DE102018104603A1

DE102018104603A1 - Fahrzeuglichtbaugruppe

Info

Publication number: DE102018104603A1
Application number: DE102018104603.0A
Authority: DE
Inventors: Stuart C. Salter; Aaron Bradley Johnson; Paul Kenneth Dellock; Stephen Kenneth Helwig
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2018-09-06
Also published as: US10240737B2; US20180252384A1; CN108534084B; CN108534084A

Abstract

Hier wird eine Lichtbaugruppe für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Lichtbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse und eine Linse. Eine Lichtquelle ist zwischen dem Gehäuse und der Linse angeordnet. Eine Lichtblende ist zwischen der Lichtquelle und der Linse angeordnet. Ein Umfangsabschnitt der Lichtblende weist eine erste optische Durchlässigkeit auf und ein zentraler Bereich der Lichtblende weist eine zweite optische Durchlässigkeit auf.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugbeleuchtung und insbesondere Fahrzeuglichtbaugruppen, die an einem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs angeordnet sind.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Eine Beleuchtung, die aus der Verwendung lumineszierender Strukturen entsteht, bietet ein einzigartiges und ansprechendes Betrachtungserlebnis. Deshalb ist es erwünscht, derartige Strukturen in Kraftfahrzeugen für verschiedene Beleuchtungsanwendungen umzusetzen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Lichtbaugruppe für ein Fahrzeug offenbart. Die Lichtbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse und eine Linse. Eine Lichtquelle ist zwischen dem Gehäuse und der Linse angeordnet. Eine Lichtblende ist zwischen der Lichtquelle und der Linse angeordnet. Ein Umfangsabschnitt der Lichtblende weist eine erste optische Durchlässigkeit auf und ein zentraler Bereich der Lichtblende weist eine zweite optische Durchlässigkeit auf.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Lichtbaugruppe offenbart. Die Lichtbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse und eine Linse. Eine Lichtquelle ist zwischen dem Gehäuse und der Linse angeordnet. Eine Lichtblende ist zwischen der Lichtquelle und der Linse angeordnet. Die Lichtblende ist lichtdurchlässig. Eine lumineszierende Struktur ist an der Lichtblende angeordnet und dazu konfiguriert, als Reaktion auf ein Empfangen von Licht von der Lichtquelle zu lumineszieren.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Lichtbaugruppe für ein Fahrzeug offenbart. Die Lichtbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse und eine Linse. Eine Lichtquelle ist zwischen dem Gehäuse und der Linse angeordnet. Eine Lichtblende ist zwischen der Lichtquelle und der Linse angeordnet. Die Lichtblende ist lichtdurchlässig. Eine lichtdurchlässige Stützstruktur ist einstückig mit der Lichtblende ausgebildet.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann bei der Lektüre der folgenden Beschreibung, Ansprüche und beigefügten Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt:

1A ist eine Seitenansicht einer lumineszierenden Struktur, die als Beschichtung ausgebildet ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
1B ist eine Draufsicht einer lumineszierenden Struktur, die als einzelnes Teilchen ausgebildet ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
1C ist eine Seitenansicht einer Vielzahl von lumineszierenden Strukturen, die als einzelne Teilchen ausgebildet und in eine getrennte Struktur eingearbeitet sind;
2 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Fahrzeugs, das eine an einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs angeordnete Lichtbaugruppe aufweist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3 ist eine perspektivische Vorderansicht der Lichtbaugruppe und eines vorderen Abschnitts des Fahrzeugs gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
4 ist eine Vorderansicht der Lichtbaugruppe und des Fahrzeugs aus 3; und
5 ist eine Querschnittsansicht der Lichtbaugruppe aus 4 entlang der Linie V-V gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Zwecke der Beschreibung in dieser Schrift beziehen sich die Ausdrücke „oben“, „unten“, „rechts“, „links“, „hinten“; „vorne“, „vertikal“, „horizontal“ und Ableitungen davon auf die Erfindung in ihrer Ausrichtung in 2. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht es sich, dass die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten und in der nachstehenden Beschreibung beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Prozesse lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Somit sind konkrete Abmessungen und andere physische Eigenschaften im Zusammenhang mit den hier offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, es sei denn, die Patentansprüche legen ausdrücklich etwas anderes fest.
Je nach Bedarf werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen umgesetzt sein kann, lediglich beispielhaft sind. Die Figuren entsprechen nicht zwingend einer detaillierten Ausgestaltung und einige Schemata können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um eine Funktionsübersicht zu zeigen. Demnach sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
In dieser Schrift werden Bezugsausdrücke, wie etwa erstes und zweites, oberes und unteres und dergleichen, lediglich dazu verwendet, eine Einheit oder Handlung von einer anderen Einheit oder Handlung zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen derartigen Einheiten oder Handlungen zu erfordern oder zu implizieren. Es ist beabsichtigt, dass die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“ oder eine beliebige andere Variation derselben einen nicht ausschließlichen Einschluss abdecken, sodass ein Prozess, Verfahren, Artikel oder eine Vorrichtung, der/die/das eine Liste von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente beinhaltet, sondern andere, nicht ausdrücklich aufgezählte oder einem derartigen Vorgang, einem derartigen Verfahren, einem derartigen Artikel oder einer derartigen Vorrichtung nicht ausdrücklich eigene Elemente beinhalten kann. Ein Element, dem „umfasst ... ein(-e/-en)“ vorangeht, schließt nicht ohne weitere Einschränkungen das Vorhandensein von zusätzlichen identischen Elementen in dem Prozess, Verfahren, Artikel oder der Vorrichtung, der/die/das das Element umfasst, aus.
Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Gegenständen verwendet wird, dass ein beliebiger der aufgezählten Gegenstände einzeln verwendet werden kann oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Gegenstände verwendet werden kann. Wenn beispielsweise eine Zusammensetzung so beschrieben wird, dass sie die Komponenten A, B und/oder C enthält, kann die Zusammensetzung A allein; B allein; C allein; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
Die folgende Offenbarung beschreibt eine Lichtbaugruppe für ein Fahrzeug. Bei verschiedenen Ausführungsformen nutzt die Lichtbaugruppe Licht, das durch eine Scheinwerferbaugruppe erzeugt wurde, um eine oder mehrere phosphoreszierende und/oder lumineszierende Strukturen anzuregen. Die eine oder die mehreren lumineszierenden Strukturen können dazu konfiguriert sein, von der zugeordneten Lichtquelle empfangenes Anregungslicht umzuwandeln und das Licht mit einer anderen Wellenlänge, die üblicherweise im sichtbaren Spektrum liegt, erneut zu emittieren.
Unter Bezugnahme auf die 1A-1C sind verschiedene beispielhafte Ausführungsformen für lumineszierende Strukturen 10 gezeigt, von denen jede dazu in der Lage ist, an ein Substrat 12 gekoppelt zu werden, das einer Fahrzeughalterung oder einem fahrzeugbezogenen Ausstattungsteil entsprechen kann. In 1A ist die lumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als eine Beschichtung (z. B. eine Folie) ausgebildet gezeigt, die auf eine Fläche des Substrats 12 aufgebracht werden kann. In 1B ist die lumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als einzelnes Teilchen gezeigt, das in ein Substrat 12 eingearbeitet werden kann. In 1C ist die lumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als eine Vielzahl von einzelnen Teilchen gezeigt, die in ein Trägermedium 14 (z. B. eine Folie) eingearbeitet sein kann, das dann (wie gezeigt) aufgebracht oder in das Substrat 12 eingearbeitet werden kann.
Auf der untersten Ebene beinhaltet eine gegebene lumineszierende Struktur 10 eine Energieumwandlungsschicht 16, die eine oder mehrere Teilschichten beinhalten kann, die in den FIG. 1A und 1B beispielhaft durch gestrichelte Linien gezeigt sind. Jede Teilschicht der Energieumwandlungsschicht 16 kann ein oder mehrere lumineszierende Materialien 18 beinhalten, die Energieumwandlungselemente mit phosphoreszierenden oder fluoreszierenden Eigenschaften aufweisen. Jedes lumineszierende Material 18 kann beim Empfangen eines Anregungslichts 24 mit einer konkreten Wellenlänge angeregt werden, wodurch veranlasst wird, dass das Licht einen Umwandlungsprozess durchläuft. Gemäß dem Prinzip der Abwärtswandlung wird das Anregungslicht 24 in umgewandeltes Licht 26 mit einer längeren Wellenlänge umgewandelt, das von der lumineszierenden Struktur 10 ausgegeben wird. Umgekehrt wird das Anregungslicht 24 gemäß dem Prinzip der Aufwärtswandlung in ein Licht mit einer kürzeren Wellenlänge umgewandelt, das von der lumineszierenden Struktur 10 ausgegeben wird. Wenn mehrere unterschiedliche Lichtwellenlängen gleichzeitig von der lumineszierenden Struktur 10 ausgegeben werden, können sich die Lichtwellenlängen vermischen und als vielfarbiges Licht wiedergegeben werden.
Licht, das durch eine Lichtquelle 40 (3) emittiert wird, kann hier als Anregungslicht 24 bezeichnet werden und ist hier anhand von durchgezogenen Pfeile veranschaulicht. Im Gegensatz dazu kann Licht, das von der lumineszierenden Struktur 10 emittiert wird, hier als umgewandeltes Licht 26 bezeichnet werden und kann hier anhand von gestrichelten Pfeilen veranschaulicht sein, um die Lumineszenz wiederzugeben.
Die Energieumwandlungsschicht 16 kann durch Dispergieren des lumineszierenden Materials 18 in eine Polymermatrix zur Bildung eines homogenen Gemischs unter Verwendung einer Vielzahl von Verfahren hergestellt werden. Derartige Verfahren können das Herstellen der Energieumwandlungsschicht 16 aus einer Formulierung in einem flüssigen Trägermedium 14 und das Beschichten eines gewünschten Substrats 12 mit der Energieumwandlungsschicht 16 beinhalten. Die Energieumwandlungsschicht 16 kann durch Lackieren, Siebdruck, Sprühen, Schlitzdüsenbeschichtung, Tauchbeschichtung, Walzenbeschichtung und Stabbeschichtung auf ein Substrat 12 aufgebracht werden. Alternativ kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Verfahren hergestellt werden, bei denen kein flüssiges Trägermedium 14 verwendet wird. Beispielsweise kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Dispergieren des lumineszierenden Materials 18 in einen Mischkristall (homogenes Gemisch in trockenem Zustand) ausgebildet werden, der in eine Polymermatrix eingearbeitet werden kann, welche durch Extrusion, Spritzgießen, Formpressen, Kalandrierung, Thermoformen usw. ausgebildet sein kann. Die Energieumwandlungsschicht 16 kann dann unter Verwendung beliebiger dem Fachmann bekannter Verfahren in ein Substrat 12 integriert werden. Wenn die Energieumwandlungsschicht 16 Teilschichten beinhaltet, kann jede Teilschicht nacheinander aufgebracht werden, um die Energieumwandlungsschicht 16 zu bilden. Alternativ können die Teilschichten getrennt hergestellt und später zusammenlaminiert oder -geprägt werden, um die Energieumwandlungsschicht 16 zu bilden. Alternativ kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Koextrudieren der Teilschichten gebildet werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das umgewandelte Licht 26, das abwärts- oder aufwärtsgewandelt wurde, dazu verwendet werden, (ein) andere(s) lumineszierende(s) Material(ien) 18 anzuregen, das bzw. die sich in der Energieumwandlungsschicht 16 befindet bzw. befinden. Der Prozess des Verwendens des umgewandelten Lichts 26, das von einem lumineszierenden Material 18 ausgegeben wird, um ein anderes anzuregen, und so weiter, ist im Allgemeinen als Energiekaskade bekannt und kann als Alternative für das Erzielen verschiedener Farbexpressionen dienen. In Bezug auf ein beliebiges der Umwandlungsprinzipien ist der Wellenlängenunterschied zwischen dem Anregungslicht 24 und dem umgewandelten Licht 26 als Stokes-Verschiebung bekannt und dient als grundsätzlicher Antriebsmechanismus für einen Energieumwandlungsprozess, der einer Änderung der Lichtwellenlänge entspricht. Bei den verschiedenen hier erörterten Ausführungsformen kann die Funktionsweise einer beliebigen der lumineszierenden Strukturen 10 einem beliebigen der Umwandlungsprinzipien folgen.
Erneut unter Bezugnahme auf die 1A und 1B kann die lumineszierende Struktur 10 optional mindestens eine Stabilitätsschicht 20 beinhalten, um das in der Energieumwandlungsschicht 16 enthaltene lumineszierende Material 18 vor photolytischem und thermischem Abbau zu schützen. Die Stabilitätsschicht 20 kann als eine getrennte Schicht konfiguriert sein, die optisch an die Energieumwandlungsschicht 16 gekoppelt ist und an ihr haftet. Alternativ kann die Stabilitätsschicht 20 in die Energieumwandlungsschicht 16 integriert sein. Die lumineszierende Struktur 10 kann zudem optional eine Schutzschicht 22 beinhalten, die optisch an die Stabilitätsschicht 20 oder eine andere Schicht (z. B. die Umwandlungsschicht 16 bei Nichtvorhandensein der Stabilitätsschicht 20) gekoppelt ist und daran anhaftet, um die lumineszierende Struktur 10 vor physikalischer und chemischer Beschädigung durch Umweltexposition zu schützen. Die Stabilitätsschicht 20 und/oder die Schutzschicht 22 können durch nacheinander erfolgendes Beschichten oder Drucken der jeweiligen Schichten, nacheinander erfolgendes Laminieren oder Prägen oder auf beliebige andere geeignete Art mit der Energieumwandlungsschicht 16 kombiniert werden.
Zusätzliche Informationen bezüglich des Aufbaus lumineszierender Strukturen 10 sind in dem US-Patent Nr. 8,232,533 an Kingsley et al. offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Für zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung und Verwendung von lumineszierenden Materialien, um verschiedene Lichtemissionen zu erzielen, siehe US-Patent Nr. 8,207,511 an Bortz et al., US-Patent Nr. 8,247,761 an Agrawal et al., US-Patent Nr. 8,519,359 an Kingsley et al., US-Patent Nr. 8,664,624 an Kingsley et al., US-Patentveröffentlichung Nr. 2012/0183677 an Agrawal et al., US-Patent Nr. 9,057,021 an Kingsley et al. und US-Patent Nr. 8,846,184 an Agrawal et al., die alle in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hier aufgenommen sind.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das lumineszierende Material 18 organische oder anorganische fluoreszierende Farbstoffe, einschließlich Rylenen, Xanthenen, Porphyrinen und Phthalocyaninen, beinhalten. Zusätzlich oder alternativ kann das lumineszierende Material 18 Leuchtstoffe aus der Gruppe der Ce-dotierten Granate, wie etwa YAG:Ce, beinhalten, und es kann ein lumineszierendes Material 18 mit kurzer Nachleuchtdauer sein. Eine Emission durch Ce³⁺ beruht beispielsweise auf einem elektronischen Energieübergang von 4D¹ zu 4f¹ als paritätsermöglichter Übergang. Infolgedessen ist eine Energiedifferenz zwischen der Lichtabsorption und der Lichtemission durch Ce³⁺ gering und das Lumineszenzniveau von Ce³⁺ weist eine ultrakurze Lebensdauer oder Abklingzeit von 10^-8 bis 10^-7 Sekunden (10 bis 100 Nanosekunden) auf. Die Abklingzeit kann als Zeit zwischen dem Ende der Anregung von dem Anregungslicht 24 und dem Zeitpunkt, an dem die Lichtintensität des umgewandelten Lichts 26, das von der lumineszierenden Struktur 10 emittiert wird, unter eine Mindestsichtbarkeit von 0,32 mcd/m² absinkt, definiert werden. Eine Sichtbarkeit von 0,32 mcd/m² entspricht grob dem 100-Fachen der Empfindlichkeit des dunkeladaptierten menschlichen Auges, was einem von einem Durchschnittsfachmann allgemein verwendeten Grundbeleuchtungsniveau entspricht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Ce³⁺-Granat genutzt werden, das ein Spitzenanregungsspektrum aufweist, das in einem kürzeren Wellenlängenbereich liegen kann als dem von herkömmlichen Leuchtstoffen des Typs YAG:Ce. Dementsprechend weist Ce³⁺ kurze Nachleuchtdauereigenschaften auf, sodass seine Abklingzeit 100 Millisekunden oder weniger betragen kann. Demnach kann bei einigen Ausführungsformen der Ce-Leuchtstoff des Seltenerdaluminiumgranattyps als das lumineszierende Material 18 mit ultrakurzen Nachleuchtdauereigenschaften dienen, welches das umgewandelte Licht 26 durch Absorbieren von violettem bis blauem Anregungslicht 24, das von der Lichtquelle 40 emittiert wird, emittieren kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein ZnS:Ag-Leuchtstoff verwendet werden, um ein blaues umgewandeltes Licht 26 zu erzeugen. Ein ZnS:Cu-Leuchtstoff kann genutzt werden, um ein gelblich grünes umgewandeltes Licht 26 zu erzeugen. Ein Y₂O₂S:Eu-Leuchtstoff kann verwendet werden, um ein rotes umgewandeltes Licht 26 zu erzeugen. Darüber hinaus können die vorstehend genannten phosphoreszierenden Materialien kombiniert werden, um eine breite Farbpalette, einschließlich weißen Lichts, zu bilden. Es versteht sich, dass ein beliebiges fachbekanntes lumineszierendes Material mit kurzer Nachleuchtdauer genutzt werden kann, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen. Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung lumineszierender Materialien mit kurzer Nachleuchtdauer sind in dem US-Patent Nr. 8,163,201 an Kingsley et al. offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
Zusätzlich oder alternativ kann das in der lumineszierenden Struktur 10 angeordnete lumineszierende Material 18 gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein lumineszierendes Material 18 mit langer Nachleuchtdauer beinhalten, welches das umgewandelte Licht 26 emittiert, sobald es durch das Anregungslicht 24 aufgeladen wurde. Das Anregungslicht 24 kann von einer beliebigen Anregungsquelle (z. B. einer beliebigen natürlichen Lichtquelle, wie etwa der Sonne, und/oder einer beliebigen künstlichen Lichtquelle 40) emittiert werden. Das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann derart definiert sein, dass es aufgrund seiner Fähigkeit, das Anregungslicht 24 zu speichern und das umgewandelte Licht 26 über einen Zeitraum von mehreren Minuten oder Stunden hinweg graduell abzugeben, sobald das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist, eine lange Abklingzeit aufweist.
Das lumineszierende Material 18 mit langer Nachleuchtdauer kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen derart betreibbar sein, dass es nach einem Zeitraum von 10 Minuten Licht mit oder über einer Intensität von 0,32 mcd/m² emittiert. Zusätzlich kann das lumineszierende Material 18 mit langer Nachleuchtdauer derart betreibbar sein, dass es nach einem Zeitraum von 30 Minuten und bei verschiedenen Ausführungsformen über einen Zeitraum von erheblich mehr als 60 Minuten (der Zeitraum kann z. B. 24 Stunden oder länger sein und in einigen Fällen kann der Zeitraum 48 Stunden lang sein) Licht über oder mit einer Intensität von 0,32 mcd/m² emittiert. Dementsprechend kann das lumineszierende Material 18 mit langer Nachleuchtdauer als Reaktion auf die Anregung von einer beliebigen Lichtquelle 40, die das Anregungslicht 24 emittiert, einschließlich unter anderem einer natürlichen Lichtquelle (z. B. der Sonne) und/oder einer beliebigen künstlichen Lichtquelle 40, kontinuierlich leuchten. Die regelmäßige Absorption des Anregungslichts 24 von einer beliebigen Anregungsquelle kann eine im Wesentlichen nachhaltige Aufladung des lumineszierenden Materials 18 mit langer Nachleuchtdauer bereitstellen, um eine durchgehende passive Beleuchtung bereitzustellen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann ein Lichtsensor 80 die Beleuchtungsintensität der lumineszierenden Struktur 10 überwachen und eine Anregungsquelle betätigen, wenn die Beleuchtungsintensität unter 0,32 mcd/m² oder ein beliebiges anderes vordefiniertes Intensitätsniveau abfällt.
Das lumineszierende Material 18 mit langer Nachleuchtdauer kann Erdalkalialuminaten und -silicaten, beispielsweise dotierten Disilicaten, oder einer beliebigen anderen Verbindung entsprechen, die dazu in der Lage ist, Licht über einen Zeitraum hinweg zu emittieren, sobald das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist. Das lumineszierende Material 18 mit langer Nachleuchtdauer kann mit einem oder mehreren Ionen dotiert sein, die Seltenerdelementen entsprechen können, beispielsweise Eu2+, Tb3+ und/oder Dy3. Gemäß einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel beinhaltet die lumineszierende Struktur 10 ein phosphoreszierendes Material im Bereich von etwa 30 % bis etwa 55 %, ein flüssiges Trägermedium im Bereich von etwa 25 % bis etwa 55 %, ein Polymerharz im Bereich von etwa 15 % bis etwa 35 %, einen stabilisierenden Zusatzstoff im Bereich von etwa 0,25 % bis etwa 20 % und leistungssteigernde Zusatzstoffe im Bereich von etwa 0 % bis etwa 5 %, jeweils bezogen auf das Gewicht der Formulierung.
Die lumineszierende Struktur 10 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen im unbeleuchteten Zustand eine transluzente weiße Farbe aufweisen und in einigen Fällen reflektieren. Sobald die lumineszierende Struktur 10 das Anregungslicht 24 einer bestimmten Wellenlänge empfängt, kann die lumineszierende Struktur 10 Licht einer beliebigen Farbe (z. B. Blau oder Rot) in einer beliebigen gewünschten Helligkeit daraus emittieren. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Blau emittierendes phosphoreszierendes Material die Struktur Li₂ZnGeO₄ aufweisen und kann durch ein Hochtemperaturfestphasenreaktionsverfahren oder durch beliebige andere mögliche Verfahren und/oder Prozesse hergestellt werden. Das Nachleuchten kann über eine Dauer von 2-8 Stunden anhalten und von dem Anregungslicht 24 und d-d-Übergängen von Mn2+-Ionen ausgehen.
Gemäß einem alternativen nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel können 100 Teile eines handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Polyurethans, wie etwa Mace-Harz 107-268, das 50 % Fest-Polyurethan in Toluol/Isopropanol aufweist, 125 Teile eines blaugrünen Leuchtstoffs mit langer Nachleuchtdauer, wie etwa Leistungsindikator PI-BG20, und 12,5 Teile einer Farbstofflösung, die 0,1 % Lumogen-Gelb F083 in Dioxolan enthält, gemischt werden, um eine lumineszierende Struktur 10 mit geringem Seltenerdmineralanteil zu erhalten. Es versteht sich, dass es sich bei den hier bereitgestellten Zusammensetzungen um nicht einschränkende Beispiele handelt. Daher kann ein beliebiger fachbekannter Leuchtstoff in der lumineszierenden Struktur 10 genutzt werden, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen. Außerdem wird in Erwägung gezogen, dass zudem ein beliebiger fachbekannter Leuchtstoff mit langer Nachleuchtdauer genutzt werden kann, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen.
Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung lumineszierender Materialien mit langer Nachleuchtdauer sind in dem US-Patent Nr. 8,163,201 an Agrawal et al. offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Für zusätzliche Informationen bezüglich phosphoreszierender Strukturen mit langer Nachleuchtdauer siehe US-Patent Nr. 6,953,536 an Yen et al., US-Patent Nr. 6,117,362 an Yen et al. und US-Patent Nr. 8,952,341 an Kingsley et al., die alle in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hier aufgenommen sind.
Weiterhin unter Bezugnahme auf die 1A-1C kann das lumineszierende Material 18 gemäß verschiedenen Ausführungsformen einen oder mehrere Quantenpunkte beinhalten. Bei Quantenpunkten handelt es sich um Halbleitervorrichtungen im Nanobereich, die Elektronen oder Elektronenfehlstellen in drei räumlichen Dimensionen dicht einfassen und lumineszierend sein können. Die Lumineszenz eines Quantenpunkts kann durch Steuern des Teilchendurchmessers der Quantenpunkte auf konkrete Wellenlängen abgeändert werden. Quantenpunkte können einen Radius, oder eine Distanz, die der Hälfte ihrer längsten Länge entspricht, im Bereich zwischen etwa 1 nm und etwa 10 nm oder zwischen etwa 2 nm und etwa 6 nm aufweisen. Größere Quantenpunkte (z. B. mit einem Radius von 5-6 nm) emittieren Licht einer längeren Wellenlänge, was bewirkt, dass die Farbe des Lichts Farben wie Orange oder Rot entspricht. Kleinere Quantenpunkte (z. B. mit einem Radius von 2-3 nm) emittieren kürzere Wellenlängen, was Farben wie etwa Blau oder Grün ergibt. Es versteht sich, dass die Wellenlänge von Licht, das von den Quantenpunkten emittiert wird, je nach Zusammensetzung der Quantenpunkte variieren kann. Quantenpunkte erzeugen naturgemäß monochromatisches Licht. Beispielhafte Zusammensetzungen der Quantenpunkte beinhalten LaF₃-Quantenpunktnanokristalle, die mit Yb-Er, Yb-Ho und/oder Yb-Tm dotiert (z. B. beschichtet) sind. Andere Arten von Quantenpunkten, die verwendet werden können, beinhalten unterschiedliche Arten von Tetrapoden-Quantenpunkten und mittels Perowskit verstärkten Quantenpunkten. Es versteht sich, dass eine oder mehrere Arten von Quantenpunkten vermischt oder anderweitig in dem lumineszierenden Material 18 verwendet werden können, um eine gewünschte Farbe oder Schattierung für das umgewandelte Licht 26 zu erzielen.
Die Quantenpunkt-Ausführungsformen des lumineszierenden Materials 18 können dazu konfiguriert sein, als Reaktion auf das Anregungslicht 24 Licht zu emittieren. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Quantenpunkte dazu konfiguriert sein, durch Aufwärtswandlung von Anregungslicht 24 Licht zu emittieren. Bei Aufwärtswandlungsprozessen werden zwei oder mehr Photonen eines Anregungslichts 24 mit längerer Wellenlänge absorbiert. Sobald sie absorbiert wurden, können die Quantenpunkte ein oder mehrere Photonen emittieren, die eine Wellenlänge aufweisen, die kürzer als die Wellenlängen des Anregungslichts 24 ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anregungslicht 24 im Infrarot-(IR)-Licht-Spektrum liegen. Bei derartigen Ausführungsformen kann das Anregungslicht 24 eine Wellenlänge von etwa 800 nm bis etwa 1000 nm aufweisen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann das Anregungslicht 24 eine Wellenlänge zwischen 900 und 1000 nm, wie etwa 980 nm, aufweisen. Eine Wellenlänge zwischen 900 und 1000 nm wird gewählt, da Rot, Blau und Grün emittierende kolloidale Quantenpunkte dieser Spezies diese Wellenlänge des Anregungslichts 24 effizient absorbieren können. Diese Lichtwellenlänge kann gut von erwärmten Fahrzeugkomponenten (z. B. einer Lichtquelle 40 (3) oder einer die Lichtquelle 40 umgebenden Lichtblende 44 (3)) emittiert werden. Dies bedeutet, dass die lumineszierende Struktur 10 umgewandeltes Licht 26 nahezu aller Farben emittieren kann, einschließlich unter anderem umgewandelten Lichts 26 innerhalb des weißen Spektrums, wenn sie mithilfe von IR-Anregungslicht 24 aufgeladen oder angeregt wird und Quantenpunkte mit passender Größe verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Fahrzeug 28 allgemein so veranschaulicht, dass es mit einem Paar von Lichtbaugruppen 30 zum Bereitstellen von Fahrzeugaußenbeleuchtung ausgestattet ist. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Lichtbaugruppen 30 als Scheinwerferlicht- oder Scheinwerferbaugruppen konfiguriert, die nahe einem vorderen Abschnitt 32 des Fahrzeugs 28 auf gegenüberliegenden Seiten einer Fahrzeugmittellinie 34 positioniert sind. Die Lichtbaugruppen 30 stellen eine Außenbeleuchtung für das Fahrzeug 28 bereit, wie etwa Fern- und Abblendlicht, die Licht unter Verwendung einer oder mehrerer Lampen vom Fahrzeug 28 nach vorne auf die Fahrbahn projiziert. Es versteht sich, dass sich die Lichtbaugruppen 30 an anderen Stellen am Fahrzeug 28 befinden können und dazu konfiguriert sein können, andere Beleuchtungsfunktionen, wie etwa Rücklicht, Blinker, Nebelscheinwerfer, Tageslicht oder andere Beleuchtungsfunktionen bereitzustellen.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 weist die Lichtbaugruppe 30 ein Gehäuse 36 zum Befestigen der Lichtbaugruppe 30 am Fahrzeug 28 auf. Die Lichtbaugruppe 30 beinhaltet zudem einen Reflektor 38 zum Reflektieren von Licht von der Lichtbaugruppe 30. Der Reflektor 38 weist eine reflektierende Fläche zum Reflektieren des Lichts aus der Lichtbaugruppe 30 auf. Zusätzlich kann der Reflektor 38 eine im Allgemeinen parabolische Form zum Umlenken des Licht in einer fokussierten Anordnung aufweisen. Die parabolische Fläche des Reflektors 38 kann aus einer durchgehenden parabolischen Fläche oder durch mehrere Facetten, die gemeinsam eine parabolische Fläche des Reflektors 38 bereitstellen, ausgebildet sein, wie beim Reflektor 38 in den 3 und 4 veranschaulicht.
Die Lichtbaugruppe 30 beinhaltet zudem eine Lichtquelle 40, wie etwa eine Glühlampe, eine Halogenlampe, Entladungslampen mit hoher Intensität (High-Intensity Discharge Lamps - HID-Lampen) und/oder einer Leuchtdiode (LED), beispielsweise für eine Beleuchtung vom Fahrzeug 28 nach außen. Die Lichtquelle 40 ist am Gehäuse 36 montiert und kann vom Reflektor 38 beabstandet sein, um Beleuchtung bereitzustellen, die vom Reflektor 38 und aus der Lichtbaugruppe 30 heraus reflektiert wird. Die Lichtquelle 40 strahlt im Allgemeinen Anregungslicht 24 omnidirektional aus. Dementsprechend ist die Lichtquelle 40 an einem Brennpunkt des parabolischen Reflektors 38 bereitgestellt, sodass omnidirektionales Licht von der Lichtquelle 40 vom Reflektor 38 reflektiert wird und in einen Beleuchtungsweg nach vorne fokussiert wird.
Die Lichtbaugruppe 30 beinhaltet zudem eine Linse 42 zum partiellen oder vollständigen Umgeben des Gehäuses 36 und Schützen der Lichtquelle 40. Die Linse 42 ist im Allgemeinen transparent und/oder transluzent und kann aus einem Polymer, einem Elastomer, einem beliebigen anderen transparenten oder transluzenten Material und/oder Kombinationen davon ausgebildet sein. Die Lichtbaugruppe 30 ist zudem mit einer Lichtblende 44 bereitgestellt, die Blendlicht am Austreten aus der Lichtbaugruppe 30 hindern kann. Die Lichtblende 44 weist einen Umfangsbereich 46 und einen zentralen Bereich 48 auf, der in der Nähe der Lichtquelle 40 angeordnet ist, und ist durch eine Stützstruktur 50 am Gehäuse 36 montiert. Die Lichtquelle 40 emittiert im Allgemeinen Lichtstrahlen omnidirektional von der Lichtquelle 40 aus. Die Lichtblende 44 ist dazu konfiguriert, etwas Anregungslicht 24, das von der Lichtquelle 40 emittiert wird, daran zu hindern, uneingeschränkt durch die Linse 42 auszutreten. Die Lichtblende 44 kann zusätzlich dabei helfen, einen gewünschten Lichtkegel zu bilden, wenn das Anregungslicht 24 aus der Linse 42 austritt. Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Beleuchtungsmuster Lichtkegel bilden können, die als Fläche in der Raumzeit beschrieben werden können und als Kegel in drei Dimensionen dargestellt werden, einschließlich der Punkte, von denen ein Lichtsignal gleichzeitig einen gegebenen Punkt (an der Spitze) erreichen würde, und die deshalb einem Beobachter an der Spitze gleichzeitig erscheinen. Darüber hinaus kann der Lichtkegel jede beliebige Geometrie aufweisen, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Während sie das blendende Anregungslicht 24 blockiert, kann die Lichtblende 44 Wärme absorbieren, die durch eine oder mehrere Lichtquellen 40 in der Lichtbaugruppe 30, wie etwa der Lichtquelle 40, erzeugt werden kann. Die radiale Symmetrie des Umfangsbereichs 46 der Lichtblende 44 führt zu einer Verteilung des blockierten Blendlichts und daher zu einer Verteilung der Wärme zur Lichtblende 44. Um die Wärmeabsorption in der Lichtblende 44 zu reduzieren, kann die Lichtblende 44 aus einem wärmebeständigen Elastomermaterial, wie etwa PVC, Latex, Silikon, wärmebeständigem Gummi (und seinen Derivatmaterialien), wärmebeständigen technischen Polymeren, Polyalkylenterephthalat, Isophtalat und/oder Copolyestern, ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Lichtblende 44 aus einem Material ausgebildet sein, das Silikon aufgrund seiner thermischen Stabilität über einen breiten Temperaturbereich hinweg enthält.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 definiert die Lichtblende 44 eine hintere Öffnung 52, durch die omnidirektionales Anregungslicht 24, wie in 5 veranschaulicht, von der Lichtquelle 40 ausgestrahlt werden kann und durch den Reflektor 38 aus einem Austrittbereich 54 der Linse 42 reflektiert werden kann. Ferner kann der zentrale Bereich 48 der Lichtblende 44 eine Optik 56 beinhalten, um das durch die Lichtquelle 40 erzeugte Licht in einem vordefinierten Muster durch sie hindurch zu lenken, das dann durch die Linse 42 aus der Lichtbaugruppe 30 austritt. Beispielsweise kann der zentrale Bereich 48 als Fresnel-Linse, Kissenoptik und/oder eine beliebige andere Art von Linse oder Optik konfiguriert sein, die dazu konfiguriert ist, von der Lichtquelle 40 emittiertes Anregungslicht 24 auf eine beliebige gewünschte Weise dort hindurch zu streuen, zu konzentrieren und/oder anderweitig zu lenken.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtblende 44 der Lichtbaugruppe 30 Abschnitte davon aufweisen, die weiter von der Lichtquelle 40 entfernt sind als andere Abschnitte. Daher kann die Lichtblende 44, während die Lichtblende 44 Blendlicht blockiert, Wärme ungleichmäßig absorbieren. Beispielsweise ist der Umfangsbereich 46 der Lichtblende 44 als Vieleck, wie etwa als Parallelogramm, das sich von der Lichtquelle 40 weg erstreckt, veranschaulicht, was dabei helfen kann, Wärme in die Umgebungsluft innerhalb eines Hohlraums 58 abzuleiten, der zwischen dem Gehäuse 36 und der Linse 42 definiert ist. Der Umfangsbereich 46 kann abgerundete Ecken 60 (3) aufweisen, welche die Übergänge zwischen den Seiten des Umfangsbereichs 46 darstellen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Umfangsbereich 46 der Lichtblende 44 eine erste optische Durchlässigkeit aufweisen und der zentrale Bereich 48 der Lichtblende 44 kann eine zweite optische Durchlässigkeit aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste optische Durchlässigkeit geringer sein als die zweite optische Durchlässigkeit. Darüber hinaus können die erste und/oder die zweite optische Durchlässigkeit weniger als 20 % Durchlässigkeit, weniger als 10 % Durchlässigkeit oder weniger betragen, was bedeutet, dass der Umfangsbereich 46 und/oder der zentrale Bereich 48 beinahe lichtundurchlässig oder vollständig lichtundurchlässig sein können. Die Stützstruktur 50 kann ebenfalls aus einem transparenten und/oder transluzenten Material ausgebildet sein, das eine dritte optische Durchlässigkeit aufweist. Aufgrund der transparenten und/oder transluzenten Natur des Umfangsbereichs 46, des zentralen Bereichs 48 und/oder der Stützstruktur 50 bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtblende 44 einem Fahrgast des Fahrzeugs 28 verborgen und/oder nicht leicht für ihn zu sehen sein.
Der Umfangsbereich 46 kann aufgrund eines abweichenden Materials, das zum Ausbilden des Umfangsbereich 46 genutzt wird, eine geringere optische Durchlässigkeit aufweisen und/oder ein dekoratives Material 62 kann an und/oder in der Lichtblende 44 angeordnet sein. Das dekorative Material 62 kann ein Material beinhalten, das dazu konfiguriert ist, ein Erscheinungsbild der Lichtblende 44 und/oder eines anderen Abschnitts der Lichtbaugruppe 30 zu steuern oder zu modifizieren. Beispielsweise kann das dekorative Material 62 dazu konfiguriert sein, Abschnitten der Lichtbaugruppe 30, wie etwa der Linse 42, ein weißes Erscheinungsbild oder einen beliebigen anderen gewünschten Farbton oder Lackton zu verleihen. Das dekorative Material 62 kann durch ein beliebiges fachbekanntes Verfahren an der Lichtblende 44 und/oder einem beliebigen anderen Abschnitt der Lichtbaugruppe 30 angeordnet werden, einschließlich unter anderem Zerstäubungsabscheidung, Vakuumabscheidung (Vakuumverdampfungsbeschichtung), Galvanisieren, Kleben und/oder Drucken auf eine Komponente der Lichtbaugruppe 30. Das dekorative Material 62 kann aus einer umfangreichen Auswahl von Materialien und/oder Farben ausgewählt sein, einschließlich unter anderem Silber, Chrom, Kupfer, Bronze, Gold oder einer beliebigen anderen metallischen Fläche. Zusätzlich kann zudem eine Imitation eines beliebigen metallischen Materials genutzt werden, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das dekorative Material 62 in einer beliebigen Farbe getönt sein, die an das Fahrzeug 28 angepasst ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen können das dekorative Material 62, der Umfangsbereich 46, der zentrale Bereich 48 und/oder die Stützstruktur 50 eine strukturierte oder gekörnte Fläche aufweisen. Die gekörnte Fläche kann durch Laserätzen der Lichtblende 44 erzeugt werden und kann bewirken, dass die Lichtbaugruppe 30 in Bezug auf in der Nähe angeordnete Komponenten des Fahrzeugs 28 ein anderes oder gemeinsames Erscheinungsbild aufweist.
Weiterhin unter Bezugnahme auf die 4 und 5 kann eine erste lumineszierende Struktur 10a am Umfangsbereich 46 der Lichtblende 44 angeordnet sein, wodurch die optische Durchlässigkeit des Umfangsbereich 46 weiter reduziert wird. Die erste lumineszierende Struktur 10a kann als Reaktion auf ein Empfangen von Licht von einer beliebigen Lichtquelle 40 am Fahrzeug 28 und/oder Umgebungslicht, wie etwa der Sonne oder sich nähernder Fahrzeuge, lumineszieren. Eine zweite lumineszierende Struktur 10b kann am zentralen Bereich 48 der Lichtblende 44 angeordnet sein. Die erste und/oder die zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b können Markierungen, wie etwa ein Emblem, ein Logo, ein künstlerisches Design (z. B. ein Katzenauge) oder eine beliebige andere gewünschte Information, an der Lichtblende 44 bilden.
Während sie etwas durch die Lichtquelle 40 erzeugtes Licht blockiert, was hilft, zu verhindern, dass entgegenkommende Fahrzeuge geblendet werden, absorbiert die Lichtblende 44 Wärme und/oder IR-Licht. Das IR-Licht kann eine Wellenlänge zwischen etwa 800 nm und etwa 1000 nm aufweisen, die gut von erwärmten Scheinwerferkomponenten (z. B. der Lichtquelle 40 und/oder der Lichtblende 44) emittiert werden kann. Bei Betrieb emittiert die Lichtquelle 40 Anregungslicht 24, das eine Hohlraumtemperatur innerhalb des Hohlraums 58 erhöht. Wenn die Lichtblende 44 oder eine beliebige andere Komponente der Lichtbaugruppe 30 eine Temperatur erreicht, die hoch genug ist, um mit dem Freisetzen von Wärmestrahlung als Anregungslicht 24 zu beginnen, werden die erste und/oder die zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b angeregt und lumineszieren als Reaktion auf das Empfangen des Anregungslichts 24. Das umgewandelte Licht 26 oder die Lumineszenz können für ein menschliches Auge sichtbar sein.
Wie in 5 veranschaulicht, wird ein Teil des von der Lichtquelle 40 emittierten Anregungslichts 24 durch den zentralen Bereich 48 der Lichtblende 44 geleitet. Bei Betrieb empfängt die zweite lumineszierende Struktur 10b das Anregungslicht 24 und luminesziert als Reaktion darauf. Die zweite lumineszierende Struktur 10b kann phosphoreszierendes Material 40 mit langer Nachleuchtdauer enthalten, sodass die zweite lumineszierende Struktur 10b über einen Zeitraum hinweg weiter Licht emittiert, nachdem das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist. Beispielsweise kann die zweite lumineszierende Struktur 10b gemäß verschiedenen Ausführungsformen über vier Stunden nach Entfernen des Anregungslichts 24 weiter Licht emittieren.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtquelle 40 Licht an vordefinierten Zeitpunkten, wie etwa alle fünf Minuten, pulsieren, um die erste und/oder die zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b erneut anzuregen, sodass die erste und/oder die zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b weiter Licht über einer vordefinierten Intensität emittieren. Die Lichtquelle 40 kann mit einer beliebigen Frequenz pulsieren, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen.
Erneut unter Bezugnahme auf FIG. 5 können die erste und/oder die zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b zwischen der Lichtquelle 40 und der Linse 42 angeordnet sein. Bei Betrieb können die erste und/oder die zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b eine Vielzahl von lumineszierenden Materialien 18 darin beinhalten, die als Reaktion auf ein Empfangen von Licht mit einer konkreten Wellenlänge lumineszieren. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind die hier erörterte erste und/oder zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b im Wesentlichen Lambertsche Strukturen; das heißt, die scheinbare Helligkeit der ersten und/oder der zweiten lumineszierenden Struktur 10a, 10b ist unabhängig vom Blickwinkel des Betrachters im Wesentlichen konstant. Wie hier beschrieben, kann die Farbe der Lumineszenz von dem jeweiligen lumineszierenden Material 18 abhängen, das in der ersten und/oder der zweiten lumineszierenden Struktur 10a, 10b genutzt wird. Zusätzlich kann eine Umwandlungskapazität der ersten und/oder der zweiten lumineszierenden Struktur 10a, 10b von einer Konzentration des lumineszierenden Materials 18 abhängen, das in der ersten und/oder der zweiten lumineszierenden Struktur 10a, 10b genutzt wird. Durch Einstellen des Bereichs der Intensitäten, welche die erste und/oder die zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b anregen können, können die Konzentration, Arten und Anteile der lumineszierenden Materialien 18 in der hier erörterten ersten und/oder zweiten lumineszierenden Struktur 10a, 10b dazu verwendet werden, ein Spektrum von Farbtönen zu erzeugen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtblende 44 durch einen mehrstufigen Gussprozess ausgebildet werden. Da die Fertigungs- und Montageschritte in einer Gussform durchgeführt werden, können gussgeformte Gegenstände aus mehreren Materialien eine Reduzierung der Montageoperationen und Produktionszykluszeiten ermöglichen. Darüber hinaus kann die Produktqualität verbessert werden und die Wahrscheinlichkeit von Herstellungsfehlern und die Gesamtherstellungskosten können reduziert werden. Beim Spritzgießen mehrerer Materialien werden mehrere unterschiedliche Materialien in eine mehrstufige Gussform eingespritzt. Die Bereiche der Gussform, die während einer Gussstufe nicht gefüllt werden sollen, werden vorübergehend blockiert. Nachdem das erste eingespritzte Material ausgehärtet ist, werden dann einer oder mehrere blockierte Abschnitte der Gussform geöffnet und das nächste Material wird eingespritzt. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis das angeforderte aus mehreren Materialien bestehende Teil erstellt ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein mehrstufiger Gussprozess verwendet, um die Lichtblende 44 zu erstellen. Zuerst kann der zentrale Bereich 48 der Lichtblende 44 durch einen ersten Einspritzgussschritt oder, wenn nötig, durch aufeinanderfolgende Schritte ausgebildet werden. Der Umfangsbereich 46 der Lichtblende 44 kann dann in einem darauffolgenden Schritt ausgebildet werden. Zuletzt kann die Stützstruktur 50 zusammen mit dem Umfangsbereich 46 oder bei einem darauffolgenden Schritt ausgebildet werden. Bei alternativen Ausführungsformen können zusätzliche Komponenten während einem der Einspritzschritte hinzugefügt werden oder darauffolgend bei zusätzlichen Einspritzungen hinzugefügt werden, um mehr Komponenten mit der Lichtblende 44 zu verkleben.
Aus der Verwendung der vorliegenden Offenbarung lässt sich eine Vielzahl von Vorteilen ableiten. Beispielsweise kann die Verwendung der hier bereitgestellten Lichtbaugruppe dem Fahrzeug ein einzigartiges ästhetisches Erscheinungsbild bereitstellen, wodurch der Wert des Fahrzeugs für den Kunden erhöht wird. Darüber hinaus kann die offenbarte Lichtbaugruppe es ermöglichen, dass das von einem Scheinwerfer emittierte Licht in einer effizienteren Weise verwendet wird. Die hier bereitgestellte Lichtbaugruppe kann zudem dabei helfen, Wärme innerhalb der Scheinwerferbaugruppe abzuleiten. Die Lichtbaugruppe kann im Vergleich zu standardmäßigen Fahrzeugscheinwerferbaugruppen kostengünstig hergestellt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird hier eine Lichtbaugruppe für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Lichtbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse und eine Linse. Eine Lichtquelle ist zwischen dem Gehäuse und der Linse angeordnet. Eine Lichtblende ist zwischen der Lichtquelle und der Linse angeordnet. Ein Umfangsabschnitt der Lichtblende weist eine erste optische Durchlässigkeit auf und ein zentraler Bereich der Lichtblende weist eine zweite optische Durchlässigkeit auf. Die Lichtbaugruppe kann als eine Fahrzeuglichtbaugruppe konfiguriert sein. Ausführungsformen der Lichtbaugruppe können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmalen beinhalten:

• die erste optische Durchlässigkeit kann geringer als die zweite optische Durchlässigkeit sein;
• eine lumineszierende Struktur, die an der Lichtblende angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf ein Empfangen von Licht von der Lichtquelle zu lumineszieren;
• eine lichtdurchlässige Stützstruktur, die einstückig mit der Lichtblende ausgebildet ist;
• die Lichtquelle ist funktionell mit einem Reflektor und der Lichtblende gekoppelt, um etwas Licht von der Lichtquelle daran zu hindern, uneingeschränkt durch die Linse auszutreten;
• die lumineszierende Struktur beinhalte eine Vielzahl von Quantenpunkten;
• der Umfangsabschnitt beinhaltet ein erstes lumineszierendes Material und der zentrale Bereich beinhaltet ein zweites lumineszierendes Material, wobei das erste und das zweite lumineszierende Material dazu konfiguriert sind, bei verschiedenen Wellenlängen von umgewandeltem Licht zu lumineszieren;
• die lumineszierende Struktur umfasst mindestens ein lumineszierendes Material, das dazu konfiguriert ist, ein Anregungslicht in ein sichtbares Licht umzuwandeln;
• das Gehäuse und die Linse sind als Fahrzeugscheinwerferlichtbaugruppe konfiguriert; und/oder
• die Linse ist auf einem Material ausgebildet, das Silikon enthält.

Darüber hinaus kann die Lichtbaugruppe hergestellt werden, indem ein Gehäuse und eine Linse gekoppelt werden; eine Lichtquelle zwischen dem Gehäuse und der Linse positioniert wird; eine Lichtblende zwischen der Lichtquelle und der Linse angeordnet wird; ein Umfangsabschnitt der Lichtblende ausgebildet wird, der eine erste optische Durchlässigkeit aufweist; und ein zentraler Bereich der Lichtblende ausgebildet wird, der eine zweite optische Durchlässigkeit aufweist.
Der Durchschnittsfachmann versteht, dass die Konstruktion der beschriebenen Erfindung und anderer Komponenten nicht auf ein konkretes Material beschränkt ist. Andere beispielhafte Ausführungsformen der hier offenbarten Erfindung können aus einer großen Vielfalt an Materialien ausgebildet sein, es sei denn, hier ist etwas anderes beschrieben.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bezeichnet der Ausdruck „gekoppelt“ (in all seinen Formen wie koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) im Allgemeinen das direkte oder indirekte Verbinden von zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten miteinander. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach unbeweglich oder dem Wesen nach beweglich sein. Ein derartiges Verbinden kann erzielt werden, indem die zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den zwei Komponenten ausgebildet werden. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach permanent sein oder dem Wesen nach abnehmbar oder lösbar sein, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Außerdem ist eine beliebige Anordnung von Komponenten zum Erzielen derselben Funktion effektiv „zugeordnet“, sodass die gewünschte Funktion erzielt wird. Somit können zwei beliebige Komponenten, die hier kombiniert werden, um eine bestimmte Funktion zu erzielen, als einander „zugeordnet“ angesehen werden, sodass die gewünschte Funktion unabhängig von Architekturen oder Zwischenkomponenten erzielt wird. Gleichermaßen können zwei beliebige derart zugeordnete Komponenten zudem als miteinander „funktionell verbunden“ oder „funktionell gekoppelt“ angesehen werden, um die erwünschte Funktion zu erzielen, und können zwei beliebige Komponenten, die dazu in der Lage sind, derart zugeordnet zu werden, zudem als miteinander „funktionell koppelbar“ angesehen werden, um die gewünschte Funktion zu erzielen. Zu einigen Beispielen für Elemente, die funktionell koppelbar sind, gehören unter anderem physisch zusammenpassbare und/oder physisch zusammenwirkende Komponenten und/oder Komponenten, die drahtlos zusammenwirken können, und/oder drahtlos zusammenwirkende Komponenten und/oder logisch zusammenwirkende Komponenten und/oder Komponenten, die logisch zusammenwirken können.
Es ist zudem wichtig anzumerken, dass die Konstruktion und Anordnung der erfindungsgemäßen Elemente, wie in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigt, lediglich der Veranschaulichung dienen. Wenngleich nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, wird der Fachmann, der diese Offenbarung betrachtet, ohne Weiteres erkennen, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Befestigungsanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen, usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des genannten Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig ausgebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen aufgebaut sein, oder Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, können einstückig ausgebildet sein, die Bedienung der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig verändert werden, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungsglieder oder sonstiger Elemente des Systems kann variiert werden und die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Einstellpositionen kann variiert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus einer großen Vielfalt von Materialien, die eine ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit bereitstellen, in einer großen Vielfalt von Farben, Strukturen und Kombinationen aufgebaut werden können. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen im Umfang der vorliegenden Innovationen eingeschlossen sind. Andere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können an der Gestaltung, an den Betriebsbedingungen und der Anordnung der gewünschten und anderer beispielhafter Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass alle beschriebenen Prozesse oder Schritte in den beschriebenen Prozessen mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten zum Bilden von Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung kombiniert werden können. Die hier offenbarten beispielhaften Strukturen und Vorgänge dienen lediglich zu Veranschaulichungszwecken und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Es versteht sich zudem, dass Variationen und Modifikationen an den oben genannten Strukturen und Verfahren vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte von den folgenden Patentansprüchen abgedeckt sein sollen, es sei denn, diese Patentansprüche geben durch ihren Wortlaut ausdrücklich etwas anderes vor.
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 8232533 [0019]
US 8207511 [0019]
US 8247761 [0019]
US 8519359 [0019]
US 8664624 [0019]
US 2012/0183677 [0019]
US 9057021 [0019]
US 8846184 [0019]
US 8163201 [0021, 0027]
US 6953536 [0027]
US 6117362 [0027]
US 8952341 [0027]

Claims

Lichtbaugruppe, umfassend: ein Gehäuse und eine Linse; eine Lichtquelle, die zwischen dem Gehäuse und der Linse angeordnet ist; und eine Lichtblende, die zwischen der Lichtquelle und der Linse angeordnet ist, wobei ein Umfangsabschnitt der Lichtblende eine erste optische Durchlässigkeit aufweist und ein zentraler Bereich der Lichtblende eine zweite optische Durchlässigkeit aufweist.
Lichtbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die erste optische Durchlässigkeit geringer sein kann als die zweite optische Durchlässigkeit.
Lichtbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine lumineszierende Struktur, die an der Lichtblende angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf ein Empfangen von Licht von der Lichtquelle zu lumineszieren.
Lichtbaugruppe nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine lichtdurchlässige Stützstruktur, die einstückig mit der Lichtblende ausgebildet ist.
Lichtbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle funktionell mit einem Reflektor und der Lichtblende gekoppelt ist, um etwas Licht von der Lichtquelle daran zu hindern, uneingeschränkt durch die Linse auszutreten.
Lichtbaugruppe nach Anspruch 3, wobei die lumineszierende Struktur eine Vielzahl von Quantenpunkten beinhaltet.
Lichtbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Umfangsabschnitt ein erstes lumineszierendes Material beinhaltet und der zentrale Bereich ein zweites lumineszierendes Material beinhaltet, wobei das erste und zweite lumineszierende Material dazu konfiguriert sind, bei verschiedene Wellenlängen von umgewandeltem Licht zu lumineszieren.
Lichtbaugruppe nach Anspruch 3, wobei die lumineszierende Struktur mindestens ein lumineszierendes Material umfasst, das dazu konfiguriert ist, ein Anregungslicht in ein sichtbares Licht umzuwandeln.
Lichtbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse und die Linse als Fahrzeugscheinwerferlichtbaugruppe konfiguriert sind.
Lichtbaugruppe nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die Linse aus einem Material ausgebildet ist, das Silikon enthält.
Lichtbaugruppe nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die Lichtbaugruppe ein Fahrzeuglichtsystem ist.
Verfahren zum Herstellen einer Lichtbaugruppe, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Koppeln eines Gehäuses und einer Linse; Positionieren einer Lichtquelle zwischen dem Gehäuse und der Linse; Anordnen einer Lichtblende zwischen der Lichtquelle und der Linse; Ausbilden eines Umfangsabschnitt der Lichtblende, der eine erste optische Durchlässigkeit aufweist; und Ausbilden eines zentralen Bereichs der Lichtblende, der eine zweite optische Durchlässigkeit aufweist.