DE102016116596A1

DE102016116596A1 - Beleuchtete Lenkbaugruppe

Info

Publication number: DE102016116596A1
Application number: DE102016116596.4A
Authority: DE
Inventors: Stuart C. Salter; James J. Surman; Pietro Buttolo; Cornel Lewis Gardner; Annette Lynn Huebner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2017-03-16
Also published as: CN106515568A; RU2727214C2; RU2016135515A3; MX362764B; RU2016135515A; MX2016011664A

Abstract

Es wird vorliegend ein Beleuchtungssystem für eine Fahrzeuglenkbaugruppe bereitgestellt. Das Beleuchtungssystem beinhaltet ein Lenkrad mit einer zentralen Nabe und einem Kranz, der mit der Nabe durch eine Speiche verbunden ist. Eine Lichtquelle ist auf dem Kranz angeordnet. Eine erste photolumineszierende Struktur ist auf dem Lenkrad angeordnet und dazu konfiguriert, als Reaktion auf eine Anregung durch mindestens einen Teil der Lichtquelle zu lumineszieren. Bei manchen Ausführungsformen kann die Lichtquelle eine dünne Konstruktion implementieren und dadurch helfen, die Lichtquelle in kleine Unterbringungsräume des Fahrzeugs einzupassen, in denen herkömmliche Lichtquellen möglicherweise nicht zweckmäßig sind.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine Teilfortführung der US-Patentanmeldung mit der Nr. 14/603,636, eingereicht am 23. Januar 2015, mit dem Titel „DOOR ILLUMINATION AND WARNING SYSTEM“, die eine Teilfortführung der US-Patentanmeldung mit der Nr. 14/086,442, eingereicht am 21. November 2013, mit dem Titel „VEHICLE LIGHTING SYSTEM WITH PHOTOLUMINESCENT STRUCTURE“ ist. Die eben erwähnten verwandten Anmeldungen werden hiermit durch Bezugnahme aufgenommen, als seien sie vorliegend vollständig dargelegt.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Fahrzeugbeleuchtungssysteme und insbesondere Fahrzeugbeleuchtungssysteme, die eine oder mehrere photolumineszierende Strukturen einsetzen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Von der Verwendung photolumineszierender Strukturen ausgehende Beleuchtung bietet ein einzigartiges und attraktives Betrachtungserlebnis. Es ist demnach wünschenswert, derartige Strukturen in Automobilfahrzeugen für verschiedene Beleuchtungsanwendungen zu implementieren.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug offenbart. Das Beleuchtungssystem beinhaltet eine auf einem Lenkrad angeordnete Lichtquelle. Eine erste photolumineszierende Struktur ist auf der Lichtquelle angeordnet und dazu konfiguriert, als Reaktion auf eine Anregung durch die Lichtquelle zu lumineszieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Beleuchtungssystem offenbart. Das Beleuchtungssystem beinhaltet ein Lenkrad mit einer zentralen Nabe und einem Kranz, der mit der Nabe durch eine Speiche verbunden ist. Eine Lichtquelle ist auf dem Kranz angeordnet. Eine erste lumineszierende Struktur ist auf dem Lenkrad angeordnet und dazu konfiguriert, als Reaktion auf eine Anregung durch mindestens einen Teil der Lichtquelle zu lumineszieren.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Beleuchtungssystem für eine Fahrzeuglenkradbaugruppe offenbart. Das Beleuchtungssystem beinhaltet eine innerhalb eines Fahrzeugs angeordnete Lichtquelle. Eine erste photolumineszierende Struktur ist auf einem Lenkrad angeordnet. Die erste photolumineszierende Struktur ist dazu konfiguriert, als Reaktion auf eine Anregung durch von mindestens einem Teil der Lichtquelle ausgegebenes Licht zu lumineszieren.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden von Fachleuten bei näherer Untersuchung der folgenden Beschreibung, der Ansprüche und der angehängten Zeichnungen verstanden und gewürdigt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
ist 1 eine Perspektivansicht eines Fahrzeuginnenraumes, der mit einem Beleuchtungssystem ausgestattet ist, das gemäß einer Ausführungsform auf einer Lenkradbaugruppe eingesetzt wird;
ist 2 eine Vorderansicht einer Lenkradbaugruppe, die innerhalb eines Fahrzeuginnenraumes angeordnet ist, der das Beleuchtungssystem gemäß einer Ausführungsform einsetzt;
ist 3A eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 2, die eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
ist 3B eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 2, die die Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform weiter veranschaulicht;
ist 3C eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 2, die eine alternative Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
ist 3D eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 2, die eine Lichtquelle mit einer lumineszierenden Struktur, die durch auf der Lichtquelle angeordnete lichtdurchlässige Teile getrennt ist, gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
ist 3E eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 2, die eine alternative Lichtquelle mit einer auf der Lichtquelle angeordneten lumineszierenden Struktur veranschaulicht, die dazu konfiguriert ist, einen Teil eines von der Lichtquelle emittierten Lichts von einer ersten Wellenlänge in eine zweite Wellenlänge gemäß einer Ausführungsform umzuwandeln;
veranschaulicht 4 eine Draufsicht einer Lichterzeugungsbaugruppe gemäß einer Ausführungsform, die quer entlang der Lichterzeugungsbaugruppe variierende Arten und Konzentrationen von LED-Quellen aufweist;
ist 5A eine Vorderansicht einer Fahrzeuglenkradbaugruppe, die das Beleuchtungssystem gemäß einer Ausführungsform einsetzt;
ist 5B eine Vorderansicht einer Fahrzeuglenkradbaugruppe, die das Beleuchtungssystem gemäß einer Ausführungsform einsetzt;
veranschaulicht 6 eine beispielhafte Perspektivansicht eines Fahrzeuginnenraumes, der das Beleuchtungssystem und einen zweiten lumineszierenden Teil auf einem Merkmal des Fahrzeugs einsetzt;
veranschaulicht 7 eine beispielhafte Perspektivansicht eines Fahrzeuginnenraumes, der das Beleuchtungssystem mit einer Lichtquelle, die in einer Komponente angeordnet ist, die von dem Lenkrad getrennt ist, gemäß einer weiteren Ausführungsform einsetzt; und
ist 8 ein Blockdiagramm des Fahrzeugs und des Beleuchtungssystems.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die vorliegenden Beschreibungszwecke sollen sich die Begriffe „obere/r/s“, „untere/r/s“, „rechte/r/s“, „linke/r/s“, „hintere/r/s“, „vordere/r/s“, „vertikale/r/s“, „horizontale/r/s“ und Ableitungen davon auf die Erfindung, wie sie in 1 ausgerichtet ist, beziehen. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen einnehmen kann, es sei denn, es wird ausdrücklich Gegenteiliges angegeben. Es versteht sich auch, dass es sich bei den spezifischen Einrichtungen und Prozessen, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind und in der folgenden Beschreibung beschrieben werden, lediglich um Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Konzepte handelt, die in den beiliegenden Ansprüchen definiert sind. Daher sind spezifische Abmessungen und andere physische Eigenschaften, die sich auf die vorliegend offenbarten Ausführungsformen beziehen, nicht als einschränkend anzusehen, es sei denn, in den Ansprüchen wird ausdrücklich Gegenteiliges angegeben.
Wie erfordert, werden vorliegend ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann. Die Figuren enthalten nicht unbedingt einen ausführlichen Aufbau und einige schematische Darstellungen können übertrieben oder minimiert sein, um eine Funktionsübersicht zu zeigen. Daher sollen vorliegend offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung verschiedentlich zu verwenden.
Wie vorliegend verwendet, bedeutet der Begriff „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung mit zwei oder mehr Gegenständen verwendet wird, dass ein beliebiger der aufgezählten Gegenstände alleine eingesetzt werden kann, oder dass eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Gegenstände eingesetzt 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 Beleuchtungssystem, das dazu konfiguriert ist, einen in der Nähe einer Fahrzeuglenkradbaugruppe befindlichen Bereich zu beleuchten. Das Beleuchtungssystem kann vorteilhafterweise eine oder mehrere photolumineszierende Strukturen einsetzen, um als Reaktion auf vordefinierte Ereignisse zu leuchten. Die eine oder die mehreren photolumineszierenden Strukturen können dazu konfiguriert sein, Licht, das von einer assoziierten Lichtquelle empfangen wird, umzuwandeln und das Licht mit einer anderen Wellenlänge, die sich typischerweise im sichtbaren Spektrum findet, zu reemittieren. Bei manchen Ausführungsformen kann die Lichtquelle eine dünne Konstruktion implementieren und dadurch helfen, die Lichtquelle in kleine Unterbringungsräume des Fahrzeugs einzupassen, in denen herkömmliche Lichtquellen möglicherweise nicht zweckmäßig sind.
Mit Bezug auf 1 ist ein Beleuchtungssystem 10 innerhalb einer Lenkradbaugruppe 12 eines Fahrzeugs 14 angeordnet, das dazu konfiguriert ist, einen Bereich und/oder eine oder mehrere Komponenten des Fahrzeugs 14, die sich in der Nähe eines Lenkrades 16 befinden, gemäß einer Ausführungsform zu beleuchten. Die Lenkradbaugruppe 12 ist dazu konfiguriert, einen Lenkbetrieb für das Fahrzeug 14 zu steuern. Die Lenkradbaugruppe 12 kann an einem Teil einer Instrumententafel 18 eines Innenraumes des Fahrzeugs 14 befestigt sein. Die Lenkradbaugruppe 12 kann eine Lenksäule 20 und ein Lenkrad 16, das zur gemeinsamen Drehung mit der Lenksäule 20 mit dieser verbunden ist, beinhalten. Das Lenkrad 16 kann eine Nabe 22 und einen Kranz 24, der mit der Nabe 22 über mindestens eine Speiche 26 verbunden ist, beinhalten. Gemäß der veranschaulichten Ausführungsform werden drei Speichen 26 zum Verbinden der Nabe 22 mit dem Kranz 24 verwendet, die im Wesentlichen an der unteren Hälfte des Lenkrades 16 konzentriert sind, so dass eine ausreichende Sicht auf eine Instrumentengruppe 28 bereitgestellt wird, die in Fahrzeugrichtung vor dem Lenkrad 16 angeordnet ist. Es ist jedoch angedacht, dass eine beliebige Anzahl von Speichen 26 in einer beliebigen Ausrichtung benutzt werden kann, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Wenn ein Fahrer eine Lenkung der Laufräder des Fahrzeugs 14 steuern will, dreht der Fahrer den Kranz 24 des Lenkrades 16. Da der Kranz 24 mit der Nabe 22 über die Speichen 26 verbunden ist, verursacht die Drehung des Kranzes 24 eine Drehung der Nabe 22 und einer Welle 30, die mit der Nabe 22 verbunden ist. Die Welle 30 ist mit einem (nicht dargestellten) Lenkgetriebe verbunden, das eine Winkelstellung der Fahrzeugräder einstellt, um die Lenkung zu steuern.
Das Fahrzeug 14 kann ferner eine Sitzbaugruppe 32, die einen Sitz 34 beinhaltet, der mit einer Sitzrückenlehne 36 schwenkbar gekoppelt ist, und einen Gangschalthebel 38, der den Betriebsmodus eines Fahrzeuggetriebes steuert, beinhalten. Es versteht sich, dass die vorliegend beschriebene Lenkradbaugruppe 12 für ein beliebiges Fahrzeug 14 verwendet werden kann, wie etwa unter anderem Coupés, Limousinen, Lastwagen, Geländewagen, Kleintransporter und dergleichen. Ferner versteht es sich, dass ein beliebiges anderweitig an dem Fahrzeug 14 zu findendes Beleuchtungssystem auch gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung hergestellt werden kann.
Wie in 2 dargestellt, beinhaltet das Lenkrad 16 Speichen 26, die die Nabe 22 mit dem Kranz 24 verbinden. Die Nabe 22 kann ein Trageglied 40 beinhalten, das eine strukturelle Unterstützung der Nabe 22 und/oder der Speichen 26 und des Kranzes 24 bereitstellen kann. Ein Verkleidungsglied 42 kann an dem Trageglied 40 angebracht und in Fahrzeugrichtung dahinter angeordnet sein. Ein (nicht dargestellter) Airbag kann zwischen dem Trageglied 40 und dem Verkleidungsglied 42 angeordnet sein. Das Verkleidungsglied 42 kann ferner Kennzeichen 44 darauf beinhalten, wie etwa ein Emblem, ein Logo oder Insasseninformationen (z.B. Airbagplatzierung). Jede Komponente der Nabe 22 und/oder der Speichen 26 kann auf ihr Steuerungen 46 zum Steuern mehrerer Fahrzeugfunktionen beinhalten. Die Steuerungen 46 können zum Beispiel eine Hupe des Fahrzeugs aktivieren. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Steuerungen 46 zum Steuern eines Geschwindigkeitsregelungssystems benutzt werden. Zusätzliche Steuerungen 46 können zum Betreiben eines Audiosystems, eines Telefon- und Sprachsteuerungssystems, eines Navigationssystems, einer Stereoanlage und von bordeigenen Computerfunktionen oder einer beliebigen anderen Funktion, die ein Insasse wünschen kann, benutzt werden.
Der Kranz 24 kann aus einem Substrat 48 ausgebildet sein, das ein Abdeckglied 50 darüber aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Substrat 48 eine Metall- oder Kunststoffstange, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Bei einer anderen Ausführungsform ist das Substrat 48 ein hohles rohrförmiges Element. Bei alternativen Ausführungsformen weist das Substrat 48 eine rechteckige oder polygonale Querschnittsform auf. Ein beliebiges geeignetes Material kann zum Ausbilden des Substrats 48 verwendet werden, einschließlich unter anderem Stahl, Aluminium und Magnesium. Ein beliebiges geeignetes Polymermaterial kann ebenfalls zum Ausbilden des Substrats 48 verwendet werden, zum Beispiel silikonmodifizierte Polycarbonate, Nylon, Polyester, Polyphenylenoxid, Polypropylen und Polyurethan.
Das Abdeckglied 50 kann über dem Substrat 48 angeordnet sein und kann aus einem biegsamen oder im Wesentlichen steifen Material bestehen. Gemäß einer Ausführungsform besteht das Abdeckglied 50 aus einem flexiblen Material, das thermoplastisches Elastomer umfassen kann, wie etwa thermoplastisches Olefin oder thermoplastisches Urethan, Vinyl, Leder, Stoff oder andere Materialien, die dazu geeignet sind, eine flexible Schicht über dem Substrat 48 wie in der Technik bekannt bereitzustellen. Eine oder mehrere Zwischenkomponenten können zwischen dem Substrat 48 und dem Abdeckglied 50 angeordnet sein, die ebenfalls hinreichend flexibel sein können, so dass sie sich bei der Anwendung einer externen Kraft, wie etwa des durch die Hand eines Fahrzeuginsassen ausgeübten Druckes, verbiegen, um das Abdeckglied 50 und/oder Zwischenkomponenten wenn gewünscht zusammenzudrücken. Die Lenkradbaugruppe 12 kann zum Beispiel Zwischenkomponenten beinhalten, so dass das Lenkrad 16 wie in der Technik bekannt zum Wärmen und Kühlen der Hände eines Insassen während der Lenkung des Fahrzeugs 14 temperaturgeregelt sein kann.
Bei alternativen Ausführungsformen kann das Abdeckglied 50 aus einem im Wesentlichen steifen Material hergestellt sein. Gemäß einer Ausführungsform ist das Abdeckglied 50 als ein Furnier aus einem Holzmaterial konfiguriert. Es versteht sich, dass das Abdeckglied 50 aus einem beliebigen anderen zweckmäßigen Material konfiguriert sein kann, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Des Weiteren versteht es sich, dass das Abdeckglied 50 beliebige zusätzliche Schichten darauf beinhalten kann, um das Abdeckglied 50 zu schützen oder um ein gewünschtes ästhetisches Erscheinungsbild zu liefern.
Eine Lichtquelle 52 kann auf und/oder innerhalb der Lenkradbaugruppe 12 angeordnet sein. Wie veranschaulicht, ist die Lichtquelle 52 auf dem Kranz 24 angeordnet und zum Emittieren von Licht zu einem Insassen innerhalb des Fahrzeugs 14 ausgerichtet. Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Lichtquelle 52 eine flexible Leiterplatte (z.B. eine flexible Kupferschaltung), die mit einem Teil des Abdeckgliedes 50 gekoppelt, an diesem angebracht oder darunter angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung kann sich die flexible Leiterplatte zusammen mit der Krümmung des Kranzes 24 verbiegen, so dass es dem Beleuchtungssystem 10 ermöglicht wird, sich an die Kontur des Lenkrades 16 anzuschmiegen.
Eine photolumineszierende Struktur 62 kann auf der Lichtquelle 52 aufgebracht oder anderweitig darauf und/oder in der Nähe davon angeordnet sein. Eine oder mehrere Lichtquellen 52 können innerhalb des Beleuchtungssystems 10 angeordnet und dazu konfiguriert sein, Licht in Richtung eines Zielortes zu emittieren. Genauer gesagt kann von der Lichtquelle 52 in Richtung des Zielortes emittiertes Licht von der photolumineszierenden Struktur 62 umgewandelt und als Licht mit einer anderen Wellenlänge reemittiert werden, die typischerweise im sichtbaren Spektrum liegt. Gemäß der veranschaulichten Ausführungsform ist der Zielort ein Bereich, der in der Nähe des Lenkrades 16 angeordnet ist. Es wird angenommen, dass das Beleuchtungssystem 10 einen breiten Bereich von Zielorten haben kann, sodass das Beleuchtungssystem 10 für mehrere Funktionen verwendet werden kann. Beispielhafte Funktionen beinhalten Verwendung als eine Willkommens-/Abschiedslampe, eine Warnanzeige, Umgebungsbeleuchtung und/oder eine Lampe, die Informationen über Merkmale 148 (6) des Fahrzeugs 14 an dessen Insassen liefert.
Die Lichtquelle 52 kann an einen Teil des Lenkrades 16, wie etwa den Kranz 24, angespritzt oder anderweitig angebracht sein. Gemäß der in 2 veranschaulichten Ausführungsform werden der Kranz 24 und die Lichtquelle 52 gleichzeitig in einer Form platziert und ein Umspritzmaterial 66 wird über der Kombination aus dem Kranz 24 und der Lichtquelle 52 angeordnet. Bei Ausführungsformen, bei denen das Umspritzmaterial 66 unter Druck ausgehärtet wird, kann das Umspritzmaterial 66 in einem teilausgehärteten Zustand an dem Kranz 24 aufgetragen werden. Bei einer Ausführungsform beinhaltet der Umspritzprozess das Aufbringen des Umspritzmaterials 66 auf mindestens einen Teil der Kombination aus dem Kranz 24 und der Lichtquelle 52 durch Sprühen, Aufmalen, Eintauchen, Drucken, Laminieren oder Rollen, gefolgt vom Aushärten des Umspritzmaterials 66. Ein derartiger Prozess führt dazu, dass der Kranz 24 und die Lichtquelle 52 miteinander gekoppelt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann das Umspritzmaterial 66 ein Polymermaterial, Silikon, Urethanmaterial, Vinyl und/oder ein beliebiges anderes Material, das vorteilhaft oder strukturell geeignet für eine Platzierung innerhalb einer Zone ist, die regelmäßig in Kontakt mit Insassen des Fahrzeugs 14 kommt, beinhalten. Darüber hinaus kann bei manchen Ausführungsformen das Umspritzmaterial 66 transparent oder durchscheinend sein und kann lichtstreuende Eigenschaften bereitstellen. Es wird auch angenommen, dass bei manchen Ausführungsformen das Abdeckglied 50 und das Umspritzmaterial 66 dieselbe Komponente sein können oder sie integral miteinander ausgebildet sein können.
Mit Bezug auf die 3A–3E ist eine Querschnittsansicht der Lichtquelle 52, die zur Verwendung an einem Fahrzeug 14 mit einer externen photolumineszierenden Struktur 62 geeignet ist, gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Wie in 3A veranschaulicht, kann die Lichtquelle 52 eine gestapelte Anordnung aufweisen, die eine Lichterzeugungsbaugruppe 60, eine photolumineszierende Struktur 62, einen Sichtteil 64 und ein Umspritzmaterial 66 beinhaltet. Es versteht sich, dass der Sichtteil 64 und das Umspritzmaterial 66 zwei separate Komponenten sein können oder integral als eine einzige Komponente ausgebildet sein können.
Die Lichterzeugungsbaugruppe 60 kann einem Dünnfilm oder einer gedruckten Leuchtdioden(LED)-Baugruppe entsprechen und beinhaltet ein Basisglied 68 als ihre unterste Schicht. Das Basisglied 68 kann ein Polycarbonat-, Polymethylmethacrylat(PMMA)- oder Polyethylenterephthalat(PET)-Material oder ein beliebiges anderes in der Technik bekanntes Material mit einer Dicke in der Größenordnung von 0,005 bis 0,060 Zoll aufweisen und ist über der beabsichtigten Oberfläche des Fahrzeugs 14, auf der die Lichtquelle 52 aufgenommen werden soll (z.B. Kranz 24), angeordnet. Alternativ dazu kann das Basisglied 68, als eine Kostensparmaßnahme, direkt einer vorbestehenden Fahrzeugstruktur (z.B. dem Kranz 24, Außenverkleidungen und/oder Innenverkleidungen) entsprechen.
Die Lichterzeugungsbaugruppe 60 beinhaltet eine positive Elektrode 70, die über dem Basisglied 68 angeordnet ist. Die positive Elektrode 70 beinhaltet ein leitfähiges Epoxid, wie etwa unter anderem ein silberhaltiges oder kupferhaltiges Epoxid. Die positive Elektrode 70 ist mit mindestens einem Teil mehrerer LED-Quellen 72 elektrisch verbunden, die innerhalb einer Halbleiterdruckfarbe 74 angeordnet und über der positiven Elektrode 70 angebracht sind. Gleichermaßen ist eine negative Elektrode 76 ebenfalls mit mindestens einem Teil der LED-Quellen 72 elektrisch verbunden. Die negative Elektrode 76 ist über der Halbleiterdruckfarbe 74 angeordnet und beinhaltet ein transparentes oder durchscheinendes leitfähiges Material, wie etwa unter anderem Indiumzinnoxid. Zusätzlich dazu sind sowohl die positive als auch die negative Elektrode 70, 76 über eine jeweilige Sammelleitung 82, 84 und leitfähige Leitungen 86, 88 mit einer Steuerung 78 und einer Energiequelle 80 elektrisch verbunden. Die Sammelleitungen 82, 84 können entlang gegenüberliegender Kanten der positiven und der negativen Elektrode 70, 76 aufgedruckt sein, und die Verbindungspunkte zwischen den Sammelleitungen 82, 84 und den leitfähigen Leitungen 86, 88 können sich an gegenüberliegenden Ecken jeder Sammelleitung 82, 84 befinden, um entlang der Sammelleitungen 82, 84 eine gleichmäßige Stromverteilung zu fördern. Es versteht sich, dass die Ausrichtung von Komponenten innerhalb der Lichterzeugungsbaugruppe 60 bei alternativen Ausführungsformen abgeändert sein kann, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zum Beispiel kann die negative Elektrode 76 unterhalb der Halbleiterdruckfarbe 74 angeordnet sein und die positive Elektrode 70 kann über der zuvor genannten Halbleiterdruckfarbe 74 angeordnet sein. Gleichermaßen können zusätzliche Komponenten, wie etwa die Sammelleitungen 82, 84, ebenfalls in beliebiger Ausrichtung platziert sein, so dass die Lichterzeugungsbaugruppe 60 eingegebenes Licht 100 (3B) zu einer gewünschten Position emittieren kann.
Die LED-Quellen 72 können auf zufällige oder kontrollierte Weise innerhalb der Halbleiterdruckfarbe 74 dispergiert sein und können dazu konfiguriert sein, fokussiertes oder unfokussiertes Licht zu der photolumineszierenden Struktur 62 zu emittieren. Die LED-Quellen 72 können Mikro-LEDs aus Galliumnitrid-Elementen der Größenordnung von etwa 5 bis etwa 400 Mikrometer entsprechen und die Halbleiterdruckfarbe 74 kann verschiedene Bindemittel und dielektrische Materialien einschließlich, unter anderem, Gallium, Indium, Siliziumcarbid, Phosphor und/oder durchscheinende Polymerbindemittel beinhalten.
Die Halbleiterdruckfarbe 74 kann mittels verschiedener Druckprozesse, einschließlich Tintenstrahl- und Siebdruckprozessen auf einen oder mehrere ausgewählte Teile der positiven Elektrode 70 aufgebracht werden. Genauer gesagt, wird daran gedacht, dass die LED-Quellen 72 innerhalb der Halbleiterdruckfarbe 74 dispergiert sind und derart geformt und dimensioniert sind, dass sich eine wesentliche Menge der LED-Quellen 72 während der Abscheidung der Halbleiterdruckfarbe 74 an der positiven und der negativen Elektrode 70, 76 ausrichtet. Der Teil der LED-Quellen 72, die letztendlich mit der positiven und der negativen Elektrode 70, 76 verbunden sind, kann von einer Kombination der Sammelleitungen 82, 84, der Steuerung 78, der Energiequelle 80 und der leitfähigen Leitungen 86, 88 zum Leuchten gebracht werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Energiequelle 80 einer Fahrzeugenergiequelle 80 entsprechen, die mit 12 bis 16 V Gleichspannung arbeitet. Zusätzliche Informationen bezüglich des Aufbaus von Lichterzeugungsbaugruppen sind in der US-Patentveröffentlichung mit der Nr. 2014/0264396 A1 von Lowenthal et al. mit dem Titel „ULTRA-THIN PRINTED LED LAYER REMOVED FROM SUBSTRATE“, eingereicht am 12. März 2014, offenbart, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird.
Weiterhin mit Bezug auf 3A ist die photolumineszierende Struktur 62 als eine Beschichtung, eine Schicht, ein Film oder eine andere geeignete Abscheidung über der negativen Elektrode 76 angeordnet. Mit Bezug auf die vorliegend veranschaulichte Ausführungsform kann die photolumineszierende Struktur 62 als eine mehrschichtige Struktur angeordnet sein, die eine Energieumwandlungsschicht 90, eine optionale Stabilitätsschicht 92 und eine optionale Schutzschicht 94 beinhaltet.
Die Energieumwandlungsschicht 90 beinhaltet mindestens ein photolumineszierendes Material 96, das Energieumwandlungselemente mit phosphoreszierenden oder fluoreszierenden Eigenschaften aufweist. Das photolumineszierende Material 96 kann zum Beispiel organische oder anorganische Fluoreszenzfarbstoffe beinhalten, einschließlich Rylenen, Xanthenen, Porphyrinen, Phthalocyaninen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das photolumineszierende Material 96 Leuchtstoffe aus der Gruppe der Ce-dotierten Granate, wie etwa YAG:Ce, beinhalten. Die Energieumwandlungsschicht 90 kann unter Verwendung von verschiedenen Verfahren durch Dispergieren des photolumineszierenden Materials 96 in einer Polymermatrix hergestellt werden, um eine homogene Mischung zu bilden. Derartige Verfahren können Herstellen der Energieumwandlungsschicht 90 aus einer Formulierung in einem flüssigen Trägermedium und Auftragen der Energieumwandlungsschicht 90 auf die negative Elektrode 76 oder ein anderes gewünschtes Basisglied 68 beinhalten. Die Energieumwandlungsschicht 90 kann mittels Lackieren, Siebdruck, Flexodruck, Sprühen, Filmbeschichtung, Tauchlackierung, Walzenauftrag, Aufzugsrakelbeschichtung und/oder beliebige andere in der Technik bekannte Verfahren auf der negativen Elektrode 76 aufgebracht werden. Alternativ dazu kann die Energieumwandlungsschicht 90 durch Verfahren hergestellt werden, die kein flüssiges Trägermedium verwenden. Beispielsweise kann die Energieumwandlungsschicht 90 durch Dispergieren des photolumineszierenden Materials 96 in eine Festkörperlösung (homogene Mischung in einem Trockenzustand) ausgebildet werden, die in einer Polymermatrix enthalten sein kann, die durch Extrudieren, Spritzgießen, Formpressen, Kalandrieren, Thermoformen usw. ausgebildet werden kann.
Um das in der Energieumwandlungsschicht 90 enthaltene photolumineszierende Material 96 vor photolytischer und thermischer Degradation zu schützen, kann die photolumineszierende Struktur 62 die Stabilitätsschicht 92 beinhalten. Die Stabilitätsschicht 92 kann als eine separate Schicht konfiguriert sein, die optisch mit der Energieumwandlungsschicht 90 gekoppelt und haftend verbunden oder anderweitig mit ihr integriert ist. Die photolumineszierende Struktur 62 kann auch die Schutzschicht 94 beinhalten, die optisch mit der Stabilitätsschicht 92 oder einer anderen Schicht (zum Beispiel der Energieumwandlungsschicht 90, wenn die Stabilitätsschicht 92 nicht vorliegt) gekoppelt und haftend verbunden ist, um die photolumineszierende Struktur 62 vor durch Umweltaussetzung auftretendem physischem und chemischem Schaden zu schützen. Die Stabilitätsschicht 92 und/oder die Schutzschicht 94 kann/können durch sequenzielles Beschichten oder Aufdrucken jeder Schicht, durch sequenzielles Laminieren oder Prägen oder durch ein beliebiges anderes geeignetes Mittel mit der Energieumwandlungsschicht 90 kombiniert werden. Zusätzliche Informationen bezüglich des Aufbaus von photolumineszierenden Strukturen sind im US-Patent mit der Nr. 8,232,533 von Kingsley et al. 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 hiermit durch Bezug aufgenommen wird.
Im Betrieb ist das photolumineszierende Material 96 so formuliert, dass es beim Empfangen von eingegebenem Licht 100 (3B) einer spezifischen Wellenlänge von zumindest einem Teil der LED-Quellen 72 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeregt wird. Infolgedessen durchläuft das eingegebene Licht 100 einen Energieumwandlungsprozess und wird mit einer anderen Wellenlänge reemittiert. Gemäß einer Ausführungsform kann das photolumineszierende Material 96 so formuliert sein, eingegebenes Licht 100 in Licht mit einer größeren Wellenlänge umzuwandeln, anderweitig als Abwärtsumwandlung bekannt. Alternativ dazu kann das photolumineszierende Material 96 so formuliert sein, eingegebenes Licht 100 in Licht mit einer kürzeren Wellenlänge umzuwandeln, anderweitig als Aufwärtsumwandlung bekannt. Bei beiden Ansätzen kann Licht, das von dem photolumineszierenden Material 96 umgewandelt wurde, unmittelbar von der photolumineszierenden Struktur 62 ausgegeben 102 (3B) oder anderweitig in einer Energiekaskade verwendet werden, wobei das umgewandelte Licht als eingegebenes Licht dient, um eine andere Formulierung photolumineszierenden Materials 96, das sich innerhalb der Energieumwandlungsschicht 90 befindet, anzuregen, wodurch dann das nachfolgend umgewandelte Licht von der photolumineszierenden Struktur 62 ausgegeben oder als eingegebenes Licht verwendet werden kann und so weiter. Im Hinblick auf die vorliegend beschriebenen Energieumwandlungsprozesse ist der Wellenlängenunterschied zwischen dem eingegebenen Licht 100 und dem umgewandelten ausgegebenen Licht 102 als Stokes-Verschiebung bekannt und dient als der grundsätzliche Antriebsmechanismus für einen Energieumwandlungsprozess, der einer Änderung der Lichtwellenlänge entspricht.
Weiterhin mit Bezug auf 3A ist der Sichtteil 64 über der photolumineszierenden Struktur 62 angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen kann der Sichtteil 64 ein Kunststoff-, Silikon- oder Urethanmaterial beinhalten und ist um die photolumineszierende Struktur 62 und die Lichterzeugungsbaugruppe 60 gespritzt. Vorzugsweise sollte der Sichtteil 64 zumindest teilweise lichtdurchlässig sein. Auf diese Weise wird der Sichtteil 64 von der photolumineszierenden Struktur 62 beleuchtet werden, wann auch immer ein Energieumwandlungsprozess stattfindet. Zusätzlich dazu kann er auch durch Überziehen des Sichtteils 64 zum Schützen der photolumineszierenden Struktur 62 und der Lichterzeugungsbaugruppe 60 wirken. Der Sichtteil 64 kann in einer planaren Form und/oder einer gebogenen Form angeordnet sein, um sein Sichtbarkeitspotential zu verbessern, wenn er sich in einem lumineszierenden Zustand befindet. Ähnlich der photolumineszierenden Struktur 62 und der Lichterzeugungsbaugruppe 60 kann der Sichtteil 64 auch von einer dünnen Konstruktion profitieren, wodurch dabei geholfen wird, die Lichtquelle 52 in kleine Unterbringungsräume des Fahrzeugs 14 einzupassen.
Bei manchen Ausführungsformen kann eine Dekorschicht 98 zwischen dem Sichtteil 64 und der photolumineszierenden Struktur 62 angeordnet sein. Die Dekorschicht 98 kann ein Polymermaterial oder ein anderes geeignetes Material beinhalten und ist dazu konfiguriert, ein Erscheinungsbild des Sichtteils 64 der Lichtquelle 52 zu steuern oder zu modifizieren. Beispielsweise kann die Dekorschicht 98 dazu konfiguriert sein, dem Sichtteil 64 ein Erscheinungsbild eines Leders zu vermitteln, wenn sich der Sichtteil 64 in einem unbeleuchteten Zustand befindet. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Dekorschicht 98 in einer beliebigen Farbe getönt sein, um die Fahrzeugstruktur, an der die Lichtquelle 52 aufgenommen werden soll, zu komplementieren. Die Dekorschicht 98 kann zum Beispiel eine Farbe ähnlich zu der des Kranzes 24 besitzen, so dass das Beleuchtungssystem 10 im Wesentlichen verborgen ist, wenn es sich in einem unbeleuchteten Zustand befindet. Alternativ dazu kann die Dekorschicht 98 Kennzeichen 44 und/oder ein Emblem bereitstellen, so dass die Dekorschicht 98 und die Kennzeichen 44 durch die Lichterzeugungsbaugruppe 60 hinterleuchtet und/oder anderweitig beleuchtet sein können. Auf jeden Fall sollte die Dekorschicht 98 zumindest teilweise lichtdurchlässig sein, so dass die photolumineszierende Struktur 62 nicht daran gehindert wird, den Sichtteil 64 zu beleuchten, wann auch immer ein Energieumwandlungsprozess stattfindet.
Das Umspritzmaterial 66 ist um die Lichterzeugungsbaugruppe 60 und die photolumineszierende Struktur 62 herum angeordnet und kann integral mit dem Sichtteil 64 ausgebildet sein. Das Umspritzmaterial 66 kann die Lichterzeugungsbaugruppe 60 vor physischem und chemischem Schaden schützen, der durch Umweltaussetzung entsteht. Das Umspritzmaterial 66 kann eine Viskoelastizität (d.h. sowohl Viskosität als auch Elastizität aufweisend), einen geringen Elastizitätsmodul und/oder eine hohe Bruchdehnung im Vergleich zu anderen Materialien aufweisen, so dass das Umspritzmaterial 66 die Lichterzeugungsbaugruppe 60 schützen kann, wenn mit dieser Kontakt gemacht wird. Das Umspritzmaterial 66 kann zum Beispiel die Lichterzeugungsbaugruppe 60 vor dem wiederholten Kontakt schützen, der auftreten kann, wenn die Insassen die Lenkradbaugruppe 12, die das vorliegend beschriebene Beleuchtungssystem 10 einsetzt, nutzen.
Bei manchen Ausführungsformen kann die photolumineszierende Struktur 62 separat und entfernt von der Lichterzeugungsbaugruppe 60 eingesetzt werden. Beispielsweise kann die photolumineszierende Struktur 62 auf einer Fahrzeugkomponente oder einer Oberfläche in der Nähe, aber nicht in physischem Kontakt mit, der Lichterzeugungsbaugruppe 60 positioniert sein, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Es versteht sich, dass bei Ausführungsformen, bei denen die photolumineszierende Struktur 62 in bestimmte Komponenten separat von der Lichtquelle 52 integriert ist, die Lichtquelle 52 weiterhin die gleiche oder eine ähnliche Struktur wie die mit Bezug auf 3A beschriebene Lichtquelle 52 haben kann.
Mit Bezug auf 3B wird ein Energieumwandlungsprozess 104 zum Erzeugen von Einfarbenlumineszenz gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Zum Zwecke der Veranschaulichung wird der Energieumwandlungsprozess 104 nachfolgend unter Verwendung der in 3A abgebildeten Lichtquelle 52 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform beinhaltet die Energieumwandlungsschicht 90 der photolumineszierenden Struktur 62 ein einziges photolumineszierendes Material 96, das dazu konfiguriert ist, eingegebenes Licht 100, das von den LED-Quellen 72 empfangen wird, in ausgegebenes Licht 102 umzuwandeln, das eine andere Wellenlänge aufweist als die mit dem eingegebenen Licht 100 assoziierte. Genauer gesagt ist das photolumineszierende Material 96 so formuliert, ein Absorptionsspektrum aufzuweisen, das die Emissionswellenlänge des eingegebenen Lichts 100, das von den LED-Quellen 72 geliefert wird, beinhaltet. Das photolumineszierende Material 96 ist auch so formuliert, dass es eine Stokes-Verschiebung aufweist, die zu dem umgewandelten sichtbaren ausgegebenen Licht 102 mit einem Emissionsspektrum führt, das sich in einer gewünschten Farbe ausdrückt, die sich je nach Beleuchtungsanwendung ändern kann. Das umgewandelte sichtbare ausgegebene Licht 102 wird von der Lichtquelle 52 über den Sichtteil 64 ausgegeben, wodurch der Sichtteil 64 in der gewünschten Farbe leuchtet. Bei einer Ausführungsform wird der Energieumwandlungsprozess 104 durch Abwärtsumwandlung ausgeführt, wobei das eingegebene Licht 100 Licht vom unteren Ende des sichtbaren Spektrums beinhaltet, wie etwa blaues, violettes oder ultraviolettes Licht (UV-Licht). Hierdurch wird es möglich, blaue, violette oder UV-LEDs als die LED-Quellen 72 zu verwenden, was einen relativen Kostenvorteil gegenüber dem einfachen Verwenden von LEDs der gewünschten Farbe und vollständigem Weglassen des Energieumwandlungsprozesses bietet. Ferner kann die von dem Sichtteil 64 bereitgestellte Beleuchtung ein einmaliges, im Wesentlichen gleichmäßiges und/oder attraktives Betrachtungserlebnis bieten, das mittels nicht-photolumineszierender Mittel schwerlich zu duplizieren sein kann.
Mit Bezug auf 3C wird ein zweiter Energieumwandlungsprozess 106 zum Erzeugen mehrerer Lichtfarben gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Zum Zwecke der Einheitlichkeit wird der zweite Energieumwandlungsprozess 106 nachfolgend ebenfalls unter Verwendung der in 3A abgebildeten Lichtquelle 52 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform beinhaltet die Energieumwandlungsschicht 90 das erste und das zweite photolumineszierende Material 96, 108, die innerhalb der Energieumwandlungsschicht 90 eingestreut sind. Alternativ dazu können die photolumineszierenden Materialien 96, 108, wenn gewünscht, voneinander isoliert sein. Auch versteht es sich, dass die Energieumwandlungsschicht 90 mehr als zwei verschiedene photolumineszierende Materialien 96, 108 beinhalten kann, wobei in diesem Fall die vorliegend bereitgestellten Konzepte gleichermaßen anwendbar sind. Bei einer Ausführungsform tritt der zweite Energieumwandlungsprozess 106 mittels Abwärtsumwandlung unter Verwendung von blauem, violettem und/oder UV-Licht als die Anregungsquelle auf.
Bezüglich der vorliegend veranschaulichten Ausführungsform ist die Anregung der photolumineszierenden Materialien 96, 108 gegenseitig ausschließend. Das bedeutet, dass die photolumineszierenden Materialien 96, 108 so formuliert sind, nichtüberlappende Absorptionsspektren und Stokes-Verschiebungen aufzuweisen, die verschiedene Emissionsspektren ergeben. Auch sollte beim Formulieren der photolumineszierenden Materialien 96, 108 besondere Sorgfalt auf das Auswählen der assoziierten Stokes-Verschiebungen angewendet werden, so dass das umgewandelte ausgegebene Licht 102, das von einem der photolumineszierenden Materialien 96, 108 emittiert wird, das andere nicht anregt, es sei denn, dass dies gewünscht ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein erster Teil der LED-Quellen 72, beispielhaft als LED-Quellen 72a dargestellt, dazu konfiguriert, ein eingegebenes Licht 100 mit einer Emissionswellenlänge zu emittieren, die nur das photolumineszierende Material 96 anregt, und dazu führt, dass das eingegebene Licht 100 in ein sichtbares ausgegebenes Licht 102 einer ersten Farbe (z.B. Weiß) umgewandelt wird. Gleichermaßen ist ein zweiter Teil der LED-Quellen 72, beispielhaft als LED-Quellen 72b dargestellt, dazu konfiguriert, ein eingegebenes Licht 100 mit einer Emissionswellenlänge zu emittieren, die nur das zweite photolumineszierende Material 108 anregt, und dazu führt, dass das eingegebene Licht 100 in ein sichtbares ausgegebenes Licht 102 einer zweiten Farbe (z.B. Rot) umgewandelt wird. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Farbe visuell voneinander unterscheidbar. Auf diese Weise können die LED-Quellen 72a und 72b unter Verwendung der Steuerung 78 gezielt aktiviert werden, damit die photolumineszierende Struktur 62 in einer Vielfalt von Farben luminesziert. Die Steuerung 78 kann zum Beispiel nur die LED-Quellen 72a aktivieren, damit ausschließlich das photolumineszierende Material 96 angeregt wird, was zum Leuchten des Sichtteils 64 in der ersten Farbe führt. Alternativ dazu kann die Steuerung 78 nur die LED-Quellen 72b aktivieren, damit ausschließlich das zweite photolumineszierende Material 108 angeregt wird, was zum Leuchten des Sichtteils 64 in der zweiten Farbe führt.
Bei einer weiteren Alternative kann die Steuerung 78 die LED-Quellen 72a und 72b gemeinsam aktivieren, was dazu führt, dass beide photolumineszierenden Materialien 96, 108 angeregt werden, was zum Leuchten des Sichtteils 64 in einer dritten Farbe führt, die eine Farbmischung der ersten und zweiten Farbe ist (z.B. Rosa). Die von jeder der Lichtquellen 72a, 72d emittierten Intensitäten des eingegebenen Lichts 100 können auch untereinander proportional variiert werden, so dass zusätzliche Farben erhalten werden können. Bei Energieumwandlungsschichten 90, die mehr als zwei unterscheidbare photolumineszierende Materialien 96, 108 enthalten, kann eine größere Farbenvielfalt erreicht werden. Angedachte Farben beinhalten Rot, Grün, Blau und Kombinationen davon, einschließlich Weiß, die alle durch Auswählen der geeigneten photolumineszierenden Materialien und richtiges Manipulieren deren entsprechender LED-Quellen 72 erreicht werden können.
Mit Bezug auf 3D beinhaltet ein dritter Energieumwandlungsprozess 110 eine Lichterzeugungsbaugruppe 60, wie etwa die unter Bezugnahme auf 3A beschriebene, und eine photolumineszierende Struktur 62, die darauf angeordnet ist, wird gemäß einer alternativen Ausführungsform veranschaulicht. Die photolumineszierende Struktur 62 ist dazu konfiguriert, eingegebenes Licht 100, das von den LED-Quellen 72 empfangen wird, in ein sichtbares ausgegebenes Licht 102 umzuwandeln, das eine andere Wellenlänge als die mit dem eingegebenen Licht 100 assoziierte aufweist. Genauer gesagt ist die photolumineszierende Struktur 62 so formuliert, ein Absorptionsspektrum aufzuweisen, das die Emissionswellenlänge des eingegebenen Lichts 100, das von den LED-Quellen 72 geliefert wird, beinhaltet. Das photolumineszierende Material 96 ist auch so formuliert, dass es eine Stokes-Verschiebung aufweist, die zu dem umgewandelten sichtbaren ausgegebenen Licht 102 mit einem Emissionsspektrum führt, das sich in einer gewünschten Farbe ausdrückt, die sich je nach Beleuchtungsanwendung ändern kann.
Es ist möglich, die photolumineszierende Struktur 62 nur auf einen Teil der Lichterzeugungsbaugruppe 60 aufzubringen, beispielsweise auf eine streifenartige Weise. Zwischen den photolumineszierenden Strukturen 62 können sich lichtdurchlässige Teile 112 befinden, die es von den LED-Quellen 72 emittiertem eingegebenem Licht 100 ermöglichen, bei der ersten Wellenlänge durch diese hindurchzugehen. Die lichtdurchlässigen Teile 112 können ein offener Raum oder ein transparentes oder durchscheinendes Material sein. Das durch die lichtdurchlässigen Teile 112 emittierte eingegebene Licht 100 kann von der Lichterzeugungsbaugruppe 60 zu einer zweiten photolumineszierenden Struktur 132 (5) gerichtet werden, die in der Nähe der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeordnet ist. Die zweite photolumineszierende Struktur 132 kann dazu konfiguriert sein, als Reaktion auf das eingegebene Licht 100, das durch die lichtdurchlässigen Teile 112 gerichtet ist, zu lumineszieren.
Mit Bezug auf 3E wird ein vierter Energieumwandlungsprozess 114 zum Erzeugen mehrerer Lichtfarben, der die Lichterzeugungsbaugruppe 60, wie etwa die unter Bezugnahme auf 3A beschriebene, und eine darauf angeordnete photolumineszierende Struktur 62 verwendet, veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist die photolumineszierende Struktur 62 über einem oberen Teil der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeordnet. Die Anregung des photolumineszierenden Materials 96 ist derart formuliert, dass ein Teil des von den LED-Quellen 72 emittierten eingegebenen Lichts 100 durch die photolumineszierende Struktur 62 bei der ersten Wellenlänge hindurchgeht (d.h. das von der Lichtquelle 52 emittierte eingegebene Licht 100 wird nicht von der photolumineszierenden Struktur 62 umgewandelt). Die Intensität des emittierten eingegebenen Lichts 100 kann durch Pulsbreitenmodulation oder Stromsteuerung modifiziert werden, so dass die Menge des von den LED-Quellen 72 emittierten eingegebenen Lichts 100, das durch die photolumineszierende Struktur 62 hindurchgeht, ohne in eine zweite ausgegebene Wellenlänge 102 umgewandelt zu werden, variiert wird. Beispielsweise kann, falls die Lichtquelle 52 dazu konfiguriert ist, eingegebenes Licht 100 mit einem niedrigen Pegel zu emittieren, im Wesentlichen sämtliches eingegebenes Licht 100 in die zweite Wellenlänge des ausgegebenen Lichts 102 umgewandelt werden. Bei dieser Konfiguration kann eine Farbe des ausgegebenen Lichts 102, das der photolumineszierenden Struktur 62 entspricht, von der Lichterzeugungsbaugruppe 60 emittiert werden. Falls die Lichtquelle 52 dazu konfiguriert ist, eingegebenes Licht 100 mit einem hohen Pegel auszugeben, kann nur ein Teil der ersten Wellenlänge von der photolumineszierenden Struktur 62 umgewandelt werden. Bei dieser Konfiguration kann ein erster Teil des eingegebenen Lichts 100 von der photolumineszierenden Struktur 62 umgewandelt werden und ein zweiter Teil des eingegebenen Lichts 100 kann von der Lichterzeugungsbaugruppe 60 mit einer ersten Wellenlänge zu zusätzlichen photolumineszierenden Strukturen 132, die in der Nähe der Lichtquelle 52 angeordnet sind, emittiert werden. Die zusätzlichen photolumineszierenden Strukturen 132 können als Reaktion auf das von der Lichtquelle 52 emittierte eingegebene Licht 100 lumineszieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein erster Teil der LED-Quellen 72, beispielhaft als LED-Quellen 72a dargestellt, dazu konfiguriert, ein eingegebenes Licht 100 mit einer Wellenlänge zu emittieren, die das photolumineszierende Material 96 innerhalb der photolumineszierenden Struktur 62 anregt, und dazu führt, dass das eingegebene Licht 100 in ein sichtbares ausgegebenes Licht 102 einer ersten Farbe (z.B. Weiß) umgewandelt wird. Gleichermaßen ist ein zweiter Teil der LED-Quellen 72, beispielhaft als LED-Quellen 72c dargestellt, dazu konfiguriert, ein eingegebenes Licht 100 mit einer Wellenlänge zu emittieren, die durch die photolumineszierende Struktur 62 hindurchgeht und zusätzliche photolumineszierende Strukturen 132, die in der Nähe des Beleuchtungssystems 10 angeordnet sind, anregt, wodurch diese in einer zweiten Farbe leuchten. Die erste und die zweite Farbe können visuell voneinander unterscheidbar sein. Auf diese Weise können die LED-Quellen 72a und 72c unter Verwendung der Steuerung 78 gezielt aktiviert werden, so dass veranlasst wird, dass das Beleuchtungssystem 10 in einer Vielfalt von Farben luminesziert.
Die Lichterzeugungsbaugruppe 60 kann auch Optiken 116 beinhalten, die dazu konfiguriert sind, eingegebenes Licht 100, das von den LED-Quellen 72a, 72c emittiert wird, und das ausgegebene Licht 102, das von der photolumineszierenden Struktur 62 emittiert wird, auf vordefinierte Positionen zu richten. Zum Beispiel kann das eingegebene Licht 100, das von den LED-Quellen 72a, 72c und der photolumineszierenden Struktur 62 emittiert wird, auf ein gewünschtes Merkmal 148 (6) und/oder eine Position in der Nähe der Lichtquelle 52 gerichtet und/oder darauf fokussiert werden.
Mit Bezug auf 4 ist eine Lichterzeugungsbaugruppe 60 gemäß einer Ausführungsform in einer Draufsicht veranschaulicht, die quer entlang der Lichterzeugungsbaugruppe 60 verschiedene Arten und Konzentrationen von LED-Quellen 72a, 72d aufweist. Wie veranschaulicht, beinhaltet ein erster Teil 118 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 LED-Quellen 72a, die dazu konfiguriert sind, ein eingegebenes Licht 100 mit einer Emissionswellenlänge in einem ersten Farbspektrum (z.B. Weiß) zu emittieren. Gleichermaßen beinhaltet ein zweiter Teil 120 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 LED-Quellen 72d, die dazu konfiguriert sind, ein eingegebenes Licht 100 mit einer Emissionswellenlänge in einem zweiten Farbspektrum (z.B. Rot) zu emittieren. Der erste und der zweite Teil 118, 120 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 können durch isolierende, oder nichtleitende, Sperren 122 von in der Nähe angeordneten Teilen durch beliebige in der Technik bekannte Mittel getrennt sein, so dass jeder Teil 118, 120 unabhängig von jedem anderen Teil 118, 120 leuchten kann. Ferner kann jeder Teil 118, 120, der innerhalb der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeordnet ist, eine jeweilige Sammelleitung 82, 84, 124, 126, 128, 130 beinhalten, die mit der Steuerung 78 gekoppelt und dazu konfiguriert sind, jeden jeweiligen Teil 118, 120 leuchten zu lassen. Es versteht sich, dass die Sammelleitungen 82, 84, 124, 126, 128, 130 mit jedem Teil 118, 120 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 bei alternativen Ausführungsformen an gegenüberliegenden Seiten, wie oben beschrieben, gekoppelt sein können.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Farbe visuell voneinander unterscheidbar. Auf diese Weise können die LED-Quellen 72a und 72d unter Verwendung der Steuerung 78 gezielt aktiviert werden, damit die LED-Quellen 72a, 72d in einer Vielfalt von Farben leuchten. Zum Beispiel kann die Steuerung 78 nur die LED-Quellen 72a aktivieren, um ausschließlich einen Teil 118 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 in der ersten Farbe leuchten zu lassen. Alternativ dazu kann die Steuerung 78 nur die LED-Quellen 72d aktivieren, um ausschließlich einen Teil 120 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 in der zweiten Farbe leuchten zu lassen. Es versteht sich, dass die Lichterzeugungsbaugruppe 60 eine beliebige Anzahl von Teilen 118, 120 mit verschiedenen LED-Quellen 72a, 72d, die in einer beliebigen gewünschten Farbe leuchten können, beinhalten kann. Darüber hinaus versteht es sich, dass die Teile mit verschiedenen LED-Quellen 72a, 72d in einer beliebigen zweckmäßigen Art und Weise ausgerichtet sein können und nicht aneinander angrenzend angeordnet sein müssen.
Die Halbleiterdruckfarbe 74 kann auch verschiedene Konzentrationen von LED-Quellen 72a, 72d enthalten, so dass die Dichte der LED-Quellen 72a, 72d oder die Anzahl von LED-Quellen 72a, 72d pro Flächeneinheit für verschiedene Beleuchtungsanwendungen eingestellt werden kann. Bei manchen Ausführungsformen kann die Dichte der LED-Quellen 72a, 72d über die Länge der Lichtquelle 52 variieren. Zum Beispiel kann ein Mittelteil 120 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 eine höhere Dichte an LED-Quellen 72 als die Peripherieteile 118 aufweisen, oder umgekehrt. Bei derartigen Ausführungsformen kann die Lichtquelle 52 heller erscheinen oder eine größere Leuchtdichte aufweisen, um vordefinierte Positionen bevorzugt zu beleuchten. Bei anderen Ausführungsformen kann die Dichte der LED-Quellen 72a, 72d mit wachsender Entfernung von einem vorgewählten Punkt zu- oder abnehmen.
Mit Bezug auf die 5A und 5B ist das Beleuchtungssystem 10 dazu konfiguriert, an den Kranz 24 des Lenkrades 16 gemäß einer Ausführungsform angebracht zu werden. Wie veranschaulicht, emittiert die Lichterzeugungsbaugruppe 60 einen wesentlichen Teil des eingegebenen Lichts 100 und des ausgegebenen Lichts 102 in einer Ausrichtung nach hinten bezüglich des Fahrzeugs 14. Allerdings ist angedacht, dass das eingegebene Licht 100 in eine beliebige gewünschte Richtung innerhalb des Fahrzeugs 14 in Abhängigkeit von der Struktur und Platznutzung der Lenkradbaugruppe 12 geleitet werden kann.
Eine photolumineszierende Struktur 62 ist mit der Lichtquelle 52 funktionsfähig gekoppelt. Gemäß einer Ausführungsform kann die Lichtquelle 52 zum Beispiel unter dem Abdeckglied 50 angeordnet sein. Eine photolumineszierende Struktur 62 kann innerhalb des Materials des Abdeckgliedes 50 angeordnet und mit der Lichtquelle 52 funktionsfähig gekoppelt sein. Infolgedessen kann der Teil des Abdeckgliedes 50, der die photolumineszierende Struktur 62 enthält, durch die Lichtquelle 52 angeregt werden und umgewandeltes ausgegebenes Licht 102 emittieren.
Das Beleuchtungssystem 10 kann ferner eine Benutzerschnittstelle 134 beinhalten, die in der Nähe des Beleuchtungssystems 10 oder an einer beliebigen anderen gewünschten Position innerhalb eines Fahrzeugs 14 angeordnet ist. Die Benutzerschnittstelle 134 kann so konfiguriert sein, dass ein Benutzer die Lichtwellenlänge steuern kann, die von den LED-Quellen 72a und/oder den LED-Quellen 72d, die beleuchtet sind, emittiert wird. Alternativ dazu kann die Benutzerschnittstelle 134 verwendet werden, um das Beleuchtungssystem 10 durch mehrere Modi und/oder Funktionen zu schalten. Die Benutzerschnittstelle 134 kann eine beliebige in der Technik bekannte Art von Steuerung zum Steuern der Lichtquelle 52 verwenden, wie etwa unter anderem Schalter (z.B. Annäherungssensoren, Drucktasten), und kann an einer beliebigen zweckmäßigen Position angeordnet sein. Beispielsweise kann die Benutzerschnittstelle 134 an einer der Speichen 26 angeordnet sein.
Mit Bezug auf 5A ist die Lichterzeugungsbaugruppe 60 mit fünf Teilen 54a, 54b, 54c, 54d, 54e veranschaulicht. Jeder Teil 54a, 54b, 54c, 54d, 54e kann einzeln und in mehreren Farben und Intensitäten, wie vorliegend beschrieben, leuchten. Eine derartige Konfiguration kann ermöglichen, dass das Beleuchtungssystem 10 als eine Blinkerbenachrichtigung verwendet wird, die einen Insassen über eine Fahrzeugblinkerstellung benachrichtigt. Dementsprechend kann jeder Teil 54a, 54b, 54c, 54d, 54e sequenziell leuchten, um eine gerichtete Benachrichtigung des Positionszustandes des Fahrzeugblinkers bereitzustellen. Genauer gesagt kann ein Teil 54a zuerst leuchten, gefolgt von Teil 54b, Teil 54c, Teil 54d und abschließend mit Teil 54e. Jeder zuvor beleuchtete Teil 54a, 54b, 54c, 54d kann seinen beleuchteten Zustand beibehalten, während jeder sequenzielle Teil beleuchtet wird. Alternativ dazu kann jeder Teil 54a, 54b, 54c, 54d, 54e in einen unbeleuchteten Zustand zurückkehren, wenn der folgende Teil leuchtet. Darüber hinaus kann die sequenzielle Beleuchtung des Beleuchtungssystems 10 kontinuierlich wiederholt werden, bis der Fahrzeugblinker zu einer neutralen Stellung zurückkehrt. Es versteht sich, dass das oben beschriebene Beispiel nicht einschränkend ist und dass ein beliebiges Beleuchtungsmuster für mehrere fahrzeugbezogene Bedingungen verwendet werden kann, ohne von den vorliegend bereitgestellten Konzepten abzuweichen.
Die in 5A veranschaulichte Ausführungsform kann auch zusammen mit einem bordeigenen Fahrzeug-GPS(Global Positioning System) benutzt werden. Falls zum Beispiel ein Fahrzeug 14 eine gewünschte Position aufweist, kann das GPS Teile der Lichtquelle 52 leuchten lassen, so dass der Fahrer über eine empfohlene Richtungsänderung des Fahrzeugs 14 durch die Verwendung eines beliebigen Beleuchtungsmusters (z.B. sequenzieller Beleuchtung mehrerer Teile) benachrichtigt wird. Es versteht sich, dass die Lichterzeugungsbaugruppe 60 zum Bereitstellen einer beliebigen gewünschten Benachrichtigung an den Insassen zusammen mit einem anderen System innerhalb des Fahrzeugs 14 benutzt werden kann. Das Beleuchtungssystem 10 kann zum Beispiel auch durch ein Fahrzeugrückfahrunterstützungs- oder Anhängerrückfahrunterstützungssystem zum Benachrichtigen der Insassen über eine empfohlene Drehänderung des Lenkrades 16 benutzt werden. Darüber hinaus können mehrere Teile (z.B. 54a, 54b, 54c, 54d, 54e (5A)) teilweise oder völlig den Umfang des Kranzes 24 umschließen und können ein empfohlenes Ausmaß der Drehung an den Insassen basierend auf der Anzahl oder den Teilen und/oder der Intensität beleuchteter Teile um den Kranz 24 repräsentieren. Genauer gesagt, falls ein Fahrer das Lenkrad 16 um neunzig Grad im Uhrzeigersinn drehen sollte, kann ein Viertel des Kranzes 24 leuchten, wodurch der Drehbetrag repräsentiert wird. Ferner kann jeder Teil erlöschen, wenn sich das Lenkrad 16 dreht, wodurch der abnehmende Drehbetrag, der notwendig ist, so dass der ursprünglich gewünschte Winkel akkumuliert wird, repräsentiert wird. Es ist ebenfalls angedacht, dass ein Symbol 56 (z.B. Pfeile) auf einer beliebigen Komponente des Lenkrades 16 angeordnet sein kann und ein photolumineszierendes Material 96 enthalten oder durch die Lichterzeugungsbaugruppe 60 hinterleuchtet sein kann, so dass zusätzliche Informationen an den Insassen des Fahrzeugs 14 gegeben werden können.
Mit Bezug auf 5B ist das Beleuchtungssystem 10 als eine Tankanzeige 140 veranschaulicht, die dem Anteil von in einem Kraftstofftank des Fahrzeugs 14 befindlichen Kraftstoff entspricht. So, wie die Kraftstoffmenge im Fahrzeug 14 aufgebraucht wird, können die Teile 58a, 58b, 58c, 58d, 58e der Lichtquelle 52 erlöschen.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Lichterzeugungsbaugruppe 60 auch manche oder alle Teile davon beleuchten, wenn das Fahrzeug 14 ein Problem mit einem Teil des Fahrzeugs 14 erfasst. Sobald zum Beispiel der Kraftstoff unter einen vorbestimmten Teil aufgebraucht ist, kann ein Teil der Lichterzeugungsbaugruppe 60 aufleuchten, so dass ein Insasse erkennen kann, dass eine Handlung notwendig ist. Beispielhafte Probleme, die die Warnanzeige auslösen können, beinhalten niedrigen Reifendruck, niedrigen Öldruck, niedrige Batterieleistung und/oder eine beliebige andere Systemstörung an Bord des Fahrzeugs 14.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das Fahrzeug 14 mit einem beheizten und/oder gekühlten Lenkrad 16 wie in der Technik bekannt ausgestattet sein. Das Beleuchtungssystem 10 kann dazu konfiguriert sein, in einer ersten Farbe (z.B. Blau) zu leuchten, wenn das Lenkrad 16 gekühlt wird. Auf ähnliche Weise kann das Lenkrad 16 dazu konfiguriert sein, in einer zweiten Farbe (z.B. Rot) zu leuchten, wenn das Lenkrad 16 beheizt wird.
Mit Bezug auf 6 ist eine erste photolumineszierende Struktur 62 auf der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeordnet und eine zweite photolumineszierende Struktur 132 ist auf einem Merkmal 148 des Fahrzeugs 14 angeordnet, wie etwa einem Teil der Instrumentengruppe 28 und/oder der Instrumententafel 18. Wie oben beschrieben, wandelt der Teil der Lichterzeugungsbaugruppe 60, auf dem sich die photolumineszierende Struktur 62 befindet, eingegebenes Licht 100 in ausgegebenes Licht 102 einer unterschiedlichen Wellenlänge um. Ein zweiter Teil der Lichterzeugungsbaugruppe 60 emittiert eingegebenes Licht 100, das dann durch die zweite photolumineszierende Struktur 132 auf der Instrumentengruppe 28 in ein ausgegebenes Licht 102 einer anderen Wellenlänge umgewandelt wird. Das ausgegebene Licht 102 kann als ein Willkommens-/Abschiedssequenzlicht, ein Umgebungslicht, zum Beleuchten eines beliebigen Innenmerkmals 148 des Fahrzeugs 14 und/oder als eine Warnanzeige verwendet werden.
Weiterhin mit Bezug auf 6 können zwei Lichterzeugungsbaugruppen 60 an zwei gegenüberliegenden Seiten des Kranzes 24 angeordnet sein, die integral als eine einzige Komponente ausgebildet oder einzeln an dem Kranz 24 angebracht sein können. Die erste Lichterzeugungsbaugruppe 60 weist eine photolumineszierende Struktur 62 zum Emittieren von umgewandeltem Licht zu Insassen des Fahrzeugs 14 auf ihr auf. Die zweite Lichterzeugungsbaugruppe 60 kann an dem in Fahrtrichtung vorderen Teil des Kranzes 24 angeordnet sein. Ein erster Teil von von der zweiten Lichterzeugungsbaugruppe 60 emittiertem Licht kann durch eine photolumineszierende Struktur 62, die sich auf dieser befindet, umgewandelt werden, wodurch Umgebungslicht bereitgestellt und/oder das Lenkrad 16 hinterleuchtet wird. Ein zweiter Teil von von der zweiten Lichterzeugungsbaugruppe 60 emittiertem Licht kann zu einem Merkmal 148 gerichtet sein, das sich in Fahrtrichtung vor dem Lenkrad 16, das eine zweite photolumineszierende Struktur 62 darauf aufweist, befindet, wie etwa einem Teil der Instrumentengruppe 28. Die zweite photolumineszierende Struktur 132 kann als Reaktion auf eingegebenes Licht 100 leuchten, das von der zweiten Lichterzeugungsbaugruppe 60 als Reaktion auf vordefinierte Bedingungen wie vorliegend beschrieben emittiert wurde. Dementsprechend kann die Lichtquelle 52 eine erste Krümmung, die im Wesentlichen mit dem Radius des Kranzes 24 übereinstimmt, und eine zweite, transversale Krümmung, die im Wesentlichen mit einer Querschnittsform des Substrats 48 übereinstimmt, das den Kranz 24 ausbildet, aufweisen.
Wie in 6 veranschaulicht, kann die Lichterzeugungsbaugruppe 60 an einer oberen Oberfläche des Kranzes 24 angebracht, mit ihr gekoppelt und/oder daran umspritzt sein. Daher kann die Lichterzeugungsbaugruppe 60 bündig an der oberen Oberfläche des Kranzes 24 befestigt und dadurch teilweise vor dem Blick von Insassen im unbeleuchteten Zustand verborgen sein. Gemäß einer Ausführungsform weisen das Beleuchtungssystem 10 und/oder eine oder mehrere Komponenten davon eine weiche, verformbare Kapselung auf, damit sowohl das Beleuchtungssystem 10 geschützt als auch ein Durchbiegen von Teilen des Beleuchtungssystems 10 begrenzt wird. Beispielhafte Materialien, die verwendet werden können, beinhalten unter anderem Polyvinylchlorid, vulkanisiertes thermoplastisches Elastomer und Polyester-Elastomer.
Es wird in Betracht gezogen, dass die Verwendung einer zweiten photolumineszierenden Struktur 132 in der Nähe des Beleuchtungssystems 10 an einer beliebigen gewünschten Position veranlasst werden kann und nicht auf die Instrumentengruppe 28 eingeschränkt ist. Beispielsweise kann die zweite photolumineszierende Struktur 132 auf einer Kopfstütze angeordnet und dazu konfiguriert sein, bei schwachem Licht einen Teil davon zu beleuchten. Zusätzlich dazu kann die zweite photolumineszierende Struktur 132 auch Sicherheitsvorteile bieten, wie etwa Benachrichtigen eines einsteigenden Insassen über spezifische Merkmale 148 innerhalb des Fahrzeugs 14.
Mit Bezug auf 7 ist eine alternative Ausführungsform des Beleuchtungssystems 10 veranschaulicht. Wie veranschaulicht, ist die photolumineszierende Struktur 62 auf dem Kranz 24 des Lenkrades 16 angeordnet. Eine Lichtquelle 52 ist von dem Fahrgastraum getrennt und in einem Teil dessen angeordnet. Die Lichtquelle 52 kann zum Beispiel in einer A-Säule 136 des Fahrzeugs 14 oder in einer Dachauskleidung 138 des Fahrzeugs 14 angeordnet sein. Es versteht sich jedoch, dass die Lichtquelle 52 an einer beliebigen Stelle angeordnet sein kann, so dass die Lichtquelle 52 zu der Lenkradbaugruppe 12 gerichtet sein kann. Das eingegebene Licht 100 kann eine erste Wellenlänge besitzen, die dazu konfiguriert ist, die photolumineszierende Struktur 62 auf dem Kranz 24 anzuregen. Als Reaktion darauf kann die photolumineszierende Struktur 62 mit einer zweiten Wellenlänge von ausgegebenem Licht 102 leuchten. Bei manchen Ausführungsformen können mehrere photolumineszierende Materialien 96 auf dem Kranz 24 angeordnet sein, die dazu konfiguriert sind, in einer breiten Vielfalt von Farben zu leuchten, so dass eine einzige Lichtquelle 52 mit mehreren Wellenlängen fähig sein kann, eine Beleuchtung des Kranzes 24 in mehreren Farben zu erzeugen.
Mit Bezug auf 8 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 14 allgemein dargestellt, in dem das Beleuchtungssystem 10 implementiert ist. Das Beleuchtungssystem 10 beinhaltet eine Steuerung 78, die mit der Lichtquelle 52 in Kommunikation steht. Die Steuerung 78 kann einen Speicher 142 mit darin enthaltenen Anweisungen, die von einem Prozessor 144 der Steuerung 78 ausgeführt werden, beinhalten. Die Steuerung 78 kann die Lichtquelle 52 oder eine entsprechende Sammelleitung 82, 84 über eine Energiequelle 80, die sich im Fahrzeug 14 befindet, mit elektrischem Strom versorgen. Zusätzlich dazu kann die Steuerung 78 dazu konfiguriert sein, das von jeder Lichtquelle 52 emittierte eingegebene Licht 100 auf der Basis von Rückkopplung zu steuern, die von einem oder mehreren Fahrzeugsteuermodulen 146 empfangen wird, wie etwa unter anderem einem Karosseriesteuermodul, einem Motorsteuermodul, einem Lenkungssteuermodul, einem Bremssteuermodul oder dergleichen oder einer Kombination davon. Durch Steuern des von der Lichtquelle 52 emittierten eingegebenen Lichts 100 kann das Beleuchtungssystem 10 in einer Vielfalt von Farben und/oder Mustern leuchten, um ein ästhetisches Erscheinungsbild zu liefern, oder kann einen vorgesehenen Betrachter mit Fahrzeuginformationen versorgen. Zum Beispiel kann das Beleuchtungssystem 10, wenn das Beleuchtungssystem 10 leuchtet, einen Insassen des Fahrzeugs 14 über einen bestimmten Zustand des Fahrzeugs 14 benachrichtigen.
Im Betrieb kann die photolumineszierende Struktur 62 eine periodische einfarbige oder mehrfarbige Beleuchtung bereitstellen. Beispielsweise kann die Steuerung 78 die Lichtquelle 52 veranlassen, periodisch nur die erste Wellenlänge des eingegebenen Lichts 100 über die LED-Quellen 72 zu emittieren, damit die photolumineszierende Struktur 62 periodisch in der ersten Farbe leuchtet. Alternativ dazu kann die Steuerung 78 die Lichtquelle 52 veranlassen, periodisch nur die zweite Wellenlänge des eingegebenen Lichts 100 über die LED-Quellen 72 zu emittieren, damit der photolumineszierende Teil periodisch in der zweiten Farbe leuchtet. Alternativ dazu kann die Steuerung 78 die Lichtquelle 52 veranlassen, gleichzeitig und periodisch die erste und die zweite Wellenlänge des eingegebenen Lichts 100 zu emittieren, damit die photolumineszierende Struktur 62 periodisch in einer dritten Farbe leuchtet, die durch eine additive Lichtmischung der ersten und der zweiten Farbe definiert ist. Als noch eine weitere Alternative dazu kann die Steuerung 78 die Lichtquelle 52 veranlassen, periodisch die erste und die zweite Wellenlänge des eingegebenen Lichts 100 abwechselnd zu emittieren, damit die photolumineszierende Struktur 62 periodisch abwechselnd in der ersten und der zweiten Farbe leuchtet. Die Steuerung 78 kann die Lichtquelle 52 veranlassen, periodisch die erste und/oder die zweite Wellenlänge des eingegebenen Lichts 100 mit einem regelmäßigen Zeitintervall und/oder einem unregelmäßigen Zeitintervall zu emittieren.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Beleuchtungssystem 10 eine Benutzerschnittstelle 134 beinhalten. Die Benutzerschnittstelle 134 kann so konfiguriert sein, dass ein Benutzer die Wellenlänge des eingegebenen Lichts 100, das von den LED-Quellen 72 emittiert wird, und/oder die leuchtenden LED-Quellen 72 steuern kann. Eine derartige Konfiguration kann einem Benutzer gestatten, zu steuern, welche Merkmale 148 (6) beleuchtet werden (z.B. Umgebungslicht, Warnanzeige, Blinker usw.).
Mit Bezug auf die oben genannten Beispiele kann die Steuerung 78 die Intensität der emittierten ersten und zweiten Wellenlänge des eingegebenen Lichts 100 durch Pulsbreitenmodulation oder Stromsteuerung modifizieren. Bei manchen Ausführungsformen kann die Steuerung 78 dazu konfiguriert sein, eine Farbe des emittierten Lichts durch Aussenden von Steuersignalen zur Einstellung einer Intensität oder eines Energieausgabeniveaus der Lichtquelle 52 einzustellen. Beispielsweise kann, falls die Lichtquelle 52 zur Ausgabe der ersten Emission auf einem niedrigen Pegel konfiguriert ist, im Wesentlichen die gesamte erste Emission in die zweite Emission umgewandelt werden. Bei dieser Konfiguration kann eine Lichtfarbe, die der zweiten Emission entspricht, der Farbe des von dem Beleuchtungssystem 10 emittierten Lichts entsprechen. Falls die Lichtquelle 52 zur Ausgabe der ersten Emission auf einem hohen Pegel konfiguriert ist, kann nur ein Teil der ersten Emission in die zweite Emission umgewandelt werden. Bei dieser Konfiguration kann eine Lichtfarbe, die einer Mischung der ersten Emission und der zweiten Emission entspricht, als das emittierte Licht ausgegeben werden. Auf diese Weise kann jede der Steuerungen 78 eine Ausgabefarbe des emittierten Lichts steuern.
Obwohl in Bezug auf die erste Emission des eingegebenen Lichts 100 von einem niedrigen Pegel und einem hohen Pegel von Intensität gesprochen wird, versteht es sich, dass die Intensität der ersten Emission des eingegebenen Lichts 100 über verschiedene Intensitätspegel hinweg variiert werden kann, damit ein Farbton entsprechend dem von dem Beleuchtungssystem 10 emittierten Licht eingestellt wird. Die Intensitätsvarianz kann manuell geändert oder automatisch durch die Steuerung 78 basierend auf vordefinierten Bedingungen variiert werden. Gemäß einer Ausführungsform kann eine erste Intensität von dem Beleuchtungssystem 10 ausgegeben werden, wenn ein Lichtsensor Tageslichtbedingungen erfasst. Eine zweite Intensität kann von dem Beleuchtungssystem 10 ausgegeben werden, wenn der Lichtsensor bestimmt, dass das Fahrzeug 14 in einer Umgebung mit schwachem Licht arbeitet.
Wie vorliegend beschrieben, kann die Farbe des ausgegebenen Lichts 102 erheblich von den jeweiligen in der photolumineszierenden Struktur 62 verwendeten photolumineszierenden Materialien 96 abhängen. Zusätzlich dazu kann eine Umwandlungskapazität der photolumineszierenden Struktur 62 signifikant von einer Konzentration des in der photolumineszierenden Struktur 62 verwendeten photolumineszierenden Materials 96 abhängen. Durch Einstellen des Bereichs von Intensitäten, die von der Lichtquelle 52 ausgegeben werden können, können die Konzentration, Arten und Anteile der vorliegend erörterten photolumineszierenden Materialien 96 in der photolumineszierenden Struktur 62 dazu funktionsfähig sein, einen Bereich von Farbtönen des emittierten Lichts durch Mischen der ersten Emission mit der zweiten Emission zu erzeugen.
Dementsprechend wurde vorliegend ein Beleuchtungssystem, das eine Lenkradbaugruppe benutzt, vorteilhaft bereitgestellt. Die Lenkradbaugruppe behält ihre strukturellen Eigenschaften, während sie lumineszierendes Licht mit sowohl funktionellen als auch dekorativen Eigenschaften bereitstellt. Bei manchen Ausführungsformen kann die Lichtquelle eine dünne Konstruktion implementieren und dadurch helfen, die Lichtquelle in kleine Unterbringungsräume des Fahrzeugs 14 einzupassen, in denen herkömmliche Lichtquellen möglicherweise nicht zweckmäßig sind.
Es versteht sich für den Durchschnittsfachmann, dass die Konstruktion der beschriebenen Erfindung und anderer Komponenten nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt ist. Andere Ausführungsbeispiele der vorliegend offenbarten Erfindung können aus den verschiedensten Materialien ausgebildet werden, es sei denn, es wird vorliegend Gegenteiliges beschrieben.
Für Zwecke der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Begriff „gekoppelt“ (in all seinen Formen, koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) allgemein das direkte oder indirekte Miteinanderverbinden von zwei Komponenten (elektrisch oder mechanisch). Eine derartige Verbindung kann stationärer Art oder beweglicher Art sein. Eine derartige Verbindung kann mit den beiden Komponenten (elektrisch oder mechanisch) und beliebigen zusätzlichen Zwischengliedern erreicht werden, die integral als ein einziger einstückiger Körper miteinander oder mit den beiden Komponenten verbunden sind. Eine derartige Verbindung kann dauerhafter Art oder lösbarer oder freigebbarer Art sein, wenn nicht anders angegeben.
Es ist auch wichtig anzumerken, dass die Konstruktion und die Anordnung der Elemente der Erfindung, wie sie in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, nur beispielhaft sind. In dieser Offenbarung wurden zwar nur einige wenige Ausführungsformen der vorliegenden Neuerungen ausführlich beschrieben, aber Fachleute, die diese Offenbarung lesen, werden ohne Weiteres erkennen, dass viele Modifikationen möglich sind (z.B. Variationen in Bezug auf Größe, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Parameterwerte, Befestigungsanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des dargelegten Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als integral ausgebildet dargestellt sind, aus mehreren Teilen hergestellt sein, oder Elemente, die aus mehreren Teilen bestehend dargestellt sind, können integral ausgebildet sein, die Funktion der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig verschieden sein, die Länge oder die Breite der Strukturen und/oder der Glieder oder der Verbinder oder anderer Elemente des Systems können variiert werden, die Art oder die Anzahl von zwischen den Elementen bereitgestellten Verstellpositionen kann variiert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder die Baugruppen des Systems aus einem beliebigen einer großen Vielzahl von Materialien, die für ausreichende Stärke oder Haltbarkeit sorgen, und in beliebigen einer großen Vielzahl von Farben, Strukturen und Kombinationen konstruiert werden können. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen im Schutzbereich der vorliegenden Neuerungen enthalten sind. Andere Substituierungen, Modifizierungen, Änderungen und Weglassungen können am Design, an den Betriebsbedingungen und an der Anordnung der gewünschten und anderer Ausführungsbeispiele vorgenommen werden, ohne vom Gedanken der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass jegliche beschriebenen Prozesse oder Schritte innerhalb beschriebener Prozesse mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten kombiniert werden können, um Strukturen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung zu bilden. Die beispielhaften vorliegend offenbarten Strukturen und Prozesse dienen der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Es versteht sich auch, dass an den oben genannten Strukturen und Verfahren Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und weiterhin versteht sich, dass derartige Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein sollen, es sei denn, diese Ansprüche geben ausdrücklich etwas anderes an.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2014/0264396 A1 [0040]
US 8232533 [0043]

Claims

Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Lichtquelle mit mehreren unabhängig beleuchtbaren Teilen, die um ein Lenkrad umlaufend angeordnet sind; und eine erste photolumineszierende Struktur, die auf der Lichtquelle angeordnet und dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf eine Anregung durch die Lichtquelle zu lumineszieren, wobei die Lichtquelle angrenzende Teile progressiv beleuchtet, damit ein Fahrer über eine vorgeschlagene Drehrichtung des Lenkrades benachrichtigt wird.
Beleuchtungssystem für eine Lenkradbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle mehrere gedruckte LEDs umfasst.
Beleuchtungssystem für eine Lenkradbaugruppe nach Anspruch 2, wobei die erste photolumineszierende Struktur mindestens ein photolumineszierendes Material umfasst, das dazu konfiguriert ist, ein eingegebenes Licht, das von mindestens einem Teil der Lichtquellen empfangen wird, in ein sichtbares Licht umzuwandeln, das an einen Sichtteil ausgegeben wird.
Beleuchtungssystem für eine Lenkradbaugruppe nach Anspruch 3, wobei das eingegebene Licht blaues Licht, violettes Licht oder UV-Licht umfasst.
Beleuchtungssystem für eine Lenkradbaugruppe nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: eine zweite photolumineszierende Struktur, die von dem Lenkrad getrennt ist.
Beleuchtungssystem für eine Lenkradbaugruppe nach Anspruch 1, das ferner eine Steuerung zum Steuern eines Aktivierungszustands der Lichtquelle als Reaktion auf mindestens eine fahrzeugbezogene Bedingung umfasst.
Beleuchtungssystem für eine Lenkradbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle mit einem GPS zusammenarbeitet, um einen Insassen anzuweisen, eine Ausrichtung des Lenkrades zu ändern.
Beleuchtungssystem, das Folgendes umfasst: ein Lenkrad mit einer zentralen Nabe und einem Kranz, der mit der Nabe durch eine Speiche verbunden ist; eine Lichterzeugungsbaugruppe, die an dem Kranz angeordnet ist und mehrere unabhängig beleuchtbare Teile aufweist, wobei die unabhängig beleuchtbaren Teile variierende Konzentrationen von Lichtquellen darin beinhalten; eine erste lumineszierende Struktur, die auf dem Lenkrad angeordnet und dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf eine Anregung durch mindestens einen Teil der Lichtquelle zu lumineszieren.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, wobei die Lichterzeugungsbaugruppe eine gedruckte LED umfasst.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, wobei die Lichterzeugungsbaugruppe dazu konfiguriert ist, einen Insassen über ein vorgeschlagenes Drehausmaß basierend auf einem Teil des Kranzes, der beleuchtet ist, zu benachrichtigen.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 9, wobei die lumineszierende Struktur mindestens ein lumineszierendes Material umfasst, das dazu konfiguriert ist, ein eingegebenes Licht, das von mindestens einem Teil der gedruckten LED empfangen wird, in ein sichtbares Licht umzuwandeln, das an einen Sichtteil ausgegeben wird.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, das ferner eine zweite lumineszierende Struktur umfasst, die von dem Kranz getrennt ist.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 12, wobei die erste lumineszierende Struktur in einer ersten Farbe leuchtet und eine zweite lumineszierende Struktur in einer zweiten Farbe leuchtet.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, wobei die Lichtquelle eine erste Krümmung, die im Wesentlichen mit einem Radius des Kranzes übereinstimmt, und eine zweite, transversale Krümmung, die im Wesentlichen mit einer Querschnittsform eines Substrats übereinstimmt, das den Kranz ausbildet, aufweist.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeuglenkradbaugruppe, das Folgendes umfasst: eine Lichtquelle, die auf einem Lenkrad angeordnet und dazu konfiguriert ist, Licht in zwei entgegengesetzte Richtungen weg von dem Lenkrad zu richten; und eine erste photolumineszierende Struktur, die auf dem Lenkrad angeordnet ist, wobei die erste photolumineszierende Struktur dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf eine Anregung durch von der Lichtquelle ausgegebenes Licht zu lumineszieren; und eine zweite photolumineszierende Struktur, die auf einer Fahrzeugkomponente angeordnet ist, die von einer Lenkradbaugruppe getrennt ist.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeuglenkradbaugruppe nach Anspruch 15, wobei die Lichtquelle mehrere gedruckte LEDs umfasst.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeuglenkradbaugruppe nach Anspruch 16, wobei die erste photolumineszierende Struktur mindestens ein photolumineszierendes Material umfasst, das dazu konfiguriert ist, ein eingegebenes Licht, das von mindestens einem Teil der Lichtquellen empfangen wird, in ein sichtbares Licht herabzuwandeln, das an einen Sichtteil ausgegeben wird.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeuglenkradbaugruppe nach Anspruch 17, wobei das eingegebene Licht blaues Licht, violettes Licht oder UV-Licht umfasst.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeuglenkradbaugruppe nach Anspruch 15, wobei die Lichtquelle eine erste Krümmung, die im Wesentlichen mit einem Radius eines Kranzes des Lenkrades übereinstimmt, und eine zweite, transversale Krümmung, die im Wesentlichen mit einer Querschnittsform eines Substrats übereinstimmt, das den Kranz des Lenkrades ausbildet, aufweist.
Beleuchtungssystem für eine Fahrzeuglenkradbaugruppe nach Anspruch 15, wobei die Lichtquelle dazu konfiguriert ist, einen Insassen über ein vorgeschlagenes Drehausmaß basierend auf einem Teil des Kranzes des Lenkrades, der beleuchtet ist, zu benachrichtigen.