DE102016108578A1

DE102016108578A1 - Lumineszierende sitzanordnung

Info

Publication number: DE102016108578A1
Application number: DE102016108578.2A
Authority: DE
Inventors: Stuart C. Salter; James J. Surman; Cornel Lewis Gardner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2016-05-10
Publication date: 2016-11-24
Also published as: RU2016118778A3; RU2016118778A; CN106166982A; MX2016006358A; MX357732B; TR201606575A2; RU2714697C2

Abstract

Hier wird ein Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Kopfstütze bereitgestellt. Das Beleuchtungssystem enthält eine Stütze, die an einem ersten Ende an einer Kopfstütze befestigt ist und an dem gegenüberliegenden Ende abnehmbar an eine Sitzlehne gekoppelt ist. Eine Lichtquelle ist an der Kopfstütze angeordnet. Eine erste photolumineszierende Struktur ist innerhalb des Systems angeordnet und ist konfiguriert, in Reaktion auf die Anregung durch die Lichtquelle zu lumineszieren. Die Lichtquelle kann mehrere gedruckte LEDs umfassen, die eine dünne Konfiguration verwenden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine Teilfortführung der US-Patentanmeldung Nr. 14/603.636, eingereicht am 23. Januar 2015, mit dem Titel "DOOR ILLUMINATION AND WARNING SYSTEM", die eine Teilfortführung der US-Patentanmeldung Nr. 14/086.442, eingereicht am 21. November 2013, mit dem Titel "VEHICLE LIGHTING SYSTEM WITH PHOTOLUMINESCENT STRUCTURE" ist. Die oben erwähnten verwandten Anmeldungen sind hier durch Bezugnahme mit aufgenommen, als ob sie hier völlig dargelegt wären.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeugbeleuchtungssysteme und insbesondere auf Fahrzeugbeleuchtungssysteme, die eine oder mehrere photolumineszierende Strukturen verwenden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Beleuchtung, die sich aus der Verwendung photolumineszierender Strukturen ergibt, bietet ein einmaliges und attraktives Betrachtungserlebnis. Es ist deshalb erwünscht, derartige Strukturen in Kraftfahrzeugen für verschiedene Beleuchtungsanwendungen zu implementieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Kopfstütze bereitgestellt. Das Beleuchtungssystem enthält eine an der Kopfstütze angeordnete Lichtquelle. Eine erste photolumineszierende Struktur ist innerhalb des Beleuchtungssystems angeordnet und konfiguriert, in Reaktion auf die Anregung durch die Lichtquelle zu lumineszieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kopfstütze für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Kopfstütze enthält einen Körperabschnitt, der durch eine äußere Hülle definiert ist. Eine Lichtquelle, die einen Anteil davon aufweist, ist innerhalb der Hülle angeordnet. Eine lumineszierende Struktur ist konfiguriert, in Reaktion auf die Anregung durch wenigstens einen Anteil der Lichtquelle zu lumineszieren. Ein Controller ist konfiguriert, einen Aktivierungszustand der Lichtquelle zu steuern.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Sitzanordnung bereitgestellt. Das Beleuchtungssystem enthält eine Lichtquelle, die innerhalb der Sitzanordnung angeordnet ist. Eine erste photolumineszierende Struktur ist an der Lichtquelle angeordnet. Eine zweite photolumineszierende Struktur ist an einer Komponente unmittelbar an der Sitzanordnung angeordnet. Die erste und die zweite photolumineszierende Struktur sind konfiguriert, in Reaktion auf die Anregung durch das von wenigstens einem Anteil der Lichtquelle ausgegebene Licht zu lumineszieren.
Diese und weitere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die Fachleute auf dem Gebiet beim Studieren der folgenden Beschreibung, der Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen verstanden und erkannt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeuginneren, in dem ein Beleuchtungssystem in einer Sitzanordnung gemäß einer Ausführungsform eingesetzt ist;
2 ist eine Querschnittsansicht der Sitzanordnung, die die Kopfstützenbeleuchtung zeigt;
3A ist eine entlang der Linie III-III nach 2 genommene Querschnittsansicht, die eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
3B ist eine entlang der Linie III-III nach 2 genommene Querschnittsansicht, die die Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform weiter veranschaulicht;
3C ist eine entlang der Linie III-III nach 2 genommene Querschnittsansicht, die eine alternative Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
3D ist eine entlang der Linie III-III nach 2 genommene Querschnittsansicht, die eine Lichtquelle, die eine an der Lichtquelle angeordnete lumineszierende Struktur, die durch lichtdurchlässige Abschnitte getrennt ist, aufweist, gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
3E ist eine entlang der Linie III-III nach 2 genommene Querschnittsansicht, die eine alternative Lichtquelle, die eine an der Lichtquelle angeordnete lumineszierende Struktur, die konfiguriert ist, einen Anteil des von der Lichtquelle emittierten Lichts von einer ersten Wellenlänge zu einer zweiten Wellenlänge umzusetzen, aufweist, gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
4 veranschaulicht eine Draufsicht einer Lichterzeugungsanordnung gemäß einer Ausführungsform, die verschiedene Typen und Konzentrationen von LED-Quellen quer entlang der Lichterzeugungsanordnung aufweist;
5 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des Beleuchtungssystems, das eine Lichterzeugungsanordnung und eine reflektierende Struktur, die innerhalb der Kopfstütze angeordnet sind, aufweist;
6 veranschaulicht eine Querschnittsansicht der Lichterzeugungsanordnung, die an einer Innenfläche des Überzugsmaterials der Kopfstütze befestigt ist;
7 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht des Inneren eines Fahrzeugs, in dem das Beleuchtungssystem, das eine erste photolumineszierende Struktur der Lichterzeugungsanordnung und eine zweite photolumineszierende Struktur an einem zweiten Merkmal innerhalb des Fahrzeugs aufweist, eingesetzt ist; und
8 ist ein Blockschaltplan des Fahrzeugs und des beleuchteten Beleuchtungssystems.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die ausführlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier offenbart, wie es erforderlich ist. Es ist jedoch selbstverständlich, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert sein kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise für eine ausführliche Bauform, wobei einige Schemata übertrieben oder minimiert sein können, um einen Funktionsüberblick zu zeigen. Deshalb sind spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten, die hier offenbart sind, nicht als einschränkend, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage zu interpretieren, um einem Fachmann auf dem Gebiet zu lehren, die vorliegende Erfindung verschieden zu verwenden.
Der Begriff "und/oder", wie er hier verwendet wird, bedeutet, wenn er in einer Liste aus zwei oder mehr Stücken verwendet wird, dass irgendeines der aufgelisteten Stücke allein verwendet werden kann oder dass irgendeine Kombination aus zwei oder mehr der aufgelisteten Stücke verwendet werden kann. Falls z. B. eine Zusammensetzung als die Komponenten A, B und/oder C enthaltend beschrieben ist, kann die Zusammensetzung A allein; B allein, C allein, 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 Beleuchtungssystem, das konfiguriert ist, einen unmittelbar an einem hinteren Abschnitt einer Kopfstütze angeordneten Bereich zu beleuchten. Das Beleuchtungssystem kann vorteilhaft eine oder mehrere photolumineszierende Strukturen verwenden, um in Reaktion auf vorgegebene Ereignisse zu leuchten. Die eine oder die mehreren photolumineszierenden Strukturen können konfiguriert sein, das von einer zugeordneten Lichtquelle empfangene Licht umzusetzen und das Licht bei einer anderen Wellenlänge, die typischerweise im sichtbaren Spektrum gefunden wird, erneut zu emittieren. In einigen Ausführungsformen kann die Lichtquelle eine dünne Bauform implementieren, was es dadurch unterstützt, die Lichtquelle in kleine Gehäuseräume des Fahrzeugs einzupassen, wo herkömmliche Lichtquellen nicht praktikabel sind.
In 1 ist innerhalb der Sitzanordnung 12 eines Fahrzeugs 14 ein Beleuchtungssystem 10, das konfiguriert ist, einen Bereich unmittelbar an der Sitzanordnung 12 zu beleuchten, gemäß einer Ausführungsform angeordnet. Wie gezeigt ist, kann das Beleuchtungssystem 10 an einer Fahrzeug-Kopfstütze angeordnet sein, die an einem Ort auf der Fahrerseite des Fahrzeugs 14 angeordnet ist. Die Fahrzeug-Sitzanordnung 12 enthält einen Sitz 18, der schwenkbar mit einer Sitzlehne 20 gekoppelt ist. Der Sitz 18 ist über eine Schienenanordnung 24 mit einem Boden 22 des Fahrzeugs 14 verschiebbar gekoppelt. Die Schienenanordnung ist konfiguriert, es zu erlauben, dass die Fahrzeugsitzanordnung 12 in einer Vorwärts- und einer Rückwärtsrichtung bezüglich des Fahrzeugs 14 eingestellt wird. Es wird erkannt, dass die Fahrzeugsitzanordnung 12 an verschiedenen Orten in dem Fahrzeug 14, die von der veranschaulichten Position verschieden sind, positioniert sein kann, wie z. B. an einem Ort auf der Fahrgastseite, einem Ort in der Mittelreihe oder einem Ort eines Rücksitzes. Es ist außerdem vorstellbar, dass der Sitz 18 die Schienenanordnung 24 nicht enthalten kann und alternativ mit dem Boden 22 des Fahrzeugs 14 fest gekoppelt sein kann. Es sollte ferner erkannt werden, dass das hier beschriebene Beleuchtungssystem 10 jedoch an irgendeinem Abschnitt irgendeiner Sitzanordnung 12, die innerhalb des Fahrzeugs 14 angeordnet ist, verwendet werden kann.
Die Sitzlehne 20 der Sitzanordnung 12 kann außerdem Seitenstützen 26 enthalten, die schwenkbar mit einem hinteren Abschnitt des Sitzes 18 gekoppelt sind und sich von dem Sitz 18 bis zu einem oberen Abschnitt der Sitzlehne 20 nach oben erstrecken. Die Sitzlehne 20 enthält außerdem ein Polster und ein Polsterbezugsmaterial, das über dem Polster angeordnet ist und die Sitzlehne 20 im Wesentlichen umschließt. Die Kopfstütze 16 ist abnehmbar und einstellbar mit dem oberen Abschnitt der Sitzlehne 20 gekoppelt und ist im Wesentlichen darin zentriert. Entsprechend enthält eine Befestigungsstruktur 28 für die Kopfstütze 16, wie veranschaulicht ist, die Sitzlehne 20 und spezifischer den oberen Abschnitt der Sitzlehne 20. Es ist vorstellbar, dass die Sitzlehne 20 mit verschiedenen Materialien alternativ geformt und aufgebaut sein kann, wie es in der Technik im Allgemeinen selbstverständlich ist. Es ist außerdem vorstellbar, dass die Befestigungsstruktur 28 eine hintere Trennwand eines Fahrgastraums eines Fahrzeugs, eine hintere Instrumententafel eines Personenkraftwagens, eine Rückwand einer Lastkraftwagenkabine oder andere vorstellbare Befestigungsstrukturen des Fahrzeugs für die Kopfstütze 16 enthalten kann.
Wie in der in 2 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt ist, weist die Kopfstütze 16 im Allgemeinen einen Körperabschnitt 30 auf, der über einer Kopfstützen-Stütze 32 positioniert und durch eine Kopfstützen-Stütze 32 gestützt ist. Der Körperabschnitt 30 enthält die Hülle 34 des Überzugsmaterials, die einen Spritzhohlraum im Wesentlichen umschließt. Die Hülle 34 des Überzugsmaterials umfasst Bahnen des Überzugsmaterials, die verbunden sind, um die Hülle 34 des Überzugsmaterials zu bilden. Die Bahnen des Überzugsmaterials können ein Stoffmaterial, ein Ledermaterial, ein Vinylmaterial, ein synthetisches Material oder andere Fahrzeug-Polsterbezugsmaterialien enthalten und können ferner ein zu dem Polsterbezugsmaterial, das die Sitzlehne 20 und den Sitz 18 der Fahrzeug-Sitzanordnung 12 umhüllt, im Wesentlichen ähnliches Material enthalten. Der Körperabschnitt 30 weist eine Außenfläche, die eine Kopfstützfläche 36 enthält, auf, die im Allgemeinen nach vorn gerichtet ist, um den Kopf eines Insassen zu stützen. Die Außenfläche des Körperabschnitts 30 weist außerdem gegenüberliegende Seitenflächen und eine Rückseite 38 auf, um einen äußeren Abschnitt der Hülle 34 des Überzugsmaterials zu definieren. Das Überzugsmaterial kann mit einem Fadenelement, das Baumwolle, Polyester, Nylon, einen Metalldraht, Monofilament oder Kombinationen daraus umfasst, genäht sein, um Nähte zu bilden. Die durchlässige Naht kann außerdem möglicherweise andere Befestigungsmerkmale enthalten, wie z. B. einen Klebstoff oder eine heißgeschweißte Verbindung. Es sollte erkannt werden, dass die Bahnen des Überzugsmaterials alternativ geformt oder aufgebaut sein können, so dass die Nähte eliminiert oder alternativ konfiguriert sein können.
Die Kopfstützen-Stütze 32 erstreckt sich an einem ersten Abschnitt in den Körperabschnitt 30 der Kopfstütze 16. Ein zweiter, gegenüberliegender äußerer Abschnitt der Kopfstützen-Stütze 32 erstreckt sich weg von dem Körperabschnitt 30, um mit einer Befestigungsstruktur 28 gekoppelt zu sein, die innerhalb eines Abschnitts der Sitzlehne 20 angeordnet ist. Außerdem kann die Kopfstützen-Stütze 32 ein festes Material enthalten oder kann alternativ hohl sein, so dass irgendeine Verdrahtung für das Beleuchtungssystem 10 innerhalb der Kopfstützen-Stütze 32 angeordnet sein kann.
Eine Lichtquelle 40 kann an und/oder innerhalb der Kopfstütze 16 im Allgemeinen an der Unterseite des hinteren Randes angeordnet sein. Die Lichtquelle 40 ist orientiert, um Licht von der Kopfstütze 16 nach unten und nach hinten zu emittieren. Gemäß einer Ausführungsform enthält die Lichtquelle 40 eine flexible Leiterplatte (z. B. eine flexible Kupferschaltung), die an den Körperabschnitt 30 der Kopfstütze gekoppelt ist. In einer derartigen Anordnung kann sich die flexible Leiterplatte im Zusammenhang mit dem Körperabschnitt 30 biegen, um es zu ermöglichen, dass das Beleuchtungssystem 10 für den Körperabschnitt 30 konturiert ist.
Eine photolumineszierende Struktur 62 kann an und/oder unmittelbar an der Lichtquelle 40 aufgebracht oder anderweitig angeordnet sein. Eine oder mehrere Lichtquellen 40 können innerhalb des Beleuchtungssystems 10 angeordnet und konfiguriert sein, Licht zu einem Zielort zu emittieren. Spezifischer kann das von der Lichtquelle 40 zu dem Zielort emittierte Licht durch die photolumineszierende Struktur 62 umgesetzt und als Licht mit einer anderen Wellenlänge, typischerweise im sichtbaren Spektrum, erneut emittiert werden. Gemäß der veranschaulichten Ausführungsform ist der Zielort ein Bereich, der unterhalb und hinter der Sitzlehne 20 angeordnet ist. Eine derartige Konfiguration kann die Ablenkung für einen Fahrer oder andere Insassen innerhalb des Fahrzeugs 14 minimieren, wenn sich das Beleuchtungssystem 10 im leuchtenden Zustand befindet. Es wird in Betracht gezogen, dass das Beleuchtungssystem 10 einen weiten Bereich von Zielorten aufweisen kann, so dass das Beleuchtungssystem 10 für mehrere Funktionen verwendet werden kann. Beispielhafte Funktionen enthalten die Verwendung als eine Eingangslampe, eine Umgebungsbeleuchtung, eine Arbeitsbeleuchtung für einen Insassen und/oder eine Sitztaschenlampe. Es sollte außerdem erkannt werden, dass eine Optik 116 verwendet werden kann, um die Ablenkung für weitere Insassen des Fahrzeugs 14 zu minimieren. Die Optik 116 kann z. B. submarin angebracht sein, um das von dem Beleuchtungssystem 10 emittierte Licht außerhalb der Augen irgendeines und/oder aller Insassen des Fahrzeugs 14 zu halten.
Die Lichtquelle 40 kann über einem Abschnitt der Kopfstütze 16, wie z. B. einem nach unten und/oder nach hinten gerichteten Ort des Körperabschnitts 30, geformt oder anderweitig befestigt sein. Gemäß der in 2 veranschaulichten Ausführungsform werden die Hülle 34 des Überzugsmaterials und die Lichtquelle 40 gleichzeitig in einer Form angeordnet, wobei ein Übergussmaterial 66 über der Kombination aus dem Überzugsmaterial und der Lichtquelle 40 angeordnet wird. In den Ausführungsformen, in denen das Übergussmaterial 66 unter Druck gehärtet wird, kann das Übergussmaterial 66 in einem teilweise gehärteten Zustand auf das Überzugsmaterial aufgebracht werden. In einer Ausführungsform enthält der Übergussprozess das Aufbringen des Übergussmaterials 66 auf wenigstens einen Abschnitt über der Kombination aus der Kopfstütze 16 und der Lichtquelle 40 durch Sprühen, Aufstreichen, Eintauchen, Drucken, Laminieren oder Walzen, gefolgt von dem Härten des Übergussmaterials 66. Ein derartiger Prozess führt dazu, dass die Türdichtung und die Lichtquelle 40 aneinandergekoppelt sind. In einigen Ausführungsformen kann das Übergussmaterial 66 ein Kunststoff-, Silikon- oder Urethanmaterial oder irgendein anderes Material, das für die Anordnung innerhalb einer Kopfaufprallzone vorteilhaft oder strukturell brauchbar sein kann, enthalten.
In den 3A–3E ist eine Querschnittsansicht der Lichtquelle 40, die an einem Fahrzeug 14 verwendet werden kann, mit einer externen photolumineszierenden Struktur 62 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Wie in 3A veranschaulicht ist, kann die Lichtquelle 40 eine gestapelte Anordnung aufweisen, die eine Lichterzeugungsanordnung 60, eine photolumineszierende Struktur 62, einen sichtbaren Abschnitt 64 und ein Übergussmaterial 66 enthält. Es sollte erkannt werden, dass der sichtbare Abschnitt 64 und das Übergussmaterial 66 zwei getrennte Komponenten sein können oder als eine einzige Komponente einteilig ausgebildet sein können.
Die Lichterzeugungsanordnung 60 kann einer Dünnschicht- oder gedruckten Leuchtdiodenanordnung (LED-Anordnung) entsprechen und enthält ein Substrat 68 als ihre unterste Schicht. Das Substrat 68 kann ein Polycarbonat-, Polymethylmethacrylat-(PMMA-) oder ein Polyethylenterephthalat-(PET-)Material enthalten, das in der Größenordnung von 0,005 bis 0,060 Zoll dick ist und über der vorgesehenen Fläche des Fahrzeugs 14, an der die Lichtquelle 40 aufgenommen werden soll, (z. B. der Hülle 34 des Überzugsmaterials) angeordnet ist. Alternativ kann das Substrat 68 als eine Kosteneinsparungsmaßnahme direkt einer vorher vorhandenen Fahrzeugstruktur (z. B. der Hülle 34 des Überzugsmaterials, äußeren Platten und/oder inneren Platten) entsprechen.
Die Lichterzeugungsanordnung 60 enthält eine positive Elektrode 70, die über dem Substrat 68 angeordnet ist. Die positive Elektrode 70 enthält ein leitfähiges Epoxid, wie z. B. ein Silber enthaltendes oder ein Kupfer enthaltendes Epoxid, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Die positive Elektrode 70 ist mit wenigstens einem Anteil mehrerer LED-Quellen 72, die innerhalb einer Halbleitertinte 74 angeordnet und über der positiven Elektrode 70 aufgebracht sind, elektrisch verbunden. Gleichermaßen ist eine negative Elektrode 76 außerdem mit wenigstens einem Anteil der LED-Quellen 72 elektrisch verbunden. Die negative Elektrode 76 ist über der Halbleitertinte 74 angeordnet und enthält ein transparentes oder durchscheinendes leitfähiges Material, wie z. B. Indiumzinnoxid, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Zusätzlich sind sowohl die positive als auch die negative Elektrode 70, 76 über eine entsprechende Sammelschiene 82, 84 und die leitfähigen Anschlussleitungen 86, 88 mit einem Controller 78 und einer Leistungsquelle 80 elektrisch verbunden. Die Sammelschienen 82, 84 können entlang gegenüberliegenden Rändern der positiven und der negativen Elektrode 70, 76 gedruckt sein, wobei sich die Verbindungspunkte zwischen den Sammelschienen 82, 84 und den leitfähigen Anschlussleitungen 86, 88 an gegenüberliegenden Ecken jeder Sammelschiene 82, 84 befinden können, um eine gleichmäßige Stromverteilung entlang der Sammelschienen zu fördern. Es sollte erkannt werden, dass in alternativen Ausführungsformen die Orientierung der Komponenten innerhalb der Lichterzeugungsanordnung 60 geändert werden kann, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die negative Elektrode 76 kann z. B. unter der Halbleitertinte 74 angeordnet sein, während die positive Elektrode 76 über der obenerwähnten Halbleitertinte 74 angeordnet sein kann. Gleichermaßen können zusätzliche Komponenten, wie z. B. die Sammelschienen 82, 84, in irgendeiner Orientierung angeordnet sein, so dass die Lichterzeugungsanordnung 60 das Licht 100 zu einem gewünschten Ort emittieren kann.
Die LED-Quellen 72 können in einer zufälligen oder gesteuerten Weise innerhalb der Halbleitertinte 74 verteilt sein und können konfiguriert sein, fokussiertes oder nicht fokussiertes Licht zu der photolumineszierenden Struktur 62 zu emittieren. Die LED-Quellen 72 können Mikro-LEDs aus Galliumnitrid-Elementen mit einer Größe in der Größenordnung von etwa 5 bis etwa 400 Mikrometern entsprechen, während die Halbleitertinte 74 verschiedene Bindemittel und ein dielektrisches Material, einschließlich eines oder mehrerer aus Gallium, Indium, Siliciumcarbid, Phosphor und/oder durchscheinenden Polymerbindemitteln, aber nicht darauf eingeschränkt, enthalten kann.
Die Halbleitertinte 74 kann durch verschiedene Druckprozesse, einschließlich Tintenstrahl- und Seidensiebdruckprozessen, auf einen ausgewählten Abschnitt (ausgewählte Abschnitte) der positiven Elektrode 70 aufgebracht werden. Spezifischer wird vergegenwärtigt, dass die LED-Quellen 72 innerhalb der Halbleitertinte 74 verteilt sind und so geformt und dimensioniert sind, dass eine beträchtliche Menge der LED-Quellen 72 während des Aufbringens der Halbleitertinte 74 auf die positive und die negative Elektrode 70, 76 ausgerichtet sind. Der Anteil der LED-Quellen 72, der schließlich mit der positiven und der negativen Elektrode 70, 76 verbunden ist, kann durch eine Kombination aus den Sammelschienen 82, 84, dem Controller 78, der Leistungsquelle 80 und den leitfähigen Anschlussleitungen 86, 88 zum Leuchten gebracht werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Leistungsquelle 80 einer Fahrzeugleistungsquelle 80 entsprechen, die bei 12 bis 16 Volt Gleichspannung arbeitet. Zusätzliche Informationen hinsichtlich des Aufbaus der Lichterzeugungsanordnungen sind in der US-Patentveröffentlichung Nr. 2014/0264396 A1 an Lowenthal u. a., mit dem Titel "ULTRA-THIN PRINTED LED LAYER REMOVED FROM SUBSTRATE", eingereicht am 12. März 2014, deren gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hier aufgenommen ist, offenbart.
In 3A ist die photolumineszierende Struktur 62 über der negativen Elektrode 76 als eine Beschichtung, eine Schicht, ein Film oder eine andere geeignete Ablagerung angeordnet. Bezüglich der gegenwärtig veranschaulichten Ausführungsform kann die photolumineszierende Struktur 62 als eine mehrschichtige Struktur angeordnet sein, die eine Energieumsetzungsschicht 90, eine optionale Stabilitätsschicht 92 und eine optionale Schutzschicht 94 enthält.
Die Energieumsetzungsschicht 90 enthält wenigstens ein photolumineszierendes Material 96, das Energieumsetzungselemente mit phosphoreszierenden oder fluoreszierenden Eigenschaften aufweist. Das photolumineszierende Material 96 kann z. B. organische oder anorganische fluoreszierende Farbstoffe einschließlich Rylenen, Xanthenen, Porphyrinen, Phthalocyaniden enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann das photolumineszierende Material 96 Leuchtstoffe aus der Gruppe der Ce-dotierten Granate, wie z. B. YAG:Ce, enthalten. Die Energieumsetzungsschicht 90 kann durch das Dispergieren des photolumineszierenden Materials 96 in einer Polymermatrix unter Verwendung verschiedener Verfahren, um eine homogene Mischung zu bilden, hergestellt werden. Derartige Verfahren können das Herstellen der Energieumsetzungsschicht 90 aus einer Formulierung in einem flüssigen Trägermedium und das Auftragen der Energieumsetzungsschicht 90 auf die negative Elektrode 76 oder ein anderes gewünschtes Substrat 68 enthalten. Die Energieumsetzungsschicht 90 kann durch Streichen, Siebdruck, Flexodruck, Sprühen, Schlitzbeschichtung, Tauchbeschichtung, Walzenbeschichtung, Stabbeschichtung und/oder irgendwelche andere Verfahren, die in der Technik bekannt sind, auf die negative Elektrode 76 aufgebracht werden. Alternativ kann die Energieumsetzungsschicht 90 durch Verfahren hergestellt werden, die kein flüssiges Trägermedium verwenden. Die Energieumsetzungsschicht 90 kann z. B. durch das Dispergieren des photolumineszierenden Materials 96 in eine Festkörperlösung (eine homogene Mischung in einem trockenen Zustand) hergestellt werden, die in eine Polymermatrix, die durch Strangpressen, Injektionsversiegelung, Pressversiegelung, Kalandrieren, Thermoformen usw. gebildet wird, aufgenommen werden kann.
Um das photolumineszierende Material 96, das in der Energieumsetzungsschicht 90 enthalten ist, vor der photolytischen und thermischen Zersetzung zu schützen, kann die photolumineszierende Struktur 62 die Stabilitätsschicht 92 enthalten. Die Stabilitätsschicht 92 kann als eine separate Schicht konfiguriert sein, die optisch an die Energieumsetzungsschicht 90 gekoppelt ist und an der Energieumsetzungsschicht 90 haftet oder anderweitig mit ihr integriert ist. Die photolumineszierende Struktur 62 kann außerdem die Schutzschicht 94 enthalten, die optisch an die Stabilitätsschicht 92 oder eine andere Schicht (z. B. die Umsetzungsschicht 90 beim Fehlen der Stabilitätsschicht 92) gekoppelt ist und an der Stabilitätsschicht 92 oder einer anderen Schicht (z. B. der Umsetzungsschicht 90 beim Fehlen der Stabilitätsschicht 92) haftet, um die photolumineszierende Struktur 62 vor der physikalischen und chemischen Beschädigung zu schützen, die sich aus der Einwirkung der Umwelt ergibt. Die Stabilitätsschicht 92 und/oder die Schutzschicht 94 können durch das sequentielle Aufbringen oder Drucken jeder Schicht, die sequentielle Laminierung oder Prägung oder irgendwelche anderen geeigneten Mittel mit der Energieumsetzungsschicht 90 kombiniert werden. Zusätzliche Informationen hinsichtlich der Konstruktion photolumineszierender Strukturen sind im US-Patent Nr. 8,232,533 an Kingsley u. a., mit dem Titel "PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION", eingereicht am 8. November 2011, offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
In Betrieb ist das photolumineszierende Material 96 formuliert, um beim Empfangen des eingegebenen Lichts mit einer spezifischen Wellenlänge von wenigstens einem Anteil der LED-Quellen 72 der Lichterzeugungsanordnung 60 angeregt zu werden. Im Ergebnis wird das eingegebene Licht einem Energieumsetzungsprozess unterzogen und wird mit einer anderen Wellenlänge erneut emittiert. Gemäß einer Ausführungsform kann das photolumineszierende Material 96 formuliert sein, um das eingegebene Licht in Licht mit einer längeren Wellenlänge umzusetzen, was sonst als Abwärtsumsetzung bekannt ist. Alternativ kann das photolumineszierende Material 96 formuliert sein, um das eingegebene Licht in Licht mit einer kürzeren Wellenlänge umzusetzen, was sonst als Aufwärtsumsetzung bekannt ist. Gemäß beiden Herangehensweisen kann das von dem photolumineszierenden Material 96 umgesetzte Licht unmittelbar von der photolumineszierenden Struktur 62 ausgegeben oder anderweitig in einer Energiekaskade verwendet werden, wobei das umgesetzte Licht als das eingegebene Licht dient, um eine weitere Formulierung des photolumineszierenden Materials 96 anzuregen, die sich innerhalb der Energieumsetzungsschicht 90 befindet, wobei das anschließend umgesetzte Licht dann von der photolumineszierenden Struktur 62 ausgegeben oder als das eingegebene Licht verwendet werden kann usw. Bezüglich der hier beschriebenen Energieumsetzungsprozesse ist der Wellenlängenunterschied zwischen dem eingegebenen Licht 100 und dem umgesetzten Licht 102 als Stokes-Verschiebung bekannt und dient als der prinzipielle Antriebsmechanismus für einen Energieumsetzungsprozess entsprechend einer Wellenlängenänderung des Lichts.
Weiterhin in 3A ist der sichtbare Abschnitt 64 über der photolumineszierenden Struktur 62 angeordnet. In einigen Ausführungsformen kann der sichtbare Abschnitt 64 ein Kunststoff-, Silikon- oder Urethanmaterial enthalten und ist über der photolumineszierenden Struktur 62 und der Lichterzeugungsanordnung 60 geformt. Vorzugsweise sollte der sichtbare Abschnitt 64 wenigstens teilweise lichtdurchlässig sein. In dieser Weise wird der sichtbare Abschnitt 64 von der photolumineszierenden Struktur 62 beleuchtet, wann immer ein Energieumsetzungsprozess im Gange ist. Zusätzlich kann der sichtbare Abschnitt 64 außerdem wirken, um die photolumineszierende Struktur 62 und die Lichterzeugungsanordnung 60 zu schützen, indem er als eine Versiegelung darüber angebracht wird. Der sichtbare Abschnitt 64 kann in einer ebenen Form und/oder einer gebogenen Form angeordnet sein, um sein Betrachtungspotential zu vergrößern, wenn er sich in einem lumineszierenden Zustand befindet. Ähnlich wie die photolumineszierende Struktur 62 und die Lichterzeugungsanordnung 60 kann der sichtbare Abschnitt 64 außerdem von einer dünnen Bauform profitieren, wobei es dadurch unterstützt wird, die Lichtquelle 40 in kleine Gehäuseräume des Fahrzeugs 14 einzupassen.
In einigen Ausführungsformen kann zwischen dem sichtbaren Abschnitt 64 und der photolumineszierenden Struktur 62 eine dekorative Schicht 98 angeordnet sein. Die dekorative Schicht 98 kann ein Polymermaterial oder ein anderes geeignetes Material enthalten und ist konfiguriert, ein Aussehen des sichtbaren Abschnitts 64 der Lichtquelle 40 zu steuern oder zu modifizieren. Die dekorative Schicht 98 kann z. B. konfiguriert sein, um dem sichtbaren Abschnitt 64 ein metallisches Aussehen zu verleihen, wenn sich der sichtbare Abschnitt 64 in einem unbeleuchteten Zustand befindet. In anderen Ausführungsformen kann die dekorative Schicht 98 in irgendeiner Farbe gefärbt sein, um die Fahrzeugstruktur zu ergänzen, auf der die Lichtquelle 40 aufgenommen werden soll. Die dekorative Schicht 98 kann z. B. eine zu der der Kopfstütze 16 ähnliche Farbe aufweisen, so dass das Beleuchtungssystem im Wesentlichen verborgen ist, wenn es sich in einem unbeleuchteten Zustand befindet. In jedem Fall sollte die dekorative Schicht 98 wenigstens teilweise lichtdurchlässig sein, so dass nicht verhindert wird, dass die photolumineszierende Struktur 62 den sichtbaren Abschnitt 64 beleuchtet, wann immer ein Energieumsetzungsprozess im Gange ist.
Das Übergussmaterial 66 ist um die Lichterzeugungsanordnung 60 und die photolumineszierende Struktur 62 angeordnet. Das Übergussmaterial 66 kann die Lichterzeugungsanordnung 60 vor einer physikalischen und chemischen Beschädigung schützen, die sich aus der Einwirkung der Umwelt ergibt. Das Übergussmaterial 66 kann im Vergleich zu anderen Materialien eine Viskoelastizität (d. h., sowohl Viskosität als auch Elastizität aufweisen), einen niedrigen Elastizitätsmodul und/oder eine hohe Bruchdehnung aufweisen, so dass das Übergussmaterial 66 die Lichterzeugungsanordnung 60 schützen kann, wenn mit ihr ein Kontakt hergestellt wird. Das Übergussmaterial 66 kann z. B. die Lichterzeugungsanordnung 60 vor den sich wiederholenden Schlägen schützen, die auftreten können, wenn die Insassen in das Fahrzeug 14 einsteigen oder aus dem Fahrzeug 14 aussteigen.
In einigen Ausführungsformen kann die photolumineszierende Struktur 62 getrennt und entfernt von der Lichterzeugungsanordnung 60 verwendet werden. Die photolumineszierende Struktur 62 kann z. B. an einer Fahrzeugkomponente oder einer Oberfläche unmittelbar an, aber nicht in physischem Kontakt mit der Lichterzeugungsanordnung 60 positioniert sein, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Es sollte erkannt werden, dass in den Ausführungsformen, in denen die photolumineszierende Struktur 62 in verschiedene Komponenten, die von der Lichtquelle 40 getrennt sind, aufgenommen ist, die Lichtquelle 40 dennoch die gleiche oder eine ähnliche Struktur wie die bezüglich 3A beschriebene Lichtquelle 40 aufweisen kann.
In 3B ist ein Energieumsetzungsprozess 104 zum Erzeugen einer einfarbigen Lumineszenz gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Für die Zwecke der Veranschaulichung wird der Energieumsetzungsprozess 104 im Folgenden unter Verwendung der in 3A dargestellten Lichtquelle 40 beschrieben. In dieser Ausführungsform enthält die Energieumsetzungsschicht 90 der photolumineszierenden Struktur 62 ein einziges photolumineszierendes Material 96, das konfiguriert ist, das von den LED-Quellen 72 empfangene eingegebene Licht 100 in ein ausgegebenes Licht 102 umzusetzen, das eine Wellenlänge aufweist, die anders als die ist, die dem eingegebenen Licht 100 zugeordnet ist. Spezifischer ist das photolumineszierende Material 96 formuliert, um ein Absorptionsspektrum aufzuweisen, das die Emissionswellenlänge des eingegebenen Lichts 100, das von den LED-Quellen 72 zugeführt wird, enthält. Das photolumineszierende Material 96 ist außerdem formuliert, um eine Stokes-Verschiebung aufzuweisen, die dazu führt, dass das umgesetzte sichtbare Licht 102 ein Emissionsspektrum aufweist, das in einer gewünschten Farbe ausgedrückt ist, die pro Beleuchtungsanwendung variieren kann. Das umgesetzte sichtbare Licht 102 wird von der Lichtquelle 40 über den sichtbaren Abschnitt 64 ausgegeben, wobei dadurch verursacht wird, dass der sichtbare Abschnitt 64 in der gewünschten Farbe leuchtet. In einer Ausführungsform wird der Energieumsetzungsprozess über eine Abwärtsumsetzung ausgeführt, wodurch das eingegebene Licht 100 Licht am unteren Ende des sichtbaren Spektrums, wie z. B. blaues, violettes oder ultraviolettes (UV) Licht, enthält. In dieser Weise wird es ermöglicht, dass blaue, violette oder UV-LEDs als die LED-Quellen 72 verwendet werden können, was gegenüber dem einfachen Verwenden von LEDs der gewünschten Farbe und dem Verzichten auf den Energieumsetzungsprozess insgesamt einen relativen Kostenvorteil bieten kann. Außerdem kann die durch den sichtbaren Abschnitt 64 bereitgestellte Beleuchtung ein einzigartiges, im Wesentlichen einheitliches und/oder attraktives Betrachtungserlebnis bieten, das durch nicht photolumineszierende Mittel schwierig zu kopieren sein kann.
In 3C ist ein zweiter Energieumsetzungsprozess 106 zum Erzeugen mehrerer Farben des Lichts gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Für die Konsistenz wird der zweite Energieumsetzungsprozess 106 im Folgenden ebenfalls unter Verwendung der in 3A dargestellten Lichtquelle 40 beschrieben. In dieser Ausführungsform enthält die Energieumsetzungsschicht 90 das erste und das zweite photolumineszierende Material 96, 108, mit denen die Energieumsetzungsschicht 90 durchsetzt ist. Alternativ können die photolumineszierenden Materialien 96, 108 voneinander isoliert sein, falls gewünscht. Es sollte außerdem erkannt werden, dass die Energieumsetzungsschicht 90 mehr als zwei verschiedene photolumineszierende Materialien 96, 108 enthalten kann, wobei in diesem Fall die im Folgenden bereitgestellten Lehren ähnlich gelten. In einer Ausführungsform findet der zweite Energieumsetzungsprozess 106 über eine Abwärtsumsetzung unter Verwendung von blauen, violettem und/oder UV-Licht als die Quelle der Anregung statt.
Bezüglich der gegenwärtig veranschaulichten Ausführungsform ist die Anregung der photolumineszierenden Materialien 96, 108 wechselseitig ausschließend. Das heißt, die photolumineszierenden Materialien 96, 108 sind formuliert, so dass sie nicht überlappende Absorptionsspektren und Stokes-Verschiebungen aufweisen, die verschiedene Emissionsspektren liefern. Außerdem sollte beim Formulieren der photolumineszierenden Materialien 96, 108 beim Wählen der zugeordneten Stokes-Verschiebungen darauf geachtet werden, dass das von einem der photolumineszierenden Materialien 96, 108 emittierte umgesetzte Licht 102 das andere nicht anregt, außer wenn es so gewünscht ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist ein erster Anteil der LED-Quellen 72, der beispielhaft als die LED-Quellen 72a gezeigt ist, konfiguriert, ein eingegebenes Licht 100 zu emittieren, das eine Emissionswellenlänge aufweist, die nur das photolumineszierende Material 96 anregt und dazu führt, dass das eingegebene Licht 100 in ein sichtbares Licht 102 einer ersten Farbe (z. B. Weiß) umgesetzt wird. Gleichermaßen ist ein zweiter Anteil der LED-Quellen 72, der beispielhaft als die LED-Quellen 72b gezeigt ist, konfiguriert, ein eingegebenes Licht 100 auszugeben, das eine Emissionswellenlänge aufweist, die nur das zweite photolumineszierende Material 108 anregt und dazu führt, dass das eingegebene Licht 100 in ein sichtbares Licht 102 einer zweiten Farbe (z. B. Rot) umgesetzt wird. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Farbe visuell voneinander unterscheidbar. In dieser Weise können die LED-Quellen 72a und 72b unter Verwendung des Controllers 78 selektiv aktiviert werden, um die photolumineszierende Struktur 62 zu veranlassen, in verschiedenen Farben zu lumineszieren. Der Controller 78 kann z. B. nur die LED-Quellen 72a aktivieren, um ausschließlich das photolumineszierende Material 96 anzuregen, was dazu führt, dass der sichtbare Abschnitt 64 in der ersten Farbe leuchtet. Alternativ kann der Controller 78 nur die LED-Quellen 72b aktivieren, um ausschließlich das zweite photolumineszierende Material 108 anzuregen, was dazu führt, dass der sichtbare Abschnitt 64 in der zweiten Farbe leuchtet.
Weiterhin alternativ kann der Controller 78 die LED-Quellen 72a und 72b gemeinsam aktivieren, was verursacht, dass beide photolumineszierenden Materialien 96, 108 angeregt werden, was dazu führt, dass der sichtbare Abschnitt 64 in einer dritten Farbe leuchtet, die eine Farbmischung aus der ersten und der zweiten Farbe (z. B. rosafarben) ist. Die Intensitäten des von jeder Lichtquelle 40 emittierten eingegebenen Lichts 100 können außerdem proportional zueinander variiert werden, so dass zusätzliche Farben erhalten werden können. Für Energieumsetzungsschichten, die mehr als zwei verschiedene photolumineszierende Materialien enthalten, kann eine größere Mannigfaltigkeit der Farben erreicht werden. In Betracht gezogene Farben enthalten Rot, Grün, Blau und Kombinationen daraus, einschließlich Weiß, von denen alle durch das Auswählen der geeigneten photolumineszierenden Materialien und das richtige Betätigen ihrer entsprechenden LED-Quellen 72 erreicht werden können.
In 3D enthält ein dritter Energieumsetzungsprozess 110 eine Lichterzeugungsanordnung 60, wie z. B. die, die bezüglich 3A beschrieben worden ist, wobei eine photolumineszierende Struktur 62, die darauf angeordnet ist, gemäß einer alternativen Ausführungsform veranschaulicht ist. Die photolumineszierende Struktur 62 ist konfiguriert, das von den LED-Quellen 72 empfangene eingegebene Licht 100 in ein sichtbares Licht 102 umzusetzen, das eine Wellenlänge aufweist, die anders als die ist, die dem eingegebenen Licht 100 zugeordnet ist. Spezifischer ist die photolumineszierende Struktur 62 formuliert, um ein Absorptionsspektrum aufzuweisen, das die Emissionswellenlänge des von den LED-Quellen 72 zugeführten eingegebenen Lichts 100 enthält. Das photolumineszierende Material 96 ist außerdem formuliert, um eine Stokes-Verschiebung aufzuweisen, die dazu führt, dass das umgesetzte sichtbare Licht 102 ein Emissionsspektrum aufweist, das in einer gewünschten Farbe ausgedrückt ist, die pro Beleuchtungsanwendung variieren kann.
Die photolumineszierende Struktur 62 kann z. B. in einer gestreiften Weise nur auf einen Abschnitt der Lichterzeugungsanordnung 60 aufgebracht sein. Zwischen den photolumineszierenden Strukturen 62 können sich lichtdurchlässige Abschnitte 112 befinden, die es ermöglichen, dass das von den LED-Quellen 72 emittierte eingegebene Licht 100 bei der ersten Wellenlänge hindurchgeht. Die lichtdurchlässigen Abschnitte 112 können ein offener Raum sein oder können ein transparentes oder durchscheinendes Material sein. Das durch die lichtdurchlässigen Abschnitte 112 emittierte Licht 100 kann von der Lichterzeugungsanordnung 60 zu einer zweiten photolumineszierenden Struktur 140 geleitet werden, die unmittelbar an der Lichterzeugungsanordnung 60 angeordnet ist. Die zweite photolumineszierende Struktur 140 kann konfiguriert sein, in Reaktion auf das eingegebene Licht 100, das durch die lichtdurchlässigen Abschnitte 112 geleitet wird, zu lumineszieren.
In 3E ist ein vierter Energieumsetzungsprozess 114 zum Erzeugen mehrerer Farben des Lichts unter Verwendung der Lichterzeugungsanordnung 60, wie z. B. der, die bezüglich 3A beschrieben worden ist, und einer darauf angeordneten photolumineszierenden Struktur 62 veranschaulicht. In dieser Ausführungsform ist die photolumineszierende Struktur 62 über einem oberen Abschnitt der Lichterzeugungsanordnung 60 angeordnet. Die Anregung des photolumineszierenden Materials 96 ist so formuliert, dass ein Anteil des von den LED-Quellen 72 emittierten eingegebenen Lichts 100 bei der ersten Wellenlänge durch die photolumineszierende Struktur 62 hindurchgeht (d. h., das von der Lichtquelle 40 emittierte eingegebene Licht 100 wird durch die photolumineszierende Struktur 62 nicht umgesetzt). Die Intensität des emittierten Lichts 100 kann durch eine Pulsbreitenmodulation oder eine Stromsteuerung modifiziert werden, um die von den LED-Quellen 72 emittierte Menge des eingegebenen Lichts 100, die durch die photolumineszierende Struktur 62 ohne Umsetzung zu einer zweiten, ausgegebenen Wellenlänge 102 hindurchgeht, zu variieren. Falls z. B. die Lichtquelle 40 konfiguriert ist, das Licht 100 mit einem niedrigen Pegel zu emittieren, kann im Wesentlichen alles des Lichts 100 in die zweite Wellenlänge 102 umgesetzt werden. In dieser Konfiguration kann eine Farbe des Lichts 102, die der photolumineszierenden Struktur 62 entspricht, von der Lichterzeugungsanordnung 60 emittiert werden. Falls die Lichtquelle 40 konfiguriert ist, das eingegebene Licht 100 auf einem hohen Pegel zu emittieren, kann nur ein Anteil der ersten Wellenlänge durch die photolumineszierende Struktur 62 umgesetzt werden.
In dieser Konfiguration kann ein erster Anteil des emittierten Lichts 100 durch die photolumineszierende Struktur 62 umgesetzt werden und kann ein zweiter Anteil des Lichts 100 von der Lichterzeugungsanordnung 60 mit der ersten Wellenlänge zu zusätzlichen photolumineszierenden Strukturen 140, die unmittelbar an der Lichtquelle 40 angeordnet sind, emittiert werden. Die zusätzlichen photolumineszierenden Strukturen 140 können in Reaktion auf das von der Lichtquelle 40 emittierte Licht 100 lumineszieren.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist ein erster Anteil der LED-Quellen 72, der beispielhaft als die LED-Quellen 72a gezeigt ist, konfiguriert, ein eingegebenes Licht 100 zu emittieren, das eine Wellenlänge aufweist, die das photolumineszierende Material 96 innerhalb der photolumineszierenden Struktur 62 anregt und dazu führt, dass das eingegebene Licht 100 in sichtbares Licht 102 einer ersten Farbe (z. B. Weiß) umgesetzt wird. Gleichermaßen ist ein zweiter Anteil der LED-Quellen 72, der beispielhaft als die LED-Quellen 72c gezeigt ist, konfiguriert, ein eingegebenes Licht 100 zu emittieren, das eine Wellenlänge aufweist, die durch die photolumineszierende Struktur 62 hindurchgeht und die zusätzlichen photolumineszierenden Strukturen 140, die unmittelbar an dem Beleuchtungssystem 10 angeordnet sind, anregt, die dadurch in einer zweiten Farbe leuchten. Die erste und die zweite Farbe können voneinander visuell unterscheidbar sein. In dieser Weise können die LED-Quellen 72a und 72c unter Verwendung des Controllers 78 selektiv aktiviert werden, um zu verursachen, dass das Beleuchtungssystem 10 in verschiedenen Farben luminesziert.
Die Lichterzeugungsanordnung 60 kann außerdem eine Optik 116 enthalten, die konfiguriert ist, das von den LED-Quellen 72a, 72c emittierte Licht 100 und das von der photolumineszierenden Struktur 62 emittierte Licht 102 zu vorgegebenen Orten zu leiten. Das von den LED-Quellen 72a, 72c emittierte Licht 100 und das von der photolumineszierenden Struktur 62 emittierte Licht 102 kann z. B. zu einem gewünschten Merkmal und/oder Ort unmittelbar an der Lichtquelle 40 geleitet und/oder fokussiert werden.
In 4 ist eine Lichterzeugungsanordnung 60 gemäß einer Ausführungsform in einer Draufsicht veranschaulicht, die variierende Typen und Konzentrationen der LED-Quellen 72a, 72d quer entlang der Lichterzeugungsanordnung 60 aufweist. Wie veranschaulicht ist, enthält ein erster Abschnitt 118 der Lichterzeugungsanordnung 60 LED-Quellen 72d, die konfiguriert sind, ein eingegebenes Licht 100 zu emittieren, das eine Emissionswellenlänge in einem ersten Farb-(z. B. Weiß-)Spektrum aufweist.
Gleichermaßen enthält ein zweiter Abschnitt 120 der Lichterzeugungsanordnung 60 LED-Quellen 72d, die konfiguriert sind, ein eingegebenes Licht 100 zu emittieren, das eine Emissionswellenlänge in einem zweiten Farb-(z. B. Rot-)Spektrum aufweist. Der erste und der zweite Abschnitt der Lichterzeugungsanordnung 60 können durch isolierende, oder nichtleitende, Barrieren 122 von naheliegend angeordneten Abschnitten durch irgendwelche in der Technik bekannten Mittel getrennt sein, so dass jeder Abschnitt 118, 120 unabhängig von irgendeinem anderen Abschnitt 118, 120 beleuchtet werden kann. Ferner kann jeder innerhalb der Lichterzeugungsanordnung 60 angeordnete Abschnitt 118, 120 eine jeweilige Sammelschiene 82, 84, 124, 126, 128, 130 enthalten, die an den Controller 78 gekoppelt ist und konfiguriert ist, jeden entsprechenden Abschnitt 118, 120 zum Leuchten zu bringen.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Farbe visuell voneinander unterscheidbar. In dieser Weise können die LED-Quellen 72a und 72d unter Verwendung des Controllers 78 selektiv aktiviert werden, um zu verursachen, dass die LED-Quellen 72a, 72d in verschiedenen Farben leuchten. Der Controller 78 kann z. B. nur die LED-Quellen 72a aktivieren, um ausschließlich einen Abschnitt 118 der Lichterzeugungsanordnung 60 in der ersten Farbe zu beleuchten. Alternativ kann der Controller 78 nur die LED-Quellen 72d aktivieren, um ausschließlich einen Abschnitt 120 der Lichterzeugungsanordnung 60 in der zweiten Farbe zu beleuchten. Es sollte erkannt werden, dass die Lichterzeugungsanordnung 60 irgendeine Anzahl von Abschnitten 118, 120, die variierende LED-Quellen 72a, 72d aufweisen, die in irgendeiner gewünschten Farbe leuchten können, enthalten kann. Es sollte außerdem erkannt werden, dass die Abschnitte, die variierende LED-Quellen 72a, 72d aufweisen, in irgendeiner anwendbaren Weise orientiert sein können und nicht benachbart angeordnet sein müssen.
Wie oben beschrieben worden ist, kann eine photolumineszierende Struktur 62 an einem Abschnitt der Lichterzeugungsanordnung 60 angeordnet sein. Falls gewünscht, kann irgendeine der LED-Quellen 72a, 72d zum Anregen irgendeines photolumineszierenden Materials 92, das unmittelbar nahe an und/oder an der Lichtquelle 40 angeordnet ist, verwendet werden.
Die Halbleitertinte 74 kann außerdem verschiedene Konzentrationen der LED-Quellen 72a, 72d enthalten, so dass die Dichte der LED-Quellen 72a, 72d oder die Anzahl der LED-Quellen 72a, 72d pro Einheitsfläche für verschiedene Beleuchtungsanwendungen eingestellt werden kann. In einigen Ausführungsformen kann die Dichte der LED-Quellen 72a, 72d über die Länge der Lichtquelle 40 variieren. Ein Mittenabschnitt 120 der Lichterzeugungsanordnung 60 kann z. B. eine größere Dichte der LED-Quellen 72 als die Umfangsabschnitte 118 aufweisen oder umgekehrt. In derartigen Ausführungsformen kann die Lichtquelle 40 heller erscheinen oder eine größere Leuchtdichte aufweisen, um vorgegebene Orte vorzugsweise zu beleuchten. In anderen Ausführungsformen kann die Dichte der LED-Quellen 72a, 72d mit zunehmendem Abstand von einem vorgewählten Punkt zunehmen oder abnehmen. In einigen Ausführungsformen können die LED-Quellen 72a, 72d und die Halbleitertinte 74 von Nth Degree Technologies Worldwide Inc. bezogen werden.
In 5 ist das Beleuchtungssystem, das in eine Kopfstütze 16 aufgenommen ist, das eine Lichterzeugungsanordnung 60 und eine reflektierende Struktur 132, die innerhalb der Kopfstütze 16 angeordnet sind, aufweist, gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Wie veranschaulicht ist, emittiert die Lichterzeugungsanordnung 60 Licht in einer Vorwärtsorientierung des Fahrzeugs. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass das emittierte Licht in irgendeine gewünschte Richtung innerhalb der Kopfstütze 16 in Abhängigkeit von der Struktur und der Anordnung der Kopfstütze 16 gerichtet sein kann.
Die reflektierende Struktur 132 ist um einen Sollwinkel, der sich gemäß einer Ausführungsform zwischen fünfunddreißig und fünfundsechzig Grad (35–65°) befinden kann, gegenüber der Lichterzeugungsanordnung 60 versetzt. Die reflektierende Struktur 132 ist konfiguriert, das Licht durch einen Abschnitt 134 der Kopfstütze 16 nach hinten und/oder nach unten zu leiten. Die reflektierende Struktur 132 kann durch mehrere Positionen drehbar sein, so dass ein Insasse innerhalb des Fahrzeugs 14 den Winkel steuern kann, in dem das von der Kopfstütze 16 ausgegebene Licht geleitet wird. Alternativ kann die photolumineszierende Struktur 62 auf der reflektierenden Struktur 132 angeordnet sein.
Das Beleuchtungssystem 10 kann ferner eine Anwenderschnittstelle 136 enthalten, die unmittelbar an dem Beleuchtungssystem 10 oder an einem anderen gewünschten Ort innerhalb eines Fahrzeugs 14 angeordnet ist. Die Anwenderschnittstelle 136 kann so konfiguriert sein, dass ein Anwender die Wellenlänge des Lichts steuern kann, die von den LED-Quellen 72a und/oder den LED-Quellen 72d, die zum Leuchten gebracht werden, emittiert wird. Die Anwenderschnittstelle 136 kann irgendein Typ einer in der Technik bekannten Steuerung zur Steuerung der Lichtquelle 40 sein, wie z. B. Schalter 138 (z. B. Annäherungssensors), ist aber nicht darauf eingeschränkt.
In den 6 und 7 ist eine erste photolumineszierende Struktur 62 auf der lichterzeugenden Anordnung 60 angeordnet und ist eine zweite photolumineszierende Struktur 140 auf einem inneren Merkmal des Fahrzeugs 14, wie z. B. dem Sicherheitsgurt 142, angeordnet. Die Lichterzeugungsanordnung 60 ist so konfiguriert, dass sie einen ersten Abschnitt 144 mit einer ersten photolumineszierenden Struktur 62 darauf und einen zweiten Abschnitt 146, wo das eingegebene Licht 100 bei der ersten Wellenlänge von der Kopfstütze 16 emittiert wird, aufweist. Wie oben beschrieben worden ist, setzt der Abschnitt 144 der Lichterzeugungsanordnung 60, der die photolumineszierende Struktur 62 darauf aufweist, das eingegebene Licht 100 in ausgegebenes Licht 102 mit einer anderen Wellenlänge um. Ein zweiter Abschnitt 146 der Lichterzeugungsanordnung 60 emittiert das eingegebene Licht von der Kopfstütze 16, das dann durch die zweite photolumineszierende Struktur 140 innerhalb des Sicherheitsgurts 142 in ein ausgegebenes Licht 102 mit einer anderen Wellenlänge umgesetzt wird. Das ausgegebene Licht 102 kann als eine Arbeitsleuchte, eine Kartenleuchte und/oder dazu verwendet werden, irgendein inneres Merkmal des Fahrzeugs 14, das unter den Bedingungen geringen Lichts schwierig zu sehen sein kann, zu beleuchten. Es wird in Betracht gezogen, dass die Verwendung einer zweiten photolumineszierenden Struktur 140 unmittelbar an dem Beleuchtungssystem 10 an irgendeinem gewünschten Ort angeordnet sein kann und nicht auf den Sicherheitsgurt 142 eingeschränkt ist. Zusätzlich kann die zweite photolumineszierende Struktur 140 außerdem Sicherheitsvorteile bereitstellen, wie z. B. das Anzeigen spezifischer Merkmale innerhalb des Fahrzeugs 14 für einen ankommenden Insassen.
Wie in 6 veranschaulicht ist, kann die Lichterzeugungsanordnung 60 an einer Innenfläche der Hülle 34 des Überzugsmaterials der Kopfstütze 16 befestigt, an diese Innenfläche gekoppelt und/oder über dieser Innenfläche geformt sein. Folglich kann die Lichterzeugungsanordnung 60 bündig an der Innenfläche der Hülle 34 des Überzugsmaterials angebracht sein, die einen Abschnitt des Umfangs der Kopfstütze 16 bildet, wobei sie dadurch die Kopfstütze 16 vor der Betrachtung durch die Insassen verbirgt, während sie außerdem die Lichterzeugungsanordnung 60 vor einer physikalischen und chemischen Beschädigung schützt, die sich aus der Einwirkung der Umwelt ergibt.
In 8 ist ein Blockschaltplan eines Fahrzeugs 14 im Allgemeinen gezeigt, in dem das Beleuchtungssystem 10 implementiert ist. Das Beleuchtungssystem 10 enthält einen Controller 78, der mit der Lichtquelle 40 in Verbindung steht. Der Controller 78 kann einen Speicher 150 enthalten, in dem Anweisungen enthalten sind, die von einem Prozessor 148 des Controllers 78 ausgeführt werden. Der Controller 78 kann der Lichtquelle 40 oder einer jeweiligen Sammelschiene 82, 84 über eine Leistungsquelle 80, die sich an Bord des Fahrzeugs 14 befindet, elektrische Leistung bereitstellen. Außerdem kann der Controller 78 konfiguriert sein, das von jeder Lichtquelle 40 emittierte Licht 100 basierend auf einer von einem oder mehreren Fahrzeugsteuermodulen 148, wie z. B. einem Karosseriesteuermodul, einem Kraftmaschinen-Steuermodul, einem Lenksteuermodul, einem Bremssteuermodul und dergleichen oder einer Kombination daraus, aber nicht darauf eingeschränkt, empfangenen Rückkopplung zu steuern. Durch das Steuern des von der Lichtquelle 40 emittierten Lichts 100 kann das Beleuchtungssystem 10 in verschiedenen Farben und/oder Mustern leuchten, um ein ästhetisches Aussehen bereitzustellen, oder es kann Fahrzeuginformationen einem beabsichtigten Beobachter bereitstellen. Wenn z. B. das Beleuchtungssystem 10 beleuchtet ist, kann die Lichterzeugungsanordnung 60 verursachen, dass ein Abschnitt der Kopfstütze 16 einen Bereich und/oder ein Merkmal unmittelbar an der Kopfstütze 16 beleuchtet.
In Betrieb kann die photolumineszierende Struktur 62 eine periodische einfarbige oder mehrfarbige Beleuchtung zeigen. Der Controller 78 kann z. B. die Lichtquelle 40 auffordern, nur die erste Wellenlänge des Lichts 100 über die LED-Quellen 72 periodisch zu emittieren, um zu verursachen, dass die photolumineszierende Struktur 62 in der ersten Farbe periodisch leuchtet. Alternativ kann der Controller 78 die Lichtquelle 40 auffordern, nur die zweite Wellenlänge des Lichts 100 über die LED-Quellen 72 periodisch zu emittieren, um zu verursachen, dass der photolumineszierende Abschnitt in der zweiten Farbe periodisch leuchtet. Alternativ kann der Controller 78 die Lichtquelle 40 auffordern, die erste und die zweite Wellenlänge des Lichts 100 gleichzeitig und periodisch zu emittieren, um zu verursachen, dass die photolumineszierende Struktur 62 in einer dritten Farbe leuchtet, die durch eine additive Lichtmischung der ersten und der zweiten Farbe definiert ist. Weiterhin alternativ kann der Controller 78 die Lichtquelle 40 auffordern, zwischen dem periodischen Emittieren der ersten und der zweiten Wellenlänge des Lichts zu wechseln, um zu verursachen, dass die photolumineszierende Struktur 62 durch das Wechseln zwischen der ersten und der zweiten Farbe periodisch leuchtet. Der Controller 78 kann die Lichtquelle 40 auffordern, die erste und/oder die zweite Wellenlänge des Lichts in einem regelmäßigen Zeitintervall und/oder einem unregelmäßigen Zeitintervall periodisch zu emittieren.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Beleuchtungssystem 10 eine Anwenderschnittstelle 136 enthalten. Die Anwenderschnittstelle 136 kann so konfiguriert sein, dass ein Anwender die Wellenlänge des Lichts 100, die von den LED-Quellen 72 und/oder den LED-Quellen 72, die zum Leuchten gebracht werden, emittiert wird, steuern kann. Eine derartige Konfiguration kann es einem Anwender ermöglichen zu steuern, welche Merkmale beleuchtet werden (z. B. eine Arbeitsleuchte, eine Sitztaschenleuchte usw.).
Bezüglich der obigen Beispiele kann der Controller 78 die Intensität der emittierten ersten und zweiten Wellenlängen des Lichts durch eine Pulsbreitenmodulation oder eine Stromsteuerung modifizieren. In einigen Ausführungsformen kann der Controller 78 konfiguriert sein, eine Farbe des emittierten Lichts durch das Senden von Steuersignalen einzustellen, um die Intensität oder den Energieausgabepegel der Lichtquelle 40 einzustellen. Falls die Lichtquelle 40 z. B. konfiguriert ist, die erste Emission auf einem niedrigen Pegel auszugeben, kann im Wesentlichen die gesamte erste Emission in die zweite Emission umgesetzt werden. In dieser Konfiguration kann eine Farbe des Lichts, die der zweiten Emission entspricht, der Farbe des emittierten Lichts von dem Beleuchtungssystem 10 entsprechen. Falls die Lichtquelle 40 konfiguriert ist, die erste Emission auf einem hohen Pegel auszugeben, kann nur ein Anteil der ersten Emission in die zweite Emission umgesetzt werden. In dieser Konfiguration kann eine Farbe des Lichts, die einer Mischung aus der ersten Emission und der zweiten Emission entspricht, als das emittierte Licht ausgegeben werden. In dieser Weise kann jeder der Controller 78 eine Ausgabefarbe des emittierten Lichts steuern.
Obwohl bezüglich der ersten Emission ein niedriger Pegel und ein hoher Pegel der Intensität erörtert worden sind, wird erkannt, dass die Intensität der ersten Emission zwischen verschiedenen Intensitätspegeln variiert werden kann, um einen Farbton der Farbe, die dem emittierten Licht von dem Beleuchtungssystem 10 entspricht, einzustellen. Wie hier beschrieben worden ist, kann die Farbe der zweiten Emission signifikant von den speziellen photolumineszierenden Materialien 96 abhängig sein, die in der photolumineszierenden Struktur 62 verwendet werden. Zusätzlich kann eine Umsetzungskapazität der photolumineszierenden Struktur 62 signifikant von einer Konzentration des photolumineszierenden Materials 96, das in der photolumineszierenden Struktur 62 verwendet wird, abhängig sein. Durch das Einstellen des Bereichs der Intensitäten, die von der Lichtquelle 40 ausgegeben werden können, können die Konzentration, die Typen und die Anteile der photolumineszierenden Materialien 96 in der hier erörterten photolumineszierenden Struktur 62 betreibbar sein, um einen Bereich der Farbtöne des emittierten Lichts durch das Mischen der ersten Emission mit der zweiten Emission zu erzeugen.
Entsprechend ist hier ein Beleuchtungssystem unter Verwendung einer Kopfstütze vorteilhaft bereitgestellt worden. Die Kopfstütze behält ihre Struktur- und Schutzeigenschaften, während sie lumineszierendes Licht bereitstellt, das sowohl funktionale als auch dekorative Eigenschaften aufweist.
Für die Zwecke des Beschreibens und Definierens der vorliegenden Lehren wird angegeben, dass die Begriffe "im Wesentlichen" und "etwa" hier verwendet werden, um einen inneren Grad der Unbestimmtheit darzustellen, der irgendeinem quantitativen Vergleich, irgendeinem quantitativen Wert, irgendeiner quantitativen Messung oder irgendeiner anderen quantitativen Darstellung zugeschrieben werden kann. Die Begriffe "im Wesentlichen" und "etwa" werden hier außerdem verwendet, um den Grad darzustellen, um den eine quantitative Darstellung von einem dargelegten Bezug abweichen kann, ohne zu einer Änderung der Grundfunktion des zur Debatte stehenden Gegenstands zu führen.
Es ist selbstverständlich, dass an der obenerwähnten Struktur Variationen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wobei es ferner selbstverständlich ist, dass es vorgesehen ist, dass derartige Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sind, wenn es diese Ansprüche durch ihre Sprache nicht ausdrücklich anders darlegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2014/0264396 A1 [0035]
US 8232533 [0038]

Claims

Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Kopfstütze, das Folgendes umfasst: eine Lichtquelle, die an der Kopfstütze angeordnet ist; und eine erste photolumineszierende Struktur, die konfiguriert ist, in Reaktion auf die Anregung durch die Lichtquelle zu lumineszieren.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Kopfstütze nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle mehrere gedruckte LEDs umfasst.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Kopfstütze nach Anspruch 2, wobei die photolumineszierende Struktur wenigstens ein photolumineszierendes Material umfasst, das konfiguriert ist, ein eingegebenes Licht, das von wenigstens einem Anteil der Lichtquellen empfangen wird, in ein sichtbares Licht abwärtsumzusetzen, das zu einem sichtbaren Abschnitt ausgegeben wird.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Kopfstütze nach Anspruch 3, wobei das eingegebene Licht blaues Licht, violettes Licht und/oder UV-Licht umfasst.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Kopfstütze nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: eine zweite photolumineszierende Struktur, die von der Kopfstütze getrennt und nahe an der Kopfstütze angeordnet ist.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Kopfstütze nach Anspruch 1, das ferner einen Controller zum Steuern eines Aktivierungszustands der Lichtquelle in Reaktion auf wenigstens eine fahrzeugbezogene Bedingung umfasst.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Kopfstütze nach Anspruch 6, wobei der Controller eine Lichtemissionsintensität und/oder eine Lichtemissionsdauer jeder Lichtquelle bestimmt.
Kopfstütze für ein Fahrzeug, die Folgendes umfasst: einen Körperabschnitt, der durch eine äußere Hülle definiert ist; eine Lichtquelle, von der ein Abschnitt innerhalb der Hülle angeordnet ist; eine lumineszierende Struktur, die konfiguriert ist, in Reaktion auf die Anregung durch wenigstens einen Anteil der Lichtquelle zu lumineszieren; und einen Controller, der konfiguriert ist, einen Aktivierungszustand der Lichtquelle zu steuern.
Kopfstütze für ein Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die Lichtquelle eine gedruckte LED umfasst.
Kopfstütze für ein Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die lumineszierende Struktur wenigstens ein lumineszierendes Material umfasst, das konfiguriert ist, ein eingegebenes Licht, das von wenigstens einem Anteil der gedruckten LED empfangen wird, in ein sichtbares Licht abwärtsumzusetzen, das zu einem sichtbaren Abschnitt ausgegeben wird.
Kopfstütze für ein Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei das eingegebene Licht blaues Licht, violettes Licht oder UV-Licht umfasst.
Kopfstütze für ein Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei mehrere lumineszierende Strukturen durch mehrere lichtdurchlässige Abschnitte getrennt sind, so dass ein erster Anteil des von der Lichtquelle emittierten Lichts in eine zweite Wellenlänge umgesetzt wird und ein zweiter Anteil des von der Lichtquelle emittierten Lichts durch einen lichtdurchlässigen Abschnitt hindurchgeht.
Kopfstütze für ein Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei der Controller eine Lichtemissionsintensität und/oder eine Lichtemissionsdauer der Lichtquelle bestimmt.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeug-Sitzanordnung, das Folgendes umfasst: eine Lichtquelle, die innerhalb der Sitzanordnung angeordnet ist; eine erste photolumineszierende Struktur, die an der Lichtquelle angeordnet ist; und eine zweite photolumineszierende Struktur, die an einer Komponente nahe an der Sitzanordnung angeordnet ist, wobei die erste und die zweite photolumineszierende Struktur konfiguriert sind, in Reaktion auf die Anregung durch Licht, das von wenigstens einem Anteil der Lichtquelle ausgegeben wird, zu lumineszieren.
Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 14, wobei die Lichtquellen mehrere gedruckte LEDs umfassen.
Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 15, wobei die photolumineszierende Struktur wenigstens ein photolumineszierendes Material umfasst, das konfiguriert ist, ein eingegebenes Licht, das von wenigstens einem Anteil der Lichtquellen empfangen wird, in ein sichtbares Licht abwärtsumzusetzen, das zu einem sichtbaren Abschnitt ausgegeben wird.
Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 16, wobei das eingegebene Licht blaues Licht, violettes Licht oder UV-Licht umfasst.
Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 14, wobei die erste photolumineszierende Struktur in einer ersten Farbe leuchtet und die zweite photolumineszierende Struktur in einer zweiten Farbe leuchtet.
Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 14, das ferner einen Controller zum Steuern eines Aktivierungszustands der Lichtquelle in Reaktion auf wenigstens eine fahrzeugbezogene Bedingung umfasst.
Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 19, wobei der Controller eine Lichtemissionsintensität und/oder eine Lichtemissionsdauer der Lichtquelle bestimmt.