DE102017112018A1 - Eckenlichtanordnungen und einheiten, die natürliche und innenlichtmuster erzeugen - Google Patents

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Stuart C. Salter
James J. Surman
Paul Kenneth Dellock
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Abstract

Eine Deckenlichtanordnung, die eine reflektierende Oberfläche, die einem Inneren zugewandt ist; ein lichtstreuendes Element über der reflektierenden Oberfläche, das eine Vielzahl von entsprechenden gegenüberliegenden Kanten und LED-Quellen aufweist; und eine Steuerung zum Lenken der Quellen, um eine Vielzahl von Lichtmustern von dem Element in das Innere basierend zumindest teilweise auf einer Vielzahl von Eingaben zu übertragen, umfasst. Weiter ist jede Quelle konfiguriert, um einfallendes Licht in die entsprechende Kante zu lenken. Diese Lichtmuster umfassen natürliche Licht- und andere Lichtmuster. Die Eingaben umfassen manuelle Eingaben, Wettereingaben, Außenlichtsensoreingaben, zeitliche Eingaben und Eingaben von globalen Positionierungssystemen.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft im Allgemeinen LED-basierte Innenbeleuchtungsanordnungen mit Fähigkeiten zur Erzeugung von natürlichen und Innenlichtmustern, insbesondere Beleuchtungsanordnungen, die im Dach eines Fahrzeugs für fahrzeugbezogene Anwendungen konfiguriert sind.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Fahrzeuginnenbeleuchtung, z. B. Deckenlichter, Innenleuchten, Handschuhfachlichter, Fußraumlichter und andere Dach- und Seitenverkleidungsinnenbeleuchtung wird seit einigen Jahrzehnten im Allgemeinen durch die Verwendung von konventionellen, weißglühenden Beleuchtungsquellen umgesetzt. Obwohl das von weißglühenden Quellen erzeugte Licht ziemlich einheitlich ist, wird es im Allgemeinen im Vergleich zu moderneren Lichtquellen (z. B. Leuchtdiode, fluoreszierend usw.) von relativ hohen Wärmegraden und geringer Intensität begleitet. Weiter haben Glühlichtquellen im Vergleich zu moderneren Lichtquellen einen relativ hohen Energieverbrauch.
  • Im vergangenen Jahrzehnt sind in verschiedenen Beleuchtungsanwendungen, darunter Fahrzeuganwendungen, Leuchtdioden-(LED)-Quellen verwendet worden. LED-Quellen haben viele Vorteile gegenüber konventionellen Beleuchtungsquellen, darunter die Fähigkeit, Lichtmuster mit hoher Intensität zu übertragen und bei der Lichtübertragung eine geringe Wärme mit sehr niedrigem Energieverbrauch zu erzeugen. Ein Nachteil von LED-Quellen ist, dass das von ihnen erzeugte Licht gerichtet ist und zu einer Beleuchtung mit hohem Kontrast, Schattenwurf und anderen unerwünschten Effekten, die mit stark gerichtetem Licht assoziiert werden, führen kann. Als Folge ist es im Kontext der Fahrzeuginnenbeleuchtung aufgrund der Tatsache, dass die gerichtete Art des von diesen Quellen ausgegebenen Lichtes zu hohem Kontrast in der nahen Umgebung des Fahrzeuginneren führt, schwierig, LED-Quellen zu verwenden.
  • Es wurden einige Erfolge bei der Überwindung der gerichteten Art des von LED-Quellen ausgegebenen Lichtes erzielt, indem eine bestimmte Optik daran gekoppelt wurde.
  • Insbesondere werden Nahfeldlinsenelemente, Kollimatoren, Lichtzerstreuer und Reflektoren an LED-Quellen gekoppelt, um ihre Lichtausgabe zu einheitlichen Mustern zu formen, die sich denjenigen annähern, die von weißglühenden Quellen erzeugt werden. Leider erfordern viele dieser Lösungen ein zusätzliches Gehäuse (z. B. größere Gesamtmaße der Beleuchtungsquelle), das die Kosten erheblich erhöhen kann; folglich sind LED-Quellen in Fahrzeuginneren insbesondere als Ersatz für kostengünstige Innen- und Deckenlichter nicht verbreitet.
  • Verbraucher fordern auch immer häufiger Zugang zu natürlicher Beleuchtung in Fahrzeugen, Wohnungen, Büros und anderen Innenräumen. In Fahrzeugen wird natürliche Beleuchtung, die das durch Seitenfenster, Windschutzscheiben und Rückfenster übermittelte natürliche Licht ergänzt, oft durch Sonnendächer, Schiebedächer und andere nicht herkömmliche Fenster bereitgestellt. Viele Verbraucher stellen jedoch erhebliche Nachteile in Verbindung mit diesen ergänzenden Zugangsstellen von natürlichem Licht fest, darunter den Verlust von Innenraum in Verbindung mit den Motoren und Elementen, die für diese Zugangsstellen von natürlichem Licht benötigt werden, Wartungs- und Zuverlässigkeitsbedenken in Verbindung mit ihren beweglichen Teilen und potentiell erhöhten Wasseraustritt durch diese bei vorzeitigem Versagen ihrer Elemente. Ein weiterer Nachteil, der mit Schiebedächern und Sonnendächern assoziiert wird, ist, dass diese Elemente die Menge an im Dach des Fahrzeugs für Decken- und Innenbeleuchtung verfügbarem Raum reduzieren.
  • Entsprechend besteht ein Bedarf an Fahrzeuginnenbeleuchtungslösungen, die LED-Quellen auf kostengünstige Weise, mit minimalen Einschränkungen durch Gehäuse und niedrigen Herstellungskosten einsetzen können. Da LED-Quellen weiter in der Fahrzeugbranche verwendet werden, besteht auf Seiten vieler Verbraucher weiter ein Wunsch nach einer einzigartigen Beleuchtungsästhetik, die durch konventionelle Quellen, darunter ergänzende natürliche Beleuchtung für das Innere des Fahrzeugs, nicht erreicht werden kann.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Deckenlichtanordnung, die eine reflektierende Oberfläche, die einem Inneren zugewandt ist; ein lichtstreuendes Element über der reflektierenden Oberfläche, das eine Vielzahl von entsprechenden gegenüberliegenden Kanten und LED-Quellen aufweist; und eine Steuerung zum Lenken der Quellen, um ein natürliches Lichtmuster von dem Element in das Innere basierend zumindest teilweise auf einer Umgebungseingabe zu übertragen, umfasst. Weiter ist jede Quelle konfiguriert, um einfallendes Licht in die entsprechende Kante zu lenken.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Deckenlichtanordnung, die eine reflektierende Oberfläche, die einer Innenseite zugewandt ist; ein lichtstreuendes Element über der reflektierenden Oberfläche, das eine Vielzahl von entsprechenden gegenüberliegenden Kanten und LED-Quellen aufweist; und eine Steuerung zum Lenken der Quellen, um Lichtmuster von dem Element an einer Vielzahl von Stellen im Inneren zu übertragen, umfasst. Weiter ist jede Quelle konfiguriert, um einfallendes Licht in die entsprechende Kante zu lenken.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Deckenlichtanordnung, die eine reflektierende Oberfläche, die einer Innenseite zugewandt ist; ein lichtstreuendes Element über der reflektierenden Oberfläche, das eine Vielzahl von entsprechenden gegenüberliegenden Kanten und LED-Quellen aufweist; und eine Steuerung zum Lenken der Quellen, um eine Vielzahl von Lichtmustern von dem Element in das Innere basierend zumindest teilweise auf einer Vielzahl von Eingaben zu übertragen, umfasst.
  • Weiter ist jede Quelle konfiguriert, um einfallendes Licht in die entsprechende Kante zu lenken.
  • Diese und andere Aspekte, Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden vom Fachmann nach der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen verstanden und sind ihm ersichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen:
  • 1 ist eine perspektivische Hochkantansicht eines Fahrzeugs, das ein oder mehrere Deckenlichtanordnungen gemäß einer Ausführungsform enthält;
  • 2 ist eine schematische Ansicht einer Deckenlichtanordnung gemäß einer Ausführungsform;
  • 3 ist eine schematische Draufsicht der in 2 dargestellten Deckenlichtanordnung von oben nach unten;
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtanordnungseinheit, die eine Vielzahl von LED-Quellen und ein lichtstreuendes Element gemäß einer Ausführungsform einsetzt;
  • 4A ist eine Querschnittsansicht durch die Breite der in 4 dargestellten Lichtanordnungseinheit;
  • 4B ist eine Querschnittsansicht durch die Länge der in 4 dargestellten Lichtanordnungseinheit;
  • 4C ist eine Querschnittsansicht durch die Länge der in 4 dargestellten Lichtanordnungseinheit mit einem Paar Facetten in ihrem lichtstreuenden Element gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtanordnungseinheit, die eine Vielzahl von LED-Quellen und ein lichtstreuendes Element mit einem mittigen Bereich, der eine kleinere Dicke als seine Kanten aufweist, gemäß einer Ausführungsform einsetzt;
  • 5A ist eine Querschnittsansicht durch die Breite der in 5 dargestellten Lichtanordnungseinheit;
  • 5B ist eine Querschnittsansicht durch die Länge der in 5 dargestellten Lichtanordnungseinheit;
  • 5C ist eine Querschnittsansicht durch die Länge der in 5 dargestellten Lichtanordnungseinheit mit einem Paar Facetten in ihrem lichtstreuenden Element gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtanordnungseinheit, die eine Vielzahl von LED-Quellen und ein lichtstreuendes Element mit einem mittigen Bereich, der eine größere Dicke als seine Kanten aufweist, gemäß einer Ausführungsform einsetzt;
  • 6A ist eine Querschnittsansicht durch die Breite der in 6 dargestellten Lichtanordnungseinheit;
  • 6B ist eine Querschnittsansicht durch die Länge der in 6 dargestellten Lichtanordnungseinheit; und
  • 6C ist eine Querschnittsansicht durch die Länge der in 6 dargestellten Lichtanordnungseinheit mit einem Paar Facetten in ihrem lichtstreuenden Element gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Sinne der Beschreibung in diesem Dokument beziehen 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“, „innere/r/s“, „äußere/r/s“, „Vorderseite des Fahrzeugs“, „Rückseite des Fahrzeugs“ und Ableitungen davon auf die Erfindung in ihrer Ausrichtung in den 1 und 3. Die Erfindung kann jedoch verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteilige vorgegeben ist. Zudem sind die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten und in der nachstehenden Patentschrift beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Baugruppen lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Ansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte. Dementsprechend sind konkrete Abmessungen und andere physikalische Eigenschaften im Zusammenhang mit hierin offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern die Ansprüche nicht ausdrücklich etwas anderes vorgeben.
  • Bestimmte hierin enthaltene Rezitationen beziehen sich auf eine Komponente, die so „konfiguriert“ oder „angepasst“ ist, dass sie auf eine bestimmte Weise funktioniert. In dieser Hinsicht ist eine solche Komponente „konfiguriert“ oder „angepasst, um“ eine bestimmte Eigenschaft oder Funktion auf eine bestimmte Weise zu verkörpern, wobei solche Rezitationen strukturelle Rezitationen im Gegensatz zu Rezitationen der beabsichtigten Verwendung sind. Insbesondere bezeichnen hierin die Verweise auf die Weise, auf die eine Komponente „konfiguriert“ oder „angepasst“ ist, einen vorhandenen physikalischen Zustand der Komponente und sind somit als bestimmte Rezitation der strukturellen Eigenschaften der Komponente anzusehen.
  • Heutzutage werden LED-Signalanordnungen mit großer praktischer Wirkung eingesetzt. In der Automobilbranche verwenden viele Fahrzeuge inzwischen LED-basierte Beleuchtungsanordnungen, im Allgemeinen in Außenanwendungen (z. B. Tagfahrlichtern (DRL)). Weiter können sich diese LED-basierten Fahrzeuganordnungen auf eine oder mehrere LED-Lichtquellen stützen, die jeweils inhärent eine hohe Lichtintensität mit kleinen Strahlungswinkeln erzeugen. Entsprechend erzeugen viele LED-basierte Beleuchtungsanordnungen „Hot Spots“ aus eigenständigem Licht, das mit jeder LED-Lichtquelle assoziiert wird.
  • Ebenso eröffnen die Aspekte der hohen Effizienz und Intensität von LED-Quellen größere Möglichkeiten für die Erzeugung von Lichtmustern, die eine natürliche Beleuchtung nachahmen. Aufgrund der kleinen Strahlungswinkel von LED-Quellen basieren konventionelle Ansätze zum Nachahmen von natürlicher Beleuchtung durch die Verwendung von LED-Quellen im Allgemeinen auf fortschrittlicher Optik, Linsen und hohen Mengen an LED-Lichtquellen. Weiter sind diese LED-basierten Ansätze zum Simulieren von natürlicher Beleuchtung kostspielig.
  • In der Vergangenheit war nicht bekannt, wie LED-basierte Fahrzeugbeleuchtungsanordnungen, die ein sehr einheitliches Licht für Fahrzeuginnenanwendungen erzeugen, darunter Deckenlichtanordnungen, Verkleidungslichtanordnungen und andere kompakte, beleuchtete Anordnungen konfiguriert und gestaltet werden können. Wie in dieser Offenbarung beschrieben, werden Deckenlichtanordnungen bereitgestellt, die LED-Quellen mit minimalen Einschränkungen durch Gehäuse und mit geringen Herstellungskosten einsetzen. Diese Deckenlichtanordnungen und ähnliche Beleuchtungsanordnungen können im Inneren von Fahrzeugen, Wohnungen, Häusern und anderen Strukturen in Dach-, Wand- und anderen Plattenelementen angebracht werden. Diese Lichtanordnungen können verschiedene Innenbeleuchtungsmuster im Inneren von Fahrzeugen und anderen Strukturen, die diese Anordnungen aufnehmen, erzeugen. Weiter können diese Lichtanordnungen und ähnliche Lichtanordnungen in der Offenbarung natürliche Lichtmuster mit wünschenswerter Ästhetik bei relativ geringen Kosten erzeugen, um Sonnenlicht und andere Umgebungsbeleuchtung außerhalb des Fahrzeugs oder einer anderen Struktur, die diese Lichtanordnungen enthält, zu erzeugen.
  • In Bezug auf 1 wird ein Fahrzeug 1 mit Deckenlichtanordnung 100 als in ein Dach 200 integriert dargestellt. Die Deckenlichtanordnung 100 kann im Dach 200 des Fahrzeugs 1 installiert sein, mit einem Gehäuse, das einen deutlich kleineren Fußabdruck als andere Merkmale, z. B. ein Sonnendach oder Schiebedach, aufweist, die eine direkte Übertragung von Umgebungslicht von einem Äußeren 3 des Fahrzeugs 1 in sein Inneres 2 ermöglichen.
  • Gemäß einigen Aspekten der Offenbarung kann die Deckenlichtanordnung 100, wenn sie von einer Steuerung 150 aktiviert wird, ein diffuses Lichtmuster von einer oder mehreren LED-Quellen aus der Vielzahl von LED-Quellen (z. B. LED-Quellen 40a–40d wie in 3 gezeigt), die in den Anordnungen, die eine Innenlichtfunktion für einen oder mehrere Fahrgäste des Fahrzeugs 1 bereitstellen, enthalten oder anderweitig daran gekoppelt sind, in das Innere 3 des Fahrzeugs 1 übertragen. Die von der Deckenlichtanordnung 100 erzeugten und übertragenen Lichtmuster gehen vom lichtstreuenden Element (z. B. dem lichtstreuenden Element 30 wie in 4 gezeigt) innerhalb der Anordnungen selbst aus. Weiter kann die Steuerung 150 eine oder mehrere der LED-Quellen der Lichtanordnung aktivieren, um Lichtmuster zu erzeugen, die auf verschiedene Bereiche im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 gerichtet sind (z. B. Bereiche 202, 204, 206, 208, 210 und 212 wie in 3 gezeigt).
  • Erneut in Bezug auf 1 kann die Deckenlichtanordnung 100 in bestimmten Aspekten auch so funktionieren, dass sie im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 natürliche Lichtmuster bereitstellt, die Umgebungslicht auf der Außenseite 2 des Fahrzeugs 1 nachahmen oder anderweitig simulieren, zum Beispiel Sonnenlicht 300. Insbesondere kann die Steuerung 150 diese natürlichen Lichtmuster basierend zumindest teilweise auf einer oder mehreren Umgebungseingaben 160 (siehe auch 2, 3) übertragen, um Umgebungslicht, wie zum Beispiel Sonnenlicht 300, zu simulieren. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 150 der Deckenlichtanordnung 100 diese natürlichen Lichtmuster basierend zumindest teilweise auf Umgebungseingaben 160 erzeugen, die von Lichtsensoren, wie zum Beispiel Lichtsensoren 162, 164, erhalten werden, die sich an verschiedenen Stellen auf der Außenseite 2 des Fahrzeugs 1 befinden, die jeweils direkte Sonnenlichtmuster 302, 304 erhalten. Weiter kann die Steuerung 150 eine oder mehrere der LED-Quellen (z. B. LED-Quellen 40a–40d wie in 3 gezeigt) aktivieren, um bestimmte natürliche Lichtmuster in verschiedene Bereiche im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 zu lenken, um zum Beispiel direkte Sonnenlichtmuster 302, 304 zu simulieren, die auf verschiedene Abschnitte der Außenseite 2 des Fahrzeugs 1 fallen. Zum Beispiel könnte die Steuerung 150 die Intensität eines natürlichen Lichtmusters, das von einer Deckenlichtanordnung 100 in den rechten Vorderteil 206 (siehe 3) des Inneren 3 des Fahrzeugs 1 ausgeht, basierend zumindest teilweise auf dem Empfang eines intensiveren direkten Sonnenlichtmusters 304, das auf den Sensor 164 fällt, der sich auf der Fahrzeugrückverkleidung auf der Fahrerseite des Fahrzeugs 1 befindet, erhöhen. Ein solches von der Deckenlichtanordnung 100 erzeugtes natürliches Lichtmuster würde tatsächlich das direkte Sonnenlichtmuster 304 simulieren, das ansonsten möglicherweise durch ein auf dem Dach 200 des Fahrzeugs 1 installiertes Schiebedach oder Sonnendach in den rechten Vorderteil 206 übertragen würde.
  • Nach wie vor unter Bezugnahme auf 1 kann die Deckenlichtanordnung 100 in bestimmten Ausführungsformen auch so konfiguriert sein, dass sie im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 fahrzeugbezogene Lichtmuster bereitstellt, um dem Fahrer und/oder Fahrgästen im Fahrzeug 1 bestimmte fahrzeugbezogene Informationen mitzuteilen. Diese fahrzeugbezogenen Informationen können Kollisionswarnungen, Notfallhaltinformationen, Warnlichter, wenig Kraftstoff, geringen Reifendruck, Motorwarnungen, ein anderes Fahrzeug oder einen Gegenstand in einem toten Winkel, ein anderes Fahrzeug oder einen Gegenstand in unmittelbarer Nähe zum Fahrzeug und andere fahrzeugbezogene Signale umfassen.
  • Insbesondere kann die Steuerung 150 die fahrzeugbezogenen Lichtmuster basierend zumindest teilweise auf einem oder mehreren Fahrzeugeingaben 180 (siehe 2, 3), die von Fahrzeugsensoren stammen, die durch das Fahrzeug 1 angeordnet sind und/oder Signalen, die ebenfalls von anderen Anzeigeelementen im Fahrzeug 1 (z. B. der Armatur) empfangen werden, übertragen. Weiter kann die Steuerung 150 eine oder mehrere der LED-Quellen (z. B. LED-Quellen 40a–40d wie in 4 gezeigt) aktivieren, um bestimmte fahrzeugbezogene Lichtmuster für bestimmte Signaleffekte in verschiedene Bereiche im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 zu lenken. Zum Beispiel könnte die Steuerung 150 bestimmte LED-Quellen in der Deckenlichtanordnung 100 aktivieren, um dem Fahrer und/oder anderen Fahrgästen im Fahrzeug 1 anzuzeigen, dass sich das Fahrzeug in unmittelbarer Nähe zu einem Gegenstand befindet, der sich am nächsten zu einem oder mehreren der Bereiche 202, 204, 206, 208, 210 und 212 befindet (siehe 3). Außerdem können die fahrzeugbezogenen Lichtmuster der Deckenlichtanordnung 100 so konfiguriert sein, dass sie Signalinformationen, die von anderen Elementen des Fahrzeugs 1 bereitgestellt werden, z. B. Anzeigeelementen auf der Armatur, verstärken oder anderweitig verbessern. Zum Beispiel könnten Warnungen bei wenig Kraftstoff, die von der Deckenlichtbeleuchtung 100 bereitgestellt werden, für den Fall, dass der Fahrer nicht auf andere Angaben bei wenig Kraftstoff, die in der Armatur des Fahrzeugs 1 bereitgestellt werden, reagiert, als ausfallsicherer Mechanismus konfiguriert sein.
  • Nunmehr unter Bezugnahme auf die 2 und 3 stellen schematische Ansichten die Deckenlichtanordnung 100 der Offenbarung im weiteren Detail dar. Wie in diesen Figuren gezeigt, umfasst die Deckenlichtanordnung 100 ein lichtstreuendes Element 30, das eine Vielzahl von LED-Quellen 40a, 40b, 40c und 40d aufweist; und eine Steuerung 150, die durch Verdrahtung 152 an die LED-Quellen 40a–d gekoppelt ist. Diese LED-Quellen 40a–d sind in der Lichtanordnung 100 konfiguriert, um einfallendes Licht 42 in das lichtstreuende Element 30 zu lenken. Weiter kann die Steuerung 150 der Anordnung 100 so konfiguriert sein, dass sie eine oder mehrere der LED-Quellen 40a–d lenkt, um Lichtmuster (z. B. Lichtmuster 44 wie in 4 gezeigt, die von der Lichtanordnungseinheit 100’ ausgehen) von dem lichtstreuenden Element 30 in das Innere 3 des Fahrzeugs 1 (siehe 1) basierend zumindest teilweise auf einer oder mehreren Eingaben zu übertragen. Es ist anzumerken, dass diese Lichtmuster (z. B. Lichtmuster 44 wie in 4 gezeigt) von dem einfallenden Licht 42 stammen, das zum Beispiel von Streuungsstellen 80 streut, die sich im lichtstreuenden Element 30 befinden. Weiter umfassen die Eingaben der Steuerung 150 Umgebungseingaben 160, manuelle Eingaben 170, fahrzeugbezogene Eingaben 180 und benutzerprogrammbezogene Eingaben 190. Wie ebenfalls in 2 und 3 gezeigt, kann die Steuerung 150 in einigen Umsetzungen an eine Stromquelle 154 gekoppelt sein und kann in anderen Aspekten Strom aus einer Quelle in der Steuerung 150 oder einer anderen Komponente (nicht gezeigt) im Fahrzeug 1 gewonnen werden.
  • In Bezug auf die Umgebungseingabe 160, die an die Steuerung 150 der Deckenlichtanordnung 100 gekoppelt ist, schematisch dargestellt in den 2 und 3, kann die Umgebungseingabe in einigen Ausführungsformen Sonnenlicht 300 oder anderes Umgebungslicht auf der Außenseite 2 des Fahrzeugs 1 sein (siehe 1). Die Umgebungseingabe 160 kann auch Sonnenlicht 300 sein, das auf verschiedene Außenbereiche des Fahrzeugs 1 fällt, wie durch verschiedene Lichtsensoren, z. B. Lichtsensoren 162, 164, die an verschiedenen Außenbereichen des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, erfasst. In solchen Umsetzungen kann die Deckenlichtanordnung 100 so konfiguriert sein, dass ihre Steuerung 150 eine oder mehrere der LED-Quellen 40a–40d lenkt, um bestimmte natürliche Lichtmuster zu verschiedenen Bereichen im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 zu lenken, um zum Beispiel direkte Sonnenlichtmuster 302, 304 (siehe 1) zu simulieren, die auf verschiedene Bereiche der Außenseite 2 des Fahrzeugs 1 fallen. Zum Beispiel könnte die Steuerung 150 bestimmte der LED-Quellen 40a–40d in der Deckenlichtanordnung 100 aktivieren, um einfallendes Licht 42 im lichtstreuenden Element 30 zu erzeugen, um natürliche Lichtmuster (z. B. Lichtmuster 44 wie in 4 gezeigt) zu erzeugen, die auf Bereiche 202, 204, 206, 208, 210 und 212 des Fahrzeugs basierend zumindest teilweise auf der Umgebungseingabe 160 fallen. Andere Umgebungseingaben 160, die von der Steuerung 150 eingesetzt werden können, umfassen Wettereingaben, Eingaben von globalen Positionierungssystemen (GPS), Zeit- und Datumseingaben (d. h. eine zeitliche Eingabe) und Feuchtigkeitseingaben.
  • In Bezug auf die jeweiligen manuellen und Benutzerprogrammeingaben 170 und 190, die an die Deckenlichtanordnung 100 gekoppelt sind, schematisch dargestellt in den 2 und 3, können diese Merkmale zumindest teilweise von der Steuerung 150 ausgeführt werden, um eine oder mehrere der LED-Quellen 40a–40d zu lenken, um natürliche Lichtmuster, Innenlichtmuster und/oder andere Lichtmuster (z. B. Lichtmuster 44 wie in 4 gezeigt) im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 zu lenken. Die manuellen Eingaben 170 umfassen Schaltflächen, Knöpfe, Drehscheiben, Schalter, mobile Touchscreen-Gerätesteuerungen (z. B. über ein drahtloses Kommunikationsprotokoll im Fahrzeug 1) und andere Benutzereingaben, die von Fahrgästen des Fahrzeugs 1 manuell gesteuert werden können.
  • Auf die Benutzerprogrammeingaben 190 kann über die gleichen Schaltflächen, Knöpfe und dergleichen der Benutzereingaben 170 oder andere Steuerungen zugegriffen werden, um verschiedene Programme und Routinen zu speichern, wie einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet ersichtlich, um Steuerungspläne für die Steuerung 150 bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Steuerung 150 eine oder mehrere der LED-Quellen 40a–40d in der Deckenlichtanordnung 100 basierend zumindest teilweise jeweils auf manuellen und/oder Benutzerprogrammeingaben 170 und 190 aktivieren, um einfallendes Licht 42 im lichtstreuenden Element 30 zu erzeugen, um natürliche und/oder Innenlichtmuster zu erzeugen, die in einen ausgewählten Bereich oder Bereiche 202, 204, 206, 208, 210 und 212 des Inneren 3 des Fahrzeugs 1 fallen.
  • In Bezug auf die fahrzeugbezogene Eingabe 180, die an die Steuerung 150 der Deckenlichtanordnung 100 gekoppelt ist, schematisch dargestellt in den 2 und 3, kann dieses Merkmal zumindest teilweise von der Steuerung 150 ausgeführt werden, um eine oder mehrere der LED-Quellen 40a–40d zu lenken, um fahrzeugbezogene Lichtmuster (z. B. Lichtmuster 44 wie in 4 gezeigt) im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 zu lenken, um dem Fahrer und/oder anderen Fahrgästen im Fahrzeug 1 bestimmte fahrzeugbezogene Informationen zu signalisieren. Die fahrzeugbezogenen Eingaben 180 umfassen verschiedene Fahrzeuginformationen wie zum Beispiel Kollisionswarnungen, Notfallhaltinformationen, Warnlichter, wenig Kraftstoff, geringen Reifendruck, Motorwarnungen, ein anderes Fahrzeug oder einen Gegenstand in einem toten Winkel, ein anderes Fahrzeug oder einen Gegenstand in unmittelbarer Nähe zum Fahrzeug und andere fahrzeugbezogene Signale, die vom Fahrzeug 1 abgeleitet sind. Insbesondere kann die Steuerung 150 die fahrzeugbezogenen Lichtmuster basierend zumindest teilweise auf einer oder mehreren Fahrzeugeingaben 180, die von Fahrzeugsensoren abgeleitet sind, die durch das Fahrzeug 1 angeordnet sind, und/oder Signalen, die auch von anderen Anzeigeelementen im Fahrzeug 1 (z. B. der Armatur) empfangen werden, übertragen. Weiter kann die Steuerung 150 eine oder mehrere der LED-Quellen 40a–40d aktivieren, um einfallendes Licht 42 im lichtstreuenden Element 30 zu lenken, das schließlich bestimmte fahrzeugbezogene Lichtmuster für verschiedene Bereiche im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 für bestimmte Signaleffekte erzeugt. Zum Beispiel könnte die Steuerung 150 bestimmte LED-Quellen 40a–40d in der Deckenlichtanordnung 100 basierend zumindest teilweise auf einer fahrzeugbezogenen Eingabe 180 aktivieren, um dem Fahrer und/oder anderen Fahrgästen des Fahrzeugs 1 anzuzeigen, dass sich das Fahrzeug in unmittelbarer Nähe zu einem Gegenstand befindet, der sich am nächsten zu einem oder mehreren der Bereiche 202, 204, 206, 208, 210 und 212 befindet.
  • In einer anderen Ausführungsform könnte die Steuerung 150 einer Deckenlichtanordnung 100 auch bestimmte LED-Quellen 40a–40d in der Deckenlichtanordnung 100 aktivieren, um Innenlichtmuster für bestimmte der Fahrgäste in den hinteren Bereichen des Fahrzeugs 1 basierend zumindest teilweise sowohl auf manuellen als auch auf fahrzeugbezogenen Eingaben 170 und 180 bereitzustellen, wie in den 2 und 3 dargestellt.
  • Insbesondere könnte die Steuerung 150 eine Benutzereingabe 170, die dazu gedacht ist, ein Innenlichtmuster durch das Innere 3 des Fahrzeugs 1 zu lenken, basierend auf einer fahrzeugbezogenen Eingabe 180, die angibt, dass das Fahrzeug 1 in Bewegung ist, teilweise überschreiben. Bei Erkennen, dass das Fahrzeug 1 in Bewegung ist (z. B. basierend auf der fahrzeugbezogenen Eingabe 180), kann die Steuerung 150 dann ein Innenlichtmuster nur an Fahrgäste im hinteren Bereich des Fahrzeugs (z. B. Bereiche 208, 210, 212) lenken, um zu verhindern, dass den Fahrer im vorderen Bereich des Inneren 3 des Fahrzeugs 1 eine übermäßige Blendung von der Deckenlichtanordnung 100 erreicht.
  • Nunmehr unter Bezugnahme auf die 4–4C wird eine Lichtanordnungseinheit 100’ einer Deckenlichtanordnung 100 dargestellt, die eine Lichtschranke 20 mit jeweils nach außen und innen gerichteten Oberflächen 22 und 24 enthält. Wenn die Deckenlichtanordnung 100 im Dach eines Fahrzeugs installiert ist, kann die nach außen gerichtete Oberfläche 22 der Schranke 20 einer Außenseite des Fahrzeugs (z. B. einer Außenfläche 2 des Fahrzeugs 1 wie in 1 gezeigt) zugewandt sein. Die nach außen gerichtete Oberfläche 22 der Schranke 20 kann auch einer Außenseite einer Befestigung, eines Elements oder einer anderen Struktur, die die Lichtanordnungseinheit 100’ der Deckenlichtanordnung 100 enthält, zugewandt sein. Die nach innen gerichtete Oberfläche 24 der Schranke 20 ist einem Inneren der Struktur (z. B. der Innenseite 3 des Fahrzeugs 1 wie in 1 gezeigt), die die Lichtanordnungseinheit 100’ enthält, zugewandt. In einigen Aspekten der Lichtanordnungseinheit 100’ kann die Lichtschranke 20 ein dünnes Substrat sein, das von einer Glas-, Glas-Keramik-, Polymer-, Stahl- oder Verbundzusammensetzung stammt. Die Lichtschranke 20 ist typischerweise an seiner nach außen gerichteten Oberfläche 22 an einem Dach 200 des Fahrzeugs 1 (1) oder einer anderen Verkleidung der Struktur, die die Lichtanordnungseinheit 100’ der Deckenlichtanordnung 100 aufnimmt, befestigt. Weiter kann die Dicke der Lichtschranke 20 in bestimmten Ausführungsformen von ungefähr 0,0075 mm bis ungefähr 5 cm reichen. Bei Aspekten der Lichtanordnungseinheit 100’, bei denen die Lichtschranke 20 im Wesentlichen ein(e) dünne(r) Schicht oder Film ist, kann die Lichtschranke 20 eine Dicke von ungefähr 0,0075 mm bis ungefähr 0,25 mm aufweisen. In anderen Ausführungsformen ist die Lichtschranke 20 in der Form eines Substrats und dessen Dicke kann von ungefähr 1 mm bis ungefähr 5 cm reichen.
  • Wie weiter in den 4–4C dargestellt, beinhaltet die Lichtschranke 20 typischerweise eine reflektierende, nach innen gerichtete Oberfläche 24. Weiter kann die reflektierende, nach innen gerichtete Oberfläche 24 in solchen Konfigurationen spiegelnde oder nicht spiegelnde (z. B. weiße matte) Oberflächen beinhalten, die beide einfallendes Licht 42 von den LED-Quellen 40a–40d mit hoher Effizienz und geringer Absorption reflektieren sollen. In einigen Ausführungsformen ist die reflektierende, nach innen gerichtete Oberfläche 24 spiegelartig mit hohem spiegelndem Reflexionsvermögen. Zum Beispiel kann die reflektierende, nach innen gerichtete Oberfläche 24 eine stark reflektierende Beschichtung sein, die durch Vakuummetallisierung aufgetragen wird (z. B. eine vakuummetallisierte Chrombeschichtung von der Leonhard Kurz Stiftung & Co. KG („Kurz“)). Funktionell kann die nach innen gerichtete Oberfläche 24 der Lichtschranke 20 dazu dienen, einfallendes Licht 42 von den LED-Quellen 40a–40d im lichtstreuenden Element 30 zu reflektieren. Da die nach innen gerichtete Oberfläche 24 der Lichtschranke 20 dazu dient, dieses Licht im lichtstreuenden Element 30 zu reflektieren, entsteht wenig bis kein Lichtverlust von den LED-Quellen 40a–40d durch die Lichtschranke 20 in das Dach 200 oder eine andere Struktur, die die Lichtanordnungseinheit 100’ und die Deckenlichtanordnung 100 beherbergt.
  • Nach wie vor unter Bezugnahme auf die 4–4C beinhaltet die Lichtanordnungseinheit 100’ der Deckenlichtanordnung 100 weiter ein lichtstreuendes Element 30, das über der Lichtschranke 20 angeordnet ist. Insbesondere ist das lichtstreuende Element 30 über der nach innen gerichteten Oberfläche 24 der Schranke 20 angeordnet. In bestimmten Aspekten der Anordnungseinheit 100’ ist das Element 30 ein Film, eine Beschichtung oder eine Schicht, der/die direkt auf der nach innen gerichteten Oberfläche 24 der Lichtschranke 20 angeordnet ist. In anderen bevorzugten Aspekten ist das Element 30 eine Schicht, die direkt an der Lichtschranke 20 befestigt oder davon beabstandet ist.
  • Allgemeiner weist das lichtstreuende Element 30 eine durchschnittliche Dicke auf, die von ungefähr 0,5 mm bis 5 mm reichen kann. Wie in beispielhafter Form in den 4–4C gezeigt, kann die Dicke des lichtstreuenden Elements 30 im Wesentlichen konstant gehalten werden. In anderen Umsetzungen der Deckenlichtanordnung 100 kann die Dicke des lichtstreuenden Elements 30, das in der Lichtanordnungseinheit 100’ eingesetzt wird, jedoch an verschiedenen Stellen innerhalb der Einheit 100’ variieren (oder auf kontrollierte Weise wie in den Lichtanordnungseinheiten 100a, 100b gezeigt, die in den 5–5C und 6–C dargestellt sind).
  • In einigen Aspekten beinhaltet das lichtstreuende Element 30 verschiedene Streuungsstellen 80, die willkürlich verteilt oder gemäß einem zuvor festgelegten Muster innerhalb seiner Dicke verteilt sind. Gemäß einer Ausführungsform kann das lichtstreuende Element 30 aus einem Acrylpolymetmaterial hergestellt werden, das lichtstreuende Partikel als Streuungsstellen 80 enthält (z. B. ACRYLITE® LED-Acrylbogen von Evonik Cryo LLC). In anderen Aspekten beinhaltet das lichtstreuende Element 30 eine Matrix aus im Wesentlichen transparentem Polymer-, Glas- oder Glas-Polymer-Material, das andere Streuungsstellen 80 (z. B. Hohlräume) enthält. Diese Streuungsstellen 80 können eine ähnliche Größe oder unterschiedliche Größen aufweisen und bei Konzentrationen, die ausreichend sind, um einfallendes Licht 42 von einer oder mehreren LED-Quellen 40a–40d im lichtstreuenden Element 30 zu verteilen.
  • Wie ebenfalls in den 4–4C dargestellt, kann das lichtstreuende Element 30 in einer rechteckigen Form konfiguriert sein. Insbesondere beinhaltet das Element 30 jeweils erste und zweite gegenüberliegende Kanten 36a und 36c und dritte und vierte gegenüberliegende Kanten 36b und 36d. Weiter beinhaltet die Lichtanordnungseinheit 100’ eine oder mehrere LED-Quellen 40a, 40b, 40c und 40d, die konfiguriert sind, um einfallendes Licht 42 jeweils in entsprechende gegenüberliegende Kanten 36a, 36b, 36c und 36d zu lenken. Das einfallende Licht 42 bewegt sich im lichtstreuenden Element 30 und streut von den Streuungsstellen 80, die im Element 30 enthalten sind. Weiter sind verschiedene Arten an LEDs zur Verwendung als LED-Quellen 40a–40d geeignet, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf von oben emittierende LEDs, seitlich emittierende LEDs und andere. Das verstreute Licht, das von den LED-Quellen 40a–40d stammte, verlässt dann das lichtstreuende Element 30 als verstreutes Lichtmuster 44 in das Innere 3 der Struktur, die die Lichtanordnungseinheit 100’ enthält, durch die Unterseite des lichtstreuenden Elements 30.
  • Erneut in Bezug auf die 4–4C kann das lichtstreuende Element 30 in bestimmten Ausführungsformen weiter durch ein sich verjüngendes Profil definiert sein. In bestimmten Aspekten ist die Dicke an der ersten gegenüberliegenden Kante 36a des Elements 30 größer als die Dicke an der zweiten gegenüberliegenden Kante 36c. Folglich reduziert sich die Dicke des lichtstreuenden Elements 30 oder verjüngt sich anderweitig auf eine durchgehende oder im Wesentlichen durchgehende und konstante Weise von der ersten gegenüberliegenden Kante 36a zur zweiten gegenüberliegenden Kante 36c. Die sich verjüngende Art des lichtstreuenden Elements 30 dient dazu, die Einheitlichkeit des verstreuten Lichtmusters 44, das vom Element 30 zwischen der ersten und zweiten gegenüberliegenden Kante 36a, 36c ausgeht, erheblich zu verbessern. Die geringere Dicke des Elements 30 an der zweiten gegenüberliegenden Kante 36c weg von den LED-Quellen 40a (d. h. im Vergleich zur Dicke an der ersten gegenüberliegenden Kante 36a) dient dazu, den höheren Grad an Lichtverlust, der mit dem einfallenden Licht 42 an dieser Stelle im Vergleich zu anderen Stellen im Element 30 assoziiert wird, auszugleichen. Das bedeutet, dass Lichtverlust, der mit dem einfallenden Licht 42 assoziiert wird, als Funktion des Abstands von den LED-Quellen 40a–40d im lichtstreuenden Element 30 zunimmt und eine konstante Dicke des Elements 30 annimmt. Durch Reduzieren der Dicke des Elements 30 entlang dieses gleichen Weges kann der Grad des Lichtverlustes durch die Reduzierung der Dicke ausgeglichen werden, was zu verbesserter Einheitlichkeit im zerstreuten Lichtmuster 44 führt, das vom lichtstreuenden Element 30 in das Innere 3 der Struktur, die die Lichtanordnungseinheit 100’ enthält, ausgeht. Es sollte auch angemerkt werden, dass der gleiche Ansatz wie vorstehend dargelegt jeweils auf die dritte und vierte gegenüberliegende Kante 36b und 36d angewandt werden kann.
  • Erneut unter Bezugnahme auf die 4–4C beinhalten andere Aspekte der Lichtanordnungseinheit 100’ ein lichtstreuendes Element 30, das ein nicht durchgehendes oder nicht konstantes, sich änderndes Profil aufweist, bei dem die Dicke an der ersten gegenüberliegenden Kante 36a größer als die Dicke an der zweiten gegenüberliegenden Kante 36c ist. Zum Beispiel ändert sich die Dicke des Elements 30 in einer Ausführungsform in einer gestuften Funktion zwischen der ersten und zweiten gegenüberliegenden Kante 36a, 36c. In einer anderen Ausführungsform ändert sich die Dicke des Elements 30 durchgehend gemäß einer nicht linearen Funktion zwischen der ersten und zweiten gegenüberliegenden Kante 36a, 36c.
  • In anderen Aspekten der Lichtanordnungseinheit 100’ kann die Dicke des lichtstreuenden Elements 30 in mehr als eine Richtung weg von den LED-Quellen 40a–40d variiert werden, um ein bestimmtes lichtstreuendes Muster 44 zu erhalten, das vom lichtstreuenden Element 30 in das Innere 3 der Struktur, die die Einheit 100’ (zusammen mit einer Deckenlichtanordnung 100, die die Einheit 100’ aufnimmt) enthält, ausgeht. Zum Beispiel kann eine Anwendung mehr Licht erfordern, das in Richtung der Rückseite des Fahrzeugs 1 relativ zur Stelle der im Dach 200 eingesetzten Lichtanordnungseinheit 100’ (siehe 1) übertragen wird, um sicherzustellen, dass die hinteren Fahrgäste (z. B. sich in hinteren Bereichen 208, 210, 212 wie in 3 gezeigt befindend) eine angemessene Beleuchtung haben, ohne den Fahrer des Fahrzeugs zu stören. Ein Ansatz, um sicherzustellen, dass die Lichtanordnungseinheit 100’ solch ein verstreutes Muster 44 erzeugt, ist, die Dicke des Bereichs des Elements 30 in der Fahrzeugvorwärtsrichtung relativ zum Bereich des Elements in der Fahrzeugrückwärtsrichtung, in der die LED-Quelle an einer Kante des Elements auf der Fahrgast- oder Fahrerseite des Fahrzeugs angebracht ist, zu erhöhen. Das bedeutet, dass die größere Dicke des Elements 30 in der Fahrzeugvorwärtsrichtung dazu neigt, zu mehr Lichtverlust im Fahrzeugvorwärtsbereich des Elements 30 zu führen, was zu mehr Lichtintensität im zerstreuten Lichtmuster 44, das vom Element 30 in der Fahrzeugrückwärtsrichtung ausgeht, führt.
  • Nach wie vor unter Bezugnahme auf die 4–4C kann das lichtstreuende Element 30 der Lichtanordnungseinheit 100’ weiter einen Schutzfilm 50 beinhalten, der über der Oberfläche des Elements 30 angeordnet ist. Der Schutzfilm 50 weist eine nach innen gerichtete Oberfläche 28, die dem Inneren 3 der Struktur, die die Einheit 100’ enthält, zugewandt ist, und eine nach außen gerichtete Oberfläche 26, die dem lichtstreuenden Element 30 zugewandt ist, auf. Bevorzugt weist der Schutzfilm 50 eine hohe optische Klarheit mit wesentlicher Transparenz auf. Zum Beispiel kann der Schutzfilm 50 einen kratzfesten Film (z. B. eine Fluorsilanbeschichtung) umfassen, der direkt auf dem lichtstreuenden Element 30 angeordnet ist.
  • Erneut in Bezug auf die 4–4C kann die Lichtanordnungseinheit 100’ zusätzlich mit Kantendichtungen 70 konfiguriert sein, die konfiguriert sind, um die Kanten 36a, 36b, 36c und 36d des lichtstreuenden Elements 30, der Lichtschranke 20 und des Schutzfilms 50 (falls vorhanden) abzudichten. In einigen Aspekten ist die Dichtung 70 ein duroplastisches Polymermaterial, das mit einer relativ geringen Viskosität aufgetragen werden kann, um diese Merkmale (z. B. die Lichtschranke 20, das lichtstreuende Element 30 und den Schutzfilm 50) vor dem Härten abzudichten. In anderen Aspekten der Lichtanordnungseinheit 100’ ist die Dichtung 70 ein duroplastisches Material, das mit einer relativ geringen Viskosität bei einer erhöhten Temperatur aufgetragen und gekühlt wird, um diese Merkmale abzudichten. In bestimmten Ausführungsformen kann die Dichtung 70 über diesen Merkmalen der Lichtanordnungseinheit 100’ gebildet werden, um eine hermetische und korrosionsbeständige Dichtung über ihnen bereitzustellen.
  • Erneut in Bezug auf die 4–4C wird die Lichtanordnungseinheit 100’ bereitgestellt, die neben anderen Merkmalen eine Vielzahl von LED-Quellen 40a, 40b, 40c und 40d beinhaltet, die jeweils entlang der entsprechenden Kanten 36a, 36b, 36c und 36d konfiguriert sind. In bestimmten Ausführungsformen der Lichtanordnungseinheit 100’ sind die LED-Quellen 40a–40d entlang jeder der jeweiligen Kanten 36a–36d gleichmäßig voneinander beabstandet. In anderen Aspekten der Lichtanordnungseinheit 100’ sind die LED-Quellen 40a–40d in nicht konstanten Maßen beabstandet. Zum Beispiel könnten mehr LED-Quellen 40a an einer ersten gegenüberliegenden Kante 36a in Richtung einer dritten gegenüberliegenden Kante 36c in der Fahrzeugrückwärtsrichtung konzentriert sein, um das Ausmaß des zerstreuten Lichtmusters 44 in der Fahrzeugrückwärtsrichtung zu erhöhen, um die hinteren Fahrgäste in einem Fahrzeug, das eine Deckenlichtanordnung 100 beinhaltet, die eine solche Lichtanordnungseinheit 100’ aufweist, besser zu umfassen. Entsprechend kann die Lichtanordnungseinheit 100’ verschiedene Mengen und Kombinationen an LED-Quellen 40a, 40b, 40c und 40d und Beabstandungen für diese Quellen einsetzen, abhängig von den Maßen der Kanten 36a, 36b, 36c und 36d, zusammen mit anderen Überlegungen in Bezug auf die gewünschte(n) Stelle(n) des zerstreuten Lichts 44, das von der Einheit 100’ in das Innere 3 des Fahrzeugs 1 oder einer anderen Struktur, die die Einheit 100’ aufnimmt, ausgeht. Weiter in Bezug auf die Lichtanordnungseinheit 100’, die auf beispielhafte Weise in den 4–4C dargestellt ist, kann sich der Formfaktor der verschiedenen Komponenten der Einheit 100’ abhängig von der Anwendung für die Einheit 100’ und der Lichtanordnung 100, die die Einheit 100’ beinhaltet, ändern. Zum Beispiel könnte die Lichtanordnungseinheit 100’ eine kreisförmige, elliptische, dreieckige, rhomboedrische oder eine andere unregelmäßige Form annehmen. Entsprechend werden bestimmte Umsetzungen der Lichtanordnungseinheit 100’ eine Vielzahl von LED-Quellen (z. B. LED-Quellen 40a, 40b, 40c, 40d usw.) entlang der/den Kante(n) einer beliebigen solcher Formen aufweisen. In anderen Aspekten könnten die LED-Quellen 40a, 40b, 40c und/oder 40d in der Nähe von den Kanten solcher Formen angebracht sein, ohne sie zu berühren (sie z. B. in der Struktur eines Daches 200 in einem Fahrzeug 1 wie in 1 gezeigt verbergen).
  • Nunmehr unter Bezugnahme auf 4C kann die Lichtanordnungseinheit 100’ in bestimmten Ausführungsformen ein lichtstreuendes Element 30 mit einer oder mehreren sich verjüngenden Facetten 60, die in einem sich verjüngenden Schnittwinkel 62 in Bezug auf die Lichtschranke 20 geschnitten sind, beinhalten. Diese Facetten 60 können im lichtstreuenden Element 30 installiert werden, um einfallendes Licht 42 von der Vielzahl von LED-Quellen 40a–40d (siehe auch 4) weiter zu steuern. In bestimmten Aspekten sind die Facetten 60 einfache Schnitte durch das lichtstreuende Element 30, um den lokalen Brechungsindex im Element an der Stelle der Facette zu ändern. Insbesondere können die Facetten 60 verhindern, dass einfallendes Licht 42, das von einem Satz an LED-Quellen, z. B. den Quellen 40b, d, ausgeht, das vollständige Element 30 erreicht. Zum Beispiel kann einfallendes Licht 42 von der LED-Quelle 40b, das auf eine Kante 36b gerichtet ist, das durch das lichtstreuende Element 30 ausgeht, ohne von den Streuungsstellen 80 zu streuen (siehe 4B), weg von der gegenüberliegenden Kante 36d gelenkt werden, indem es von den sich verjüngenden Facetten 60 reflektiert. In bestimmten Ausführungsformen sind die sich verjüngenden Facetten 60 in einem sich verjüngenden Schnittwinkel 62 angebracht, der von 0 bis 90 Grad reicht (z. B. eine vertikale und eine horizontale Facette 60 einschließend), bevorzugt 30 bis 60 Grad, und sogar noch bevorzugter zwischen 40 und 50 Grad. In anderen Umsetzungen sind die sich verjüngenden Facetten 60 so konfiguriert, dass sie weniger als die vollständige Dicke des lichtstreuenden Elements 30 umspannen, insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen sich zumindest etwas einfallendes Licht 42 über die vollständige Breite und/oder Länge des Elements 30 verteilen soll.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf die 5–5C eine Lichtanordnungseinheit 100a bereitgestellt, die eine Lichtschranke 20 beinhaltet, die jeweils eine reflektierende nach innen gerichtete und eine nach außen gerichtete Oberfläche 24, 22 aufweist. Die Lichtanordnungseinheit 100a beinhaltet weiter ein lichtstreuendes Element 30 über der Schranke 20, das eine erste und zweite gegenüberliegende Kante 36a, 36c zusammen mit einer dritten und vierten gegenüberliegenden Kante 36b, 36d aufweist. Zusätzlich beinhaltet die Lichtanordnungseinheit 100a eine Vielzahl von LED-Quellen 40a–40d, die konfiguriert sind, um einfallendes Licht 42 in die gegenüberliegenden Kanten 36a–36d zu lenken. Die Lichtanordnungseinheit 100a ist der in den 4–4C gezeigten Lichtanordnungseinheit 100’ ähnlich und gleich nummerierte Elemente haben die gleiche oder ähnliche Funktionen und Strukturen. Der Hauptunterschied zwischen der Einheit 100a und der Lichtanordnung 100’ (siehe 4–4C) ist, dass die Lichtanordnungseinheit 100a ein sich verjüngendes, lichtstreuendes Element 30 mit einem mittigen Bereich, der eine Dicke aufweist, die kleiner als die Dicke der Kanten 36a, 36b, 36c und 36d des Elements 30 ist, aufweist. Als solcher zeigt jeder Querschnitt der Lichtanordnungseinheit 100a, dass die Dicke des lichtstreuenden Elements 30 im Mittelpunkt zwischen den gegenüberliegenden Kanten 36a und 36c (5A) und dem Mittelpunkt zwischen den gegenüberliegenden Kanten 36b und 36d (5B) kleiner als die Dicke des Elements 30 an diesen Kanten ist.
  • Erneut in Bezug auf die 5–5C ist ein Vorteil dieser Konfiguration der Lichtanordnungseinheit 100a, dass sie in einer Deckenlichtanordnung 100 (siehe 1–3) eingesetzt werden kann, um ein stark einheitliches Licht durch das Innere 3 des Fahrzeugs 1 bereitzustellen. Diese Fähigkeit ist besonders vorteilhaft für Ausführungsformen der Deckenlichtanordnung 100, die konfiguriert sind, um im Allgemeinen natürliche Lichtmuster (z. B. Lichtmuster 44) im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 zu erzeugen und/oder solche Lichtmuster über (einen) bestimmte(n) Bereich(e) des Fahrzeugs (z. B. den Bereichen 202, 204 usw. wie in 3 gezeigt) zu erzeugen. Die geringere Dicke des lichtstreuenden Elements 30 an einem Mittelpunkt weg von jeder der gegenüberliegenden Kanten 36a, 36b, 36c und 36d (d. h. im Vergleich zur Dicke des Elements 30 an jeder der gegenüberliegenden Kanten 36a–36d) dient dazu, den höheren Grad an Lichtverlust, der mit dem einfallenden Licht 42 an dieser Stelle im Vergleich zu anderen Stellen im Element 30 assoziiert wird, auszugleichen. Das bedeutet, dass Lichtverlust, der mit dem einfallenden Licht 42 assoziiert wird, als Funktion des Abstands von den LED-Quellen 40a–40d im lichtstreuenden Element 30 zunimmt und eine konstante Dicke des Elements 30 annimmt. Durch Reduzieren der Dicke des Elements 30 entlang dieses gleichen Weges in Richtung des Mittelpunktes oder des mittigen Bereichs des Elements 30 kann der Grad des Lichtverlustes durch die Reduzierung der Dicke ausgeglichen werden, was zu verbesserter Einheitlichkeit im zerstreuten Lichtmuster 44 führt, das vom lichtstreuenden Element 30 in das Innere 3 der Struktur, die die Lichtanordnungseinheit 100a enthält, ausgeht.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf die 6–6C eine Lichtanordnungseinheit 100b bereitgestellt, die eine Lichtschranke 20 beinhaltet, die jeweils eine reflektierende nach innen gerichtete und eine nach außen gerichtete Oberfläche 24, 22 aufweist. Die Lichtanordnungseinheit 100b beinhaltet weiter ein lichtstreuendes Element 30 über der Schranke 20, das eine erste und zweite gegenüberliegende Kante 36a, 36c zusammen mit einer dritten und vierten gegenüberliegenden Kante 36b, 36d aufweist. Zusätzlich beinhaltet die Lichtanordnungseinheit 100b eine Vielzahl von LED-Quellen 40a–40d, die konfiguriert sind, um einfallendes Licht 42 in die gegenüberliegenden Kanten 36a–36d zu lenken. Die Lichtanordnungseinheit 100b ist der in den 4–4C gezeigten Lichtanordnungseinheit 100’ ähnlich und gleich nummerierte Elemente haben die gleiche oder ähnliche Funktionen und Strukturen. Der Hauptunterschied zwischen der Einheit 100b und der Lichtanordnung 100’ (siehe 4–4C) ist, dass die Lichtanordnungseinheit 100b ein sich verjüngendes, lichtstreuendes Element 30 mit einem mittigen Bereich, der eine Dicke aufweist, die größer als die Dicke der Kanten 36a, 36b, 36c und 36d des Elements 30 ist, aufweist. Als solcher zeigt jeder Querschnitt der Lichtanordnungseinheit 100b, dass die Dicke des lichtstreuenden Elements 30 im Mittelpunkt zwischen den gegenüberliegenden Kanten 36a und 36c (6A) und dem Mittelpunkt zwischen den gegenüberliegenden Kanten 36b und 36d (6B) größer als die Dicke des Elements 30 an diesen Kanten ist.
  • Erneut in Bezug auf die 6–6C ist ein Vorteil dieser Konfiguration der Lichtanordnungseinheit 100b, dass sie in einer Deckenlichtanordnung 100 (siehe 1–3) eingesetzt werden kann, um ein stärker gerichtetes Licht weg von dem Bereich unmittelbar unterhalb der Anordnung 100 im Inneren 3 des Fahrzeugs 1 bereitzustellen.
  • Diese Fähigkeit ist besonders vorteilhaft für Ausführungsformen der Deckenlichtanordnung 100, die konfiguriert sind, um Innenlichtmuster über (einen) bestimmte(n) Bereich(e) des Fahrzeugs (z. B. den Bereichen 202, 204 usw. wie in 3 gezeigt) zu erzeugen. Die größere Dicke des lichtstreuenden Elements 30 an einem Mittelpunkt weg von jeder der gegenüberliegenden Kanten 36a, 36b, 36c und 36d (d. h. im Vergleich zur Dicke des Elements 30 an jeder der gegenüberliegenden Kanten 36a–36d) dient dazu, den höheren Grad an Lichtverlust, der mit dem einfallenden Licht 42 an dieser Stelle im Vergleich zu anderen Stellen im Element 30 assoziiert wird, zu verbessern. Das bedeutet, dass Lichtverlust, der mit dem einfallenden Licht 42 assoziiert wird, als Funktion des Abstands von den LED-Quellen 40a–40d im lichtstreuenden Element 30 zunimmt und eine konstante Dicke des Elements 30 annimmt. Durch Erhöhen der Dicke des Elements 30 entlang dieses gleichen Weges in Richtung des Mittelpunktes oder des mittigen Bereichs des Elements 30 kann der Grad des Lichtverlustes durch die Erhöhung der Dicke verbessert werden, was zu erhöhter Intensität im zerstreuten Lichtmuster 44 führt, das vom lichtstreuenden Element 30 in das Innere 3 der Struktur, die die Lichtanordnungseinheit 100b enthält, in Richtung von verschiedenen Bereichen im Inneren 3 des Fahrzeugs weg von einem Bereich direkt unterhalb der Deckenlichtanordnung 100, die eine solche Einheit 100b enthält, ausgeht.
  • Deckenlichtanordnungen 100 (siehe 1–3), die Lichtanordnungseinheiten 100’, 100a und 100b (siehe 4–6C) enthalten, können zusätzlich zu einer flachen, parallelen Außenoberfläche auch eine Außenkrümmung oder andere Außenformfaktoren aufweisen. Wenn diese Lichtanordnungen 100 eine solche Krümmung aufweisen, weist jedes der Merkmale der Anordnung typischerweise die gleiche oder eine ähnliche Krümmung auf (z. B. Lichtschranke 20, lichtstreuendes Element 30 usw.). Zum Beispiel kann eine Deckenlichtanordnung 100 in ein Fahrzeug (z. B. Fahrzeug 1 wie in 1 dargestellt) integriert und mit einer Krümmung konfiguriert sein, um zur Außenkrümmung des Fahrzeugs an der Stelle des Daches 200 (siehe 1), den hinteren Fahrgastseitenverkleidungen oder anderen Stellen im Inneren 3 des Fahrzeugs, das die Anordnung 100 aufnimmt, zu passen.
  • Gemäß bestimmten Aspekten der Deckenlichtanordnungen 100 (siehe 1–3), die Lichtanordnungseinheiten 100’, 100a und 100b (siehe 4–6C) enthalten, kann eine oder können mehrere Kanten des lichtstreuenden Elements 30 mit stark reflektierenden, spiegelnden Oberflächen, Beschichtungen oder Behandlungen in einer Richtung oder Richtungen, die einer oder mehreren LED-Quelle(n) 40a–40d zugewandt ist/sind, konfiguriert sein. Das heißt, dass Kanten des lichtstreuenden Elements 30, die (einer) LED-Quelle(n) 40a–40d zugewandt sind, mit diesen reflektierenden Oberflächen oder Behandlungen konfiguriert werden können, um sicherzustellen, dass Lichtverlust von einfallendem Licht 42 von der/den LED-Quelle(n) 40a–40d durch diese Kanten minimiert wird, um die Intensität und Einheitlichkeit des zerstreuten Lichtmusters 44 weiter zu maximieren.
  • Andere Ausführungsformen der Deckenlichtanordnungen 100 (siehe 1–3), die Lichtanordnungseinheiten 100’, 100a und 100b (siehe 4–6C) enthalten, sind mit verschiedenen Positionsbeziehungen zwischen den LED-Quellen 40a–40d und den Kanten 36a–36d des lichtstreuenden Elements 30 konfiguriert. Abhängig von der für die LED-Quelle oder -Quellen 40a–40d eingesetzten Art an LED-Quelle kann das einfallende Licht 42 in Bezug auf seinen Spreiz- oder Abstrahlwinkel variieren. Bevorzugt wird der Abstand zwischen den LED-Quellen 40a–40d minimiert, um sicherzustellen, dass das gesamte oder der Großteil des einfallenden Lichts 42 in das lichtstreuende Element 30 mit minimalem Verlust über und/oder unter dem Element 30 eintritt. Dennoch können andere Ausführungsformen der Deckenlichtanordnungen 100 mit einer begrenzten Beabstandung zwischen den LED-Quellen 40a–40d und Kanten 36a–36d des lichtstreuenden Elements 30 konfiguriert sein, um eine interne Reflexion des einfallenden Lichtes 42 von der nach innen gerichteten Oberfläche 24 der Lichtschranke 20 zu minimieren, um Lichtverlust zu reduzieren (und damit die Effizienz zu erhöhen).
  • Erneut unter Bezugnahme auf Deckenlichtanordnungen 100 (siehe 1–3), die Lichtanordnungseinheiten 100’, 100a und 100b (siehe 4–6C) enthalten, können diese Anordnungen gemäß verschiedenen Verfahren und Reihenfolgen hergestellt werden. In einem beispielhaften Verfahren wird eine Lichtschranke (z. B. ein vakuummetallisierter Film von Kurz, der als Lichtschranke 20 dient), in einem Vakuummetallisierungsverfahren in einer Form gebildet und dann wird ein lichtstreuendes Element (z. B. ein lichtstreuendes Element 30, das aus einem ACRYLITE® LED-Material hergestellt ist), auf die Schranke einsatzgeformt. Wenn die Lichtschranke und das lichtstreuende Element verbunden sind, kann eine optische Schutzbeschichtung (z. B. ein(e) silanbasierte(r) optische(r), kratzfeste(r) Beschichtung oder Film) auf die nach innen gerichtete Seite des lichtstreuenden Elements aufgetragen werden. Als nächstes können das Substrat, die Lichtschranke und das lichtstreuende Element an den Kanten der Anordnung mit einer Silikonumspritzung oder einer anderen Art von Dichtmaterial abgedichtet werden. Bei Abschluss des Abdichtungsschrittes kann die fertiggestellte Deckenlichtanordnung 100 in einer Struktur, einem Fahrzeug (z. B. im Dach 200 des Fahrzeugs 1, das in 1 gezeigt wird) oder in einer anderen Vorrichtung installiert werden, abhängig von ihrer gewünschten Anwendung.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Deckenlichtanordnungen 100 (siehe 1–3), die Lichtanordnungseinheiten 100’, 100a und 100b (siehe 4–6C) enthalten, kann die Anordnung konfiguriert sein, um zerstreute Lichtmuster 44 zu erzeugen, die sich für eine Pfützen- oder Annäherungsbeleuchtungsfunktionalität nach außen zur Außenseite 2 des Fahrzeugs 1 in Nähe zu seinen Türen erstrecken. Zum Beispiel kann die Steuerung 150 (1–3) konfiguriert sein, um eine oder mehrere der LED-Quellen 40a–40d zu lenken, um zerstreute Lichtmuster 44 von dem lichtstreuenden Element 30 in einen oder mehrere Bereiche des Inneren 3 des Fahrzeugs 1 (z. B. Bereiche 202, 206, 208 und 212 neben den Türen des Fahrzeugs wie in 3 gezeigt) bei Öffnen von einer oder mehreren Türen des Fahrzeugs 1 zu übertragen. Solche Informationen können der Steuerung 150 als fahrzeugbezogene Eingabe 180 (2) durch konventionelle Türsensoren, die in Fahrzeugen eingesetzt werden, vermittelt werden. Basierend auf der Konfiguration des lichtstreuenden Elements 30 (z. B. Grad der Verjüngung), der Anwesenheit von Facetten 60 (5C und 6C) und der Stelle und Menge der LED-Quellen 40a–40d kann sich das von der Deckenlichtanordnung 100 erzeugte zerstreute Lichtmuster 44 auf das Äußere 2 des Fahrzeugs durch die Öffnung im Fahrzeug, die sich daraus ergibt, das eine oder mehrere Türen in einer offenen Position vorhanden sind, erstrecken. Entsprechend kann eine bevorzugte Ausführungsform der Deckenlichtanordnung 100, die für eine Pfützen- oder Näherungsbeleuchtungsfunktionalität konfiguriert ist, die Lichtanordnungseinheit 100b (siehe 6–6C) einsetzen. Insbesondere kann die Lichtanordnungseinheit 100b die Intensität des zerstreuten Lichtmusters 44, das bei Öffnen von einer oder mehreren Türen des Fahrzeugs weg von einem Bereich unmittelbar unter der Deckenlichtanordnung 100 und in das Äußere 2 des Fahrzeugs 1 gerichtet ist, erhöhen.
  • An den vorstehend genannten Strukturen können Variationen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne von den Konzepten der vorstehenden Offenbarung abzuweichen. Zum Beispiel sind die Deckenlichtanordnungen 100 und Lichtanordnungseinheiten 100’, 100a und 100b der Offenbarung nicht auf herkömmliche Fahrzeugdeckenlichtanwendungen beschränkt. Diese Anordnungen könnten in einem Verkleidungs- oder Deckenmerkmal eines Fahrzeugs oder einer anderen Struktur, die ein Inneres mit den gleichen oder ähnlichen Elementen mit den gleichen oder ähnlichen Funktionen aufweist, installiert werden. Das heißt, dass diese Deckenlichtanordnungen und Lichtanordnungseinheiten in einer Wohnung, einem Gebäude oder in einer anderen Einhausung installiert werden können, um eine natürliche und/oder Innenbeleuchtungsfunktionalität bereitzustellen. Die Eingaben zur Steuerung in solchen Konfigurationen können sich ändern, abhängig von der Anwendung, aber die wesentlichen Konzepte dieser Deckenlichtanordnungen und Lichtanordnungseinheiten können übertragen werden. Zum Beispiel können solche Lichtanordnungen und Einheiten in einer Wandverkleidung einer Wohnung installiert werden und können konfiguriert sein, um basierend auf manuellen Eingaben von Bewohnern im Gebäude und/oder Lichtsensoren, die auf der Außenseite des Gebäudes installiert sind, Innen- und/oder natürliche Lichtmuster zu erzeugen. Solche Ausführungsformen und andere Ausführungsformen im Schutzumfang der Offenbarung, die dem Fachmann ersichtlich sind, sollen durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein, sofern diese Ansprüche durch ihre Sprache nicht ausdrücklich etwas anderweitiges ausdrücken.

Claims (15)

  1. Deckenlichtanordnung, umfassend: eine reflektierende Oberfläche, die einem Inneren zugewandt ist; ein lichtstreuendes Element über der reflektierenden Oberfläche, das eine Vielzahl von entsprechenden gegenüberliegenden Kanten und LED-Quellen aufweist; und eine Steuerung zum Lenken der Quellen, um ein natürliches Lichtmuster von dem Element in das Innere basierend zumindest teilweise auf einer Umgebungseingabe zu übertragen, wobei jede Quelle konfiguriert ist, um einfallendes Licht in die entsprechende Kante zu lenken.
  2. Lichtanordnung nach Anspruch 1, wobei das lichtstreuende Element eine Acrylpolymermatrix und lichtstreuende Partikel umfasst.
  3. Lichtanordnung nach Anspruch 2, wobei das Innere das Innere eines Fahrzeugs ist, und wobei die Anordnung weiter zur Anbringung an einem Dach im Inneren des Fahrzeugs konfiguriert ist.
  4. Lichtanordnung nach Anspruch 3, wobei die Umgebungseingabe Umgebungslicht von der Sonne auf die Außenseite des Fahrzeugs ist.
  5. Lichtanordnung nach Anspruch 3, wobei die Umgebungseingabe Umgebungslicht von der Sonne auf Teile der Außenseite des Fahrzeugs ist und wobei die Steuerung weiter die Quellen lenkt, um natürliche Lichtmuster vom Element in eine Vielzahl von Stellen im Inneren basierend zumindest teilweise auf der Eingabe zu übertragen.
  6. Lichtanordnung nach Anspruch 1, wobei die Umgebungseingabe aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Feuchtigkeitseingabe, einer Wettereingabe, einer Außenlichtsensoreingabe, einer zeitlichen Eingabe und der Eingabe eines globalen Positionierungssystems besteht.
  7. Lichtanordnung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung weiter konfiguriert ist, um die Quellen zu lenken, um ein fahrzeugbezogenes Lichtmuster von dem Element in das Innere basierend zumindest teilweise auf einer Fahrzeugeingabe zu übertragen.
  8. Lichtanordnung nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die Steuerung weiter konfiguriert ist, um die Quellen zu lenken, um Lichtmuster von dem Element an einer Vielzahl von Stellen im Inneren zu übertragen.
  9. Deckenlichtanordnung, umfassend: eine reflektierende Oberfläche, die einem Inneren zugewandt ist; ein lichtstreuendes Element über der reflektierenden Oberfläche, das eine Vielzahl von entsprechenden gegenüberliegenden Kanten und LED-Quellen aufweist; und eine Steuerung zum Lenken der Quellen, um Lichtmuster von dem Element an einer Vielzahl von Stellen im Inneren zu übertragen, wobei jede Quelle konfiguriert ist, um einfallendes Licht in die entsprechende Kante zu lenken.
  10. Lichtanordnung nach Anspruch 9, wobei das lichtstreuende Element eine Acrylpolymermatrix und lichtstreuende Partikel umfasst.
  11. Lichtanordnung nach Anspruch 10, wobei die Steuerung Lichtmuster von dem Element in eine Vielzahl von Stellen im Inneren des Fahrzeugs basierend zumindest teilweise auf einer manuellen Eingabe überträgt, und wobei die Vielzahl von Stellen weiter eine Vielzahl von Fahrgaststellen im Fahrzeug umfasst.
  12. Lichtanordnung nach Anspruch 10, wobei die Steuerung weiter konfiguriert ist, um die Quellen zu lenken, um bei einer Bewegung von einer oder mehreren Türen des Fahrzeugs in eine offene Position Lichtmuster von dem Element in eine Vielzahl von Stellen außerhalb des Fahrzeugs zu übertragen.
  13. Lichtanordnung nach Anspruch 12, wobei sich die Dicke des lichtstreuenden Elements über das Element zwischen den gegenüberliegenden Kanten verjüngt und wobei die Dicke des Elements an einer mittigen Stelle zwischen jeder der gegenüberliegenden Kanten weiter größer als die Dicke des Elements an jeder der gegenüberliegenden Kanten ist.
  14. Lichtanordnung nach Anspruch 9, wobei die Steuerung weiter konfiguriert ist, um die Quellen zu lenken, um ein fahrzeugbezogenes Lichtmuster von dem Element in das Innere basierend zumindest teilweise auf einer Fahrzeugeingabe zu übertragen.
  15. Lichtanordnung nach einem der Ansprüche 9–14, wobei die Steuerung weiter konfiguriert ist, um die Quellen zu lenken, um ein natürliches Lichtmuster von dem Element in das Innere basierend zumindest teilweise auf einer Umgebungseingabe zu übertragen.
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