellenlänge aufweist, und deren Farbe nicht für die erste elektromagnetische Zwischenstrahlung charakteristisch ist. Die zweite elektromagnetische Zwischenstrahlung kann ferner mit zusätzlichen Energieumwandlungselementen, die die geeigneten Stokes-Verschiebungen aufweisen, umgewandelt werden, bis die gewünschte Spitzenemissionswellenlänge E₁, die mit der ersten ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung 46 assoziiert ist, erhalten wird. Ein ähnlicher Energieumwandlungsprozess kann auch für das grün emittierende photolumineszierende Material X₂ beobachtet werden. Während Energieumwandlungsprozesse, die Energiekaskaden implementieren, breite Farbspektren erzeugen können, kann eine Erhöhung der Anzahl von Stokes-Verschiebungen aufgrund einer größeren Wahrscheinlichkeit eines spektralen Überlappens zwischen den assoziierten Absorptions- und Emissionsspektren zu weniger effizienten Herunterkonvertierungen führen. Zusätzlich sollten, wenn eine größere Farbtrennung gewünscht ist, zusätzliche Überlegungen angestellt werden, wie zum Beispiel, dass die Absorptions- und/oder Emissionsspektren eines photolumineszierenden Materials minimale Überlappung mit den Absorptions- und/oder Emissionsspektren eines anderen photolumineszierenden Materials aufweisen, die auch eine Energiekaskade oder einen anderen Energieumwandlungsprozess implementieren.
In Bezug auf das blau emittierende photolumineszierende Material X₃ ist es unwahrscheinlich, dass aufeinanderfolgende Umwandlungen der dritten eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung 32 mittels einer Energiekaskade nötig sind, da die eingekoppelte elektromagnetische Strahlung 32 und die ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung 50 beide dazu prädestiniert sind, relativ nahe beieinander liegende Spitzenwellenlängen im blauen Spektralfarbenbereich aufzuweisen. Somit kann das blau photolumineszierende Material X₃ ein Energieumwandlungselement aufweisen, das eine kleine Stokes-Verschiebung aufweist. Falls eine größere Farbtrennung gewünscht wird, sollte das blaue photolumineszierende Material X₃ mit einem Emissionsspektrum ausgewählt werden, das minimale spektrale Überlappung mit den Absorptionsspektren des rot und grün emittierenden photolumineszierenden Materials X₁, X₂ aufweist. Alternativ dazu kann eine ultraviolette LED die blaue LED 38 ersetzen, damit ein Energieumwandlungselement, das eine größere Stokes-Verschiebung aufweist, verwendet werden kann, und damit flexiblere Beabstandungsmöglichkeiten für das Emissionsspektrum des blau emittierenden photolumineszierenden Materials X₃ innerhalb des blauen Spektralfarbenbereichs bereitgestellt werden. Für von vorne beleuchtete Konfigurationen kann die photolumineszierende Struktur 16 alternativ ein schmalbandiges reflektierendes Material aufweisen, das dazu ausgebildet ist, die dritte eingekoppelte elektromagnetische Strahlung 32, die aus der blauen LED 38 emittiert wird, zu reflektieren, statt eine Energieumwandlung daran vorzunehmen, um blaues Licht auszudrücken, wodurch ein Vorsehen des blau emittierenden photolumineszierenden Materials X₃ nicht mehr nötig ist. Alternativ dazu kann das oben erwähnte reflektierende Material derart ausgelegt sein, dass es einen ausgewählten Betrag der ersten und zweiten eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung 28, 30 zum Ausdrücken von blauem Licht reflektiert, wodurch das Vorsehen des blau emittierenden photolumineszierenden Materials X₃ und der blauen LED 38 nicht mehr nötig ist. Für hinterleuchtete Konfigurationen kann blaues Licht alternativ dadurch ausgedrückt werden, dass man sich einfach auf einen gewissen Betrag der dritten eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung 32, die durch die photolumineszierende Struktur 16 läuft, stützt, wobei das blau emittierende photolumineszierende Material X₃ weggelassen wurde.
Da viele Energieumwandlungselemente Lambert-Strahler sind, können sich die resultierenden Sekundäremissionen in alle Richtungen ausbreiten, darunter Richtungen, die von einer gewünschten Auskopplungsfläche 52 der photolumineszierenden Struktur 16 weg weisen. Somit kann ein Teil der oder können die gesamten Sekundäremissionen gefangen sein (Totalreflexion) oder durch entsprechende Strukturen (zum Beispiel dem Fahrzeugausstattungsteil 42) absorbiert werden, wodurch die Leuchtkraft der photolumineszierenden Struktur 16 reduziert wird. Um das zuvor erwähnte Phänomen auf ein Minimum zu reduzieren, kann die photolumineszierende Struktur 16 nach Wunsch mindestens eine wellenlängenselektive Schicht 54 enthalten, die dazu formuliert ist, sich in ungewollte Richtung ausbreitende Sekundäremissionen in Richtung der Auskopplungsfläche 52 umzulenken (zum Beispiel reflektieren), die mit Bezug auf die in 4 gezeigte, von vorne beleuchtete Konfiguration auch als eine Einkopplungsfläche 56 wirkt. In Fällen, wo die Einkopplungsfläche 56 und die Auskopplungsfläche 52 unterschiedlich sind, wie allgemein durch die hinterleuchtete Konfiguration in 5 gezeigt, sollte die wellenlängenselektive Schicht 54 jegliche Primäremissionen leicht durchlassen und jegliche sich in ungewollte Richtung ausbreitende Sekundäremissionen in Richtung der Auskopplungsfläche 52 umlenken.
In beiden Konfigurationen ist die wellenlängenselektive Schicht 54 zwischen dem Substrat 40 und der Energieumwandlungsschicht 18 positioniert, so dass zumindest einige Sekundäremissionen, die sich in Richtung des Substrats 40 ausbreiten, in Richtung der Auskopplungsfläche 52 umgelenkt werden, um die Auskopplung der Sekundäremission aus der photolumineszierenden Struktur 16 zu maximieren. Dazu sollte die wellenlängenselektive Schicht 54 zumindest aus Materialien dargestellt werden, die Spitzenemissionswellenlängen E₁, E₂, E₃, die mit der ersten, zweiten bzw. dritten ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung 46, 48, 50 assoziiert sind, zerstreuen, aber nicht absorbieren. Die wellenlängenselektive Schicht 54 kann als Beschichtung ausgebildet sein und ist optisch mit der Energieumwandlungsschicht 18 gekoppelt und sowohl mit der Energieumwandlungsschicht 18 als auch dem Substrat 40 mittels einiger der zuvor beschriebenen Verfahren oder anderen geeigneten Verfahren klebend verbunden.
Mit Bezug auf 6 kann die Anregungsquelle 26 elektrisch mit einem Prozessor 60 gekoppelt sein, der die Anregungsquelle 26 über eine Energiequelle 62 (zum Beispiel bordeigene Fahrzeugstromversorgung) mit Energie versorgt und den Betriebszustand der Anregungsquelle und/oder die Intensitätspegel der Primäremission der Anregungsquelle 26 steuert. Steueranweisungen an den Prozessor 60 können automatisch von einem auf einem Speicher gespeicherten Programm ausgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Steueranweisungen von einer Fahrzeugeinrichtung oder einem Fahrzeugsystem über mindestens einen Eingang 64 bereitgestellt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Steueranweisungen dem Prozessor 60 über einen beliebigen herkömmlichen Benutzereingabemechanismus 66 bereitgestellt werden, wie zum Beispiel unter anderem Druckknöpfe, Schalter, Berührungsbildschirme und dergleichen. Während der Prozessor 60 in der Darstellung in 6 elektrisch mit einer Anregungsquelle 26 gekoppelt ist, versteht es sich, dass der Prozessor 60 auch dazu ausgelegt sein kann, zusätzliche Anregungsquellen mittels eines beliebigen der oben beschriebenden Verfahren zu steuern.
Nun werden verschiedene Fahrzeugbeleuchtungssysteme ausführlicher beschrieben. Wie unten beschrieben, verwendet jedes System eine oder mehrere photolumineszierende Strukturen zusammen mit einem Fahrzeugausstattungsteil, um den Fahrzeuginsassen ein verbessertes Seherlebnis zu bieten.
HINTERLEUCHTETE ANORDNUNG
In 7 und 8 ist allgemein eine hintergrundbeleuchtete Anordnung 67 gezeigt, die im Folgenden als das Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 in einer hintergrundbeleuchteten Ausgestaltung, wie sie zuvor mit Bezug auf 5 beschrieben wurde, umfassend beschrieben wird und alternative Ausgestaltungen, die mit jenen Fahrzeugbeleuchtungssystemen assoziiert sind, verwenden kann. Wie in 7 gezeigt ist, ist die hintergrundbeleuchtete Anordnung 67 in beispielhafter Weise als eine Mittelkonsole, die ein Trägerglied 68 (z. B. einen Zierring), das einen oder mehrere hintergrundbeleuchtete, interaktive Glieder, die durch Bezugszeichen 70a, 70b und 70c angedeutet sind, trägt, aufweist, bereitgestellt. Für Veranschaulichungszwecke sind die hintergrundbeleuchteten, interaktiven Glieder 70a, 70b und 70c jeweils als Druckknopf, Drehknopf und Kippschalter ausgebildet, die jeweils ausgestaltbar sind, einem Benutzer das Interagieren mit einem oder mehreren Fahrzeugmerkmalen, wie z. B. einem Audiosystem, einer Klimaanlage, einem Navigationssystem, usw., zu ermöglichen.
Mit Bezug auf 8 ist eine Querschnittsansicht des hintergrundbeleuchteten, interaktiven Glieds 70a gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Im Hinblick auf die dargestellte Ausführungsform erstreckt sich das hintergrundbeleuchtete, interaktive Glied 70a zumindest teilweise durch eine im Trägerglied 68 gebildete Öffnung und kann in irgendeiner herkömmlichen Weise in der hintergrundbeleuchteten Anordnung 67 installiert sein. Das hintergrundbeleuchtete, interaktive Glied 70a kann einen lichtleitenden Körper mit einer Vorderseite 78 und mindestens einer Seitenwand 80 aufweisen und kann mittels Spritzgießens oder eines anderen geeigneten Verfahrens geformt sein. Obwohl das hintergrundbeleuchtete, interaktive Glied 70a in 8 als Druckknopf ausgebildet ist, versteht es sich, dass andere Ausführungsformen, wie z. B. ein Drehknopf, Kippschalter oder dergleichen, auch möglich sind.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Anregungsquelle 26 so positioniert, um eine primäre Emission in der Form von Hintergrundbeleuchtung, wie sie durch den gerichteten Pfeil 84 dargestellt ist, für das hintergrundbeleuchtete, interaktive Glied 70a bereitzustellen. Die primäre Emission 84 kann direkt von der Anregungsquelle 26 oder indirekt mittels eines Hohllichtleiters, einer optischen Vorrichtung oder dergleichen bereitgestellt sein und kann eine oder mehrere eingekoppelte elektromagnetische Strahlungen, die jeweils eine eindeutig assoziierte Spitzenwellenlänge aufweisen und jeweils von einer entsprechenden LED emittiert werden, enthalten.
Die primäre Emission 84 wird der Vorderseite 78 des hintergrundbeleuchteten, interaktiven Glieds 70a zugeführt und durch dieses hindurch gesendet. Die primäre Emission 84 wird dann in der photolumineszierenden Struktur 16, die im Wesentlichen die gesamte primäre Emission in eine sekundäre Emission, die eine oder mehrere ausgekoppelte elektromagnetische Strahlungen enthält, umwandelt, empfangen, wobei jede ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung eine eindeutig assoziierte Spitzenwellenlänge aufweist. Alternativ kann die photolumineszierende Struktur 16 einen Teil der primären Emission in die sekundäre Emission umwandeln und den Rest als nicht umgewandelte ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung senden. Auf jeden Fall treten eine oder mehrere ausgekoppelte elektromagnetische Strahlungen, die gemeinsam durch den Pfeil 86 dargestellt werden, durch die Auskopplungsfläche 52 der photolumineszierenden Struktur 16 aus und drücken einen Farbeindruck, der in einem RGB-Farbraum gefunden wird, aus.
Um die Leuchtkraft der photolumineszierenden Struktur 16 zu stärken, kann eine wellenlängenselektive Schicht 54 zum Umlenken von jeglicher rückgestreuter sekundärer Emission 86 in Richtung der Auskopplungsfläche 52 vorgesehen sein. Gegebenenfalls wird eine opake Schicht 88 zumindest mit der photolumineszierenden Struktur 16 gekoppelt und jene opake Schicht definiert eine Öffnung 90, die ein Merkmal eines Abzeichens, durch das die sekundäre Emission 86 gesendet wird, ist, wodurch das Abzeichen beleuchtet wird.
FAHRZEUGDECKENBELEUCHTUNGSSYSTEM
Mit Bezug auf 9 ist ein schematisches Diagramm zur Implementierung eines Fahrzeugdeckenbeleuchtungssystems 92 in einem Fahrzeug 93 gezeigt. Das Fahrzeugdeckenbeleuchtungssystem 92 beinhaltet das Fahrzeugbeleuchtungssystem 24 in einer von vorne beleuchteten Konfiguration, wie es zuvor mit Bezug auf 4 beschrieben wurde, und kann irgendeine alternative Konfiguration, die mit diesem Fahrzeugbeleuchtungssystem assoziiert ist, verwenden. Wie in 9 gezeigt ist, ist die photolumineszierende Struktur 16 angrenzend an einem Fahrzeugdachhimmel 94 gekoppelt und mehrere Anregungsquellen 26a–26g sind jeweils derart positioniert, um eine primäre Emission in Richtung eines assoziierten Bereichs 96a–96g der photolumineszierenden Struktur 16 zu emittieren. Die primäre Emission, die von irgendeiner jeweiligen Anregungsquelle 26a–26g emittiert wird, kann eine oder mehrere eingekoppelte elektromagnetische Strahlungen, die jeweils eine eindeutig assoziierte Spitzenwellenlänge aufweisen und jeweils von einer entsprechenden LED emittiert werden, enthalten. Wie es zuvor beschrieben wurde, kann die photolumineszierende Struktur 16 im Wesentlichen die gesamte primäre Emission in eine sekundäre Emission, die eine oder mehrere ausgekoppelte elektromagnetische Strahlungen enthält, umwandeln, wobei jede ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung eine eindeutig assoziierte Spitzenwellenlänge aufweist. Alternativ kann die photolumineszierende Struktur 16 einen Teil der primären Emission reflektieren und den Rest in sekundäre Emission umwandeln und reflektieren. In beiden Konfigurationen kann die photolumineszierende Struktur 16 gegebenenfalls die wellenlängenselektive Schicht 54 zum Umlenken von jeglicher rückgestreuter sekundärer Emission aufweisen, um die Leuchtkraft der photolumineszierenden Struktur 16 zu stärken.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Anregungsquellen 26a–26d jeweils mit einer assoziierten Kopfstütze 98a–98d wirkgekoppelt und optisch dazu konfiguriert, einen entsprechenden Eckbereich 96a–96d der photolumineszierenden Struktur 16 mit einem im Allgemeinen kreisförmigen Muster zu beleuchten. Anregungsquellen 26e und 26f sind jeweils optisch mit einer assoziierten B-Säule 100e, 100f gekoppelt und jeweils optisch dazu konfiguriert, einen entsprechenden Seitenbereich 96g, 96f der photolumineszierenden Struktur 16 mit einem im Allgemeinen halbkreisförmigen Muster zu beleuchten. Letztlich ist die Anregungsquelle 26g mit dem Fahrzeugdachhimmel 94 wirkgekoppelt und optisch dazu konfiguriert, einen entsprechenden mittleren Bereich 96g mit einem im Allgemeinen kreisförmigen Muster zu beleuchten. Es ist aus 9 ersichtlich, dass so eine Anordnung die Möglichkeit einer Überlappung zwischen nebeneinander angeordneten, assoziierten Bereichen 96a–96g bereitstellt, wodurch im Wesentlichen der gesamte Bereich der photolumineszierenden Struktur 16 abgedeckt wird. Als Solches kann das Fahrzeugdeckenbeleuchtungssystem 92 (zum Beispiel mittels des Prozessors 60) derart gesteuert werden, um ein gesamtes oder isoliertes Beleuchtungserlebnis bereitzustellen, indem alle oder manche der Anregungsquellen 26a–26g aktiviert werden. Zusätzlich oder alternativ ermöglicht es die Verwendung mehrerer Anregungsquellen 26a–26g in jedem assoziierten Bereich 96a–96g der photolumineszierenden Struktur 16 einen Farbeindruck (der aus ausgekoppelter elektromagnetischer Strahlung und/oder reflektierter eingekoppelter elektromagnetischer Strahlung besteht), der in einem RGB-Farbraum gefunden wird, zu erstellen, der dem Farbeindruck, der durch irgendeinen anderen assoziierten Bereich 96a–96g produziert wird, ähnlich oder davon verschieden ist. Dies kann erreicht werden, indem der Lichtgehalt der primären Emission, die von irgendeiner aktiven Anregungsquelle 26a–26g emittiert wird, manipuliert wird.
FAHRZEUGLESELEUCHTE
Mit Bezug auf 10 ist, wie allgemein gezeigt, der vordere Fahrzeugfahrgastraum 102 eines mit Reifen versehenen Fahrzeugs 104 mit mindestens einer Leseleuchte 106 versehen, die in einer Dachkonsole 108 montiert ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Dachkonsole 108 an der Innenseite der Dachauskleidung des vorderen Fahrzeugfahrgastraums 102 montiert und an einer zentralen Stelle im vorderen Fahrzeugfahrgastraum 102 positioniert. Wie beispielhaft gezeigt, sind zwei Leseleuchten 106 an der Dachkonsole 108 montiert, wobei eine zur Bereitstellung eines besseren Zugangs und besserer Beleuchtung für einen Fahrer des Fahrzeugs 104 positioniert ist, und die andere zur Bereitstellung eines besseren Zugangs und besserer Beleuchtung für einen Fahrgast auf einem vorderen Fahrzeugbeifahrersitz positioniert ist. Jede Leselampe 106 weist eine sichtbare Außenlinse auf und kann durch einen Schalter aktiviert werden, wie zum Beispiel einen Näherungsschalter mit einem Näherungssensor (zum Beispiel einem kapazitiven Sensor), einem mechanisch herabdrückbaren Fingerdruck oder andere Mittel, um Platzbeleuchtung bereitzustellen, insbesondere bei schlechten oder dunklen Lichtverhältnissen. Während in 10 allgemein zwei Leseleuchten 106 gezeigt wurden, versteht es sich, dass eine oder mehrere Leseleuchten 106 an anderen Stellen der Dachkonsole 108 oder anderen Stellen im Fahrzeug 104 montiert sein können.
Mit Bezug auf 11 und 12 ist eine Leseleuchte 106 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Wie am besten in 11 zu sehen, umfasst die Leseleuchte 106 eine Außenlinse 110 und eine erste Oberfläche 112 und eine zweite Oberfläche 114, die hinter der Außenlinse 110 positioniert sind. Eine erste photolumineszierende Struktur 116 ist mit der ersten Oberfläche 112 gekoppelt und eine zweite photolumineszierende Struktur 118 ist mit der zweiten Oberfläche 114 gekoppelt. Eine erste Lichtquelle 120 ist bereitgestellt, um die erste photolumineszierende Struktur 116 anzuregen, ein erstes farbiges Licht zur Beleuchtung der Außenlinse 110 zu emittieren, und eine zweite Lichtquelle 122 ist bereitgestellt, um die zweite photolumineszierende Struktur 118 anzuregen, ein zweites farbiges Licht zur Beleuchtung der Außenlinse 110 zu emittieren. Die beleuchtete Außenlinse 110 kann Lichtbeleuchtung an einem Ausgang lenken, damit diese als Karten- oder Leselicht fungieren kann.
Sowohl die erste als auch die zweite photolumineszierende Struktur 116, 118 kann mit der entsprechenden ersten und zweiten Oberfläche 112, 114 auf geeignete Weise gekoppelt sein. Die erste Lichtquelle 120 kann mit der ersten Oberfläche 112 gekoppelt sein, und die zweite Lichtquelle 122 kann mit der zweiten Oberfläche 114 gekoppelt sein. Wie am besten in 12 zu sehen, kann sich sowohl die erste als auch die zweite Lichtquelle 120, 122 peripher an der entsprechenden ersten und zweiten Oberfläche 112, 114 befinden. Zusätzlich kann sowohl die erste als auch die zweite Lichtquelle 120, 122 als seitenemittierende LEDs konfiguriert sein, so dass ausgegebenes Licht von der ersten Lichtquelle 120 nur auf die erste photolumineszierende Struktur 116 projiziert wird und ausgegebenes Licht von der zweiten Lichtquelle 122 nur auf die zweite photolumineszierende Struktur 118 projiziert wird. Bei 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-emittierendes photolumineszierendes Material und die zweite photolumineszierende Struktur 118 enthält ein grün-emittierendes photolumineszierendes Material.
Noch immer mit Bezug auf die Ausführungsformen, die in 11 und 12 zu sehen sind, können sich die erste und zweite Oberfläche 112, 114 einander gegenüberliegen und jeweils in einem spitzen Winkel relativ zur Außenlinse 110 orientiert sein. Die erste Oberfläche 112 kann dazu konfiguriert sein, zurückgestreutes Licht, das aus der ersten photolumineszierenden Struktur 116 stammt, in Richtung der Außenlinse 110 umzulenken, und die zweite Oberfläche 114 kann dazu konfiguriert sein, zurückgestreutes Licht, das aus der zweiten photolumineszierenden Struktur 118 stammt, in Richtung der Außenlinse 116 umzulenken. Mit Bezug auf die vorliegende Ausführungsform kann die erste und zweite Oberfläche 112, 114 jeweils eine Oberfläche einer entsprechenden Leiterplatte (PCB) 124, 126 sein, die eine reflektierende Beschichtung aufweist, wie eine weiße Lotmaske oder eine konforme Schicht zum Umleiten von zurückgestreutem Licht, das aus der entsprechenden ersten und zweiten photolumineszierenden Struktur 116, 118 stammt, zur Außenlinse 110 hin.
Wie weiter in 11 und 12 gezeigt, kann die Leseleuchte 106 außerdem eine dritte Lichtquelle 128 umfassen, die zwischen der ersten und zweiten Oberfläche 112, 114 positioniert ist und sich auf einer dritten Oberfläche 130 befindet, bei der es sich um die einer entsprechenden PCB 132 oder einer anderen Tragestruktur handeln kann. Zusätzlich kann die dritte Lichtquelle 128 eine LED (zum Beispiel blaue LED) sein, die so orientiert ist, dass sie die Außenlinse 110 direkt beleuchtet. Auf diese Weise kann die Außenlinse 110, wenn die Lichtquellen 120, 122 und 128 aktiviert sind, gleichzeitig mit Licht beleuchtet werden, das aus der ersten photolumineszierenden Struktur 116, der zweiten photolumineszierenden Struktur 118 und der dritten Lichtquelle 128 ausgegeben wird. Bei einer Ausführungsform kann die Außenlinse 110 eine Streuoptik sein, die dazu konfiguriert ist, aus der ersten, zweiten und/oder dritten Lichtquelle 120, 122, 128 empfangenes Licht zu dispergieren, so dass die Außenlinse 110 verlassendes Licht gleichmäßiger verteilt wird. Zusätzlich können die PCB 124, 126, 132 innerhalb eines Gehäuses 133 getragen werden, das mit der Außenlinse 110 gekoppelt ist.
Bei Betrieb kann der Aktivierungszustand jeder Lichtquelle 120, 122, 128 unabhängig von einem Prozessor (zum Beispiel Prozessor 60) gesteuert werden. Auf diese Weise können eine oder mehrere der Lichtquellen 120, 122, 128 aktiviert werden, so dass verschiedene Farben sichtbaren Lichts aus der Außenlinse 110 emittiert werden können und von den Fahrzeuginsassen erfasst werden. Bei der Ausführungsform, bei der die erste und zweite photolumineszierende Struktur 116, 118 rot emittierende bzw. grüne Strukturen sind und die Lichtquelle 128 eine blaue LED ist, ist es zum Beispiel möglich, Licht verschiedener Farben, die im RGB-Farbraum zu finden sind, herzustellen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ausgewählt wird, welche der Lichtquellen 120, 122, 128 aktiviert werden sollen, sowie durch Einstellen der Menge an elektrischer Energie, die an diese geliefert wird, mittels Pulsweitenmodulation (PWM) oder Gleichstromsteuerung. Es ist vorgesehen, dass die Wellenlänge oder die Farbe des von der Außenlinse 110 ausgegebenen Lichts automatisch oder durch einen Fahrzeuginsassen durch einen Benutzereingabemechanismus (zum Beispiel dem Benutzereingabemechanismus 66) eingestellt werden kann.
FAHRZEUGSONNENBLENDE
Mit Bezug auf 13–15 ist ein Fahrzeugbeleuchtungssystem 134 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Das System 134 umfasst eine Sonnenblende 136 mit einem Blendenkörper 138, der sich zwischen einer Verstauungsposition (14) und einer Verwendungsposition (15) bewegen lässt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Sonnenblende 136 an einer Fahrzeugdachstruktur 140 montiert und stößt allgemein in der Verstauungsposition dagegen und hängt in der Verwendungsposition davon runter, um Sonnenlicht abzublocken und somit zu verhindern, dass ein Fahrzeuginsasse 142 geblendet wird. Zusätzlich kann der Blendenkörper 138 einen Kosmetikspiegel 144 umfassen sowie andere Accessoires, die gewöhnlich mit Sondenblenden assoziiert sind.
Mit Bezug auf die gezeigte Ausführungsform ist eine photolumineszierende Struktur 146 mit einer Oberfläche 148 des Blendenkörpers 138 gekoppelt, die allgemein dem Fahrzeuginsassen 142 zugewandt ist, wenn der Blendenkörper 138 in die Verwendungsposition bewegt wird. Wie am besten in 13 zu sehen, kann die photolumineszierende Struktur 146 auf einen erheblichen Teil des unbesetzten Raums der Oberfläche 148 aufgebracht werden. Es versteht sich jedoch, dass die photolumineszierende Struktur 146 einen kleineren Teil der Oberfläche 148 einnehmen kann, falls dies gewünscht ist. Ferner können Teile der photolumineszierenden Struktur 146 mit einer Maske versehen sein, um ein Abzeichen anzuzeigen.
Noch immer mit Bezug auf 13–15 befindet sich eine Lichtquelle 150 entfernt von dem Blendenkörper 138. Wie gezeigt, kann die Lichtquelle 150 mit der Dachstruktur 140 gekoppelt und so orientiert sein, die photolumineszierende Struktur 146 anzuregen, wenn sich der Blendenkörper 138 in der Verwendungsposition befindet. Zusätzlich kann die Lichtquelle 150 in der Dachstruktur 140 versenkt sein, um außer Sicht zu bleiben, und kann mittels einer Energiequelle 151 (zum Beispiel einer bordeigenen Stromversorgung) versorgt werden. Auf diese Weise können die photolumineszierende Struktur 146 und die Lichtquelle 150 zusammen als ein Kosmetiklicht verwendet werden, und die Sonnenblende 136 kann frei von jeglichen elektrischen Komponenten und Verdrahtungen hergestellt werden, was ein einfacheres und günstigeres Design bietet. Ferner kann durch die Positionierung der Lichtquelle 150 daraus emittiertes Licht, das am Blendenkörper 138 reflektiert wird, nur unwahrscheinlich in das Gesichtsfeld des Fahrzeuginsassen 142 gelangen. Mit Bezug auf das vorliegend beschriebene und gezeigte Fahrzeugbeleuchtungssystem 134 versteht es sich, dass die Lichtquelle 150 und die photolumineszierende Struktur 146 jegliche der zuvor vorliegend beschriebenen von vorne beleuchteten Konfigurationen annehmen kann. Das heißt, die Lichtquelle 150 kann eine oder mehrere LEDs umfassen, und die photolumineszierende Struktur 146 kann ein oder mehrere photolumineszierende Materialien umfassen, die so formuliert sind, dass sie aus einer entsprechenden LED empfangenes Licht in sichtbares Licht einer anderen Wellenlänge umwandeln.
Wie ferner in 13–15 gezeigt, kann das Fahrzeugbeleuchtungssystem 134 einen Näherungsschalter oder einen Näherungssensor 152 zum Aktivieren der Lichtquelle 150 als Reaktion auf eine Signaländerung umfassen. Der Näherungssensor 152 kann magnetisch, kapazitiv, Infrarot, der gleichen und Kombinationen daraus sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Lichtquelle 150 mittels eines mechanischen Schalters aktiviert werden.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Näherungssensor 152 dazu konfiguriert, den Blendenkörper 138 in der Verstauungsposition zu detektieren und die Lichtquelle 150 zu aktivieren, wenn der Blendenkörper 138 nicht mehr detektiert wird. Der Näherungssensor 152 ist als ein magnetischer Schalter dargestellt, der in der Dachstruktur 140 eingebettet ist und durch einen Magneten 154, der sich eingebettet im Blendenkörper 138 befindet, betätigt wird. Der Magnet 154 kann sich in Richtung eines Endes des Blendenkörpers 138 befinden und richtet sich selbst mit dem magnetischen Schalter aus, wenn sich der Blendenkörper 138 in der Verstauungsposition befindet. In dieser Position legt der Magnet 154 ein magnetisches Feld an den magnetischen Schalter an, das bewirkt, dass sich ein Paar Kontakte 156, 158 öffnen, wodurch die Lichtquelle 150 deaktiviert wird. Wenn alternativ der Blendenkörper 138 in die Verwendungsposition bewegt wird, liegt kein magnetisches Feld mehr vor und die Kontakte 156, 158 kehren in eine geschlossene Position zurück, wodurch die Lichtquelle 150 aktiviert wird und die photolumineszierende Struktur 146 durch Aktivierung der Lichtquelle 150 angeregt wird.
Entsprechend wurden vorliegend eine photolumineszierende Struktur und verschiedene Fahrzeugbeleuchtungssysteme, die diese verwenden, bereitgestellt. Jedes System verwendet vorteilhaft eine oder mehrere photolumineszierende Strukturen, um ein Fahrerlebnis zu verbessern und/oder ein allgemeines Erscheinungsbild einer Fahrzeugausstattung zu verschönern.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifizierungen an der oben erwähnten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich weiter, dass solche Konzepte von den folgenden Ansprüchen gedeckt sein sollen, solange diese Ansprüche in ihrer Sprache nicht ausdrücklich etwas anderes aussagen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8232533 [0033]

Claims

Fahrzeugbeleuchtungssystem, umfassend: eine Sonnenblende mit einem Blendenkörper, der sich zwischen einer Verstauungsposition und einer Verwendungsposition bewegen lässt; eine mit einer Oberfläche des Blendenkörpers gekoppelte photolumineszierende Struktur; eine mit einer Dachverkleidung gekoppelte Lichtquelle, die so orientiert ist, die photolumineszierende Struktur anzuregen, wenn sich der Blendenkörper in der Verwendungsposition befindet; und einen Schalter zum Aktivieren der Lichtquelle als Reaktion auf eine Signaländerung.
System nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle in der Dachverkleidung versenkt ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle eine blaue LED und/oder eine ultraviolette LED ist.
System nach Anspruch 3, wobei die photolumineszierende Struktur ein photolumineszierendes Material enthält, das dazu formuliert ist, von der Lichtquelle empfangenes Licht in sichtbares Licht einer anderen Farbe umzuwandeln.
System nach Anspruch 1, wobei der Schalter einen magnetischen Schalter umfasst, der in einer Dachverkleidung eingebettet ist und von einem in dem Blendenkörper eingebetteten Magneten betätigt wird.
System nach Anspruch 5, wobei der magnetische Schalter einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt umfasst, wobei der erste und der zweite Kontakt offen sind, wenn ein magnetisches Feld vorliegt, und geschlossen sind, wenn das magnetische Feld nicht mehr vorliegt.
Fahrzeugbeleuchtungssystem, umfassend: eine Sonnenblende mit einem Blendenkörper, der sich zwischen einer Verstauungs- und einer Verwendungsposition bewegen lässt; eine mit einer Oberfläche des Blendenkörpers gekoppelte photolumineszierende Struktur; und eine Lichtquelle, die sich von dem Blendenkörper entfernt befindet und dazu orientiert ist, die photolumineszierende Struktur anzuregen, wenn sich der Blendenkörper in der Verwendungsposition befindet.
System nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Näherungssensor zum Aktivieren der Lichtquelle als Reaktion auf eine Signaländerung.
System nach Anspruch 8, wobei der Näherungssensor einen magnetischen Schalter umfasst, der in einer Dachverkleidung eingebettet ist und von einem in dem Blendenkörper eingebetteten Magneten betätigt wird.
System nach Anspruch 9, wobei der magnetische Schalter einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt umfasst, wobei der erste und der zweite Kontakt offen sind, wenn ein magnetisches Feld vorliegt, und geschlossen sind, wenn das magnetische Feld nicht mehr vorliegt.
System nach Anspruch 7, wobei die Lichtquelle mit einer Dachverkleidung gekoppelt ist.
System nach Anspruch 7, wobei die Lichtquelle eine blaue LED und/oder eine ultraviolette LED ist.
System nach Anspruch 12, wobei die photolumineszierende Struktur ein photolumineszierendes Material enthält, das dazu formuliert ist, von der Lichtquelle empfangenes Licht in sichtbares Licht einer anderen Farbe umzuwandeln.
Fahrzeugbeleuchtungssystem, umfassend: eine Sonnenblende mit einem Blendenkörper, der sich zwischen einer Verstauungs- und einer Verwendungsposition bewegen lässt; eine mit einer Oberfläche des Blendenkörpers gekoppelte photolumineszierende Struktur; und eine Lichtquelle zum Anregen der photolumineszierenden Struktur, wenn sich der Blendenkörper in der Verwendungsposition befindet.
System nach Anspruch 14, wobei die Lichtquelle mit einer Dachverkleidung gekoppelt ist.
System nach Anspruch 14, ferner umfassend einen Näherungssensor zum Aktivieren der Lichtquelle als Reaktion auf eine Signaländerung.
System nach Anspruch 16, wobei der Näherungssensor einen magnetischen Schalter umfasst, der in einer Dachverkleidung eingebettet ist und von einem in dem Blendenkörper eingebetteten Magneten betätigt wird.
System nach Anspruch 17, wobei der magnetische Schalter einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt umfasst, wobei der erste und der zweite Kontakt offen sind, wenn ein magnetisches Feld vorliegt, und geschlossen sind, wenn das magnetische Feld nicht mehr vorliegt.
System nach Anspruch 14, wobei die Lichtquelle eine blaue LED und/oder eine ultraviolette LED ist.
System nach Anspruch 19, wobei die photolumineszierende Struktur ein photolumineszierendes Material enthält, das dazu formuliert ist, von der Lichtquelle empfangenes Licht in sichtbares Licht einer anderen Farbe umzuwandeln.