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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Fahrzeugbeleuchtungssysteme und insbesondere Fahrzeugbeleuchtungssysteme, die eine oder mehrere photolumineszierende Strukturen einsetzen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Von der Verwendung photolumineszierender Strukturen ausgehende Beleuchtung bietet ein einzigartiges und attraktives Betrachtungserlebnis. Es ist demnach wünschenswert, derartige Strukturen in Kraftfahrzeugen für verschiedene Beleuchtungsanwendungen zu implementieren.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug offenbart. Das Fahrzeug beinhaltet eine Platte mit einer Lichterzeugungsbaugruppe, die mehrere Lichtquellen umfasst, die als eine an einem Teil der Platte angebrachte Leiste angeordnet sind. Eine photolumineszierende Struktur ist auf der Lichterzeugungsbaugruppe angeordnet und dazu konfiguriert, als Reaktion auf eine Anregung durch die mehreren Lichtquellen zu lumineszieren. Ein oder mehrere retroreflektierende Kügelchen sind dazu konfiguriert, ein einfallendes Licht, das zu der Lichterzeugungsbaugruppe hin gerichtet ist, zu reflektieren.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtleiste für eine Fahrzeugplatte offenbart. Die Lichtleiste beinhaltet eine Lichterzeugungsbaugruppe. Eine photolumineszierende Struktur ist auf der Lichterzeugungsbaugruppe angeordnet und dazu konfiguriert, als Reaktion auf eine Anregung durch eine Lichtquelle der Lichterzeugungsbaugruppe zu lumineszieren. Eine Klebeschicht mit einem oder mehreren darin eingebetteten retroreflektierenden Kügelchen ist auf der photolumineszierenden Struktur angeordnet. Ein Umspritzmaterial ist über einem Teil der retroreflektierenden Kügelchen angeordnet.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtleiste für ein Fahrzeug offenbart. Die Lichtleiste beinhaltet eine Lichtquelle. Eine photolumineszierende Struktur ist auf der Lichtquelle angeordnet und dazu konfiguriert, als Reaktion auf eine Anregung durch die Lichtquelle zu lumineszieren. Eine durchscheinende reflektierende Schicht ist dazu konfiguriert, ein einfallendes Licht, das auf eine erste Seite der reflektierenden Schicht gerichtet ist, zu reflektieren und einem umgewandelten Licht, das auf eine zweite gegenüberliegende Seite der reflektierenden Schicht gerichtet ist, zu ermöglichen, hindurch zu gelangen.
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Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für einen Fachmann bei der Lektüre der folgenden Beschreibung, Ansprüche und angehängten Zeichnungen verständlich und offensichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen:
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ist 1A eine Seitenansicht einer photolumineszierenden Struktur, die als eine Beschichtung zur Verwendung in einer Fahrzeuglichtleiste ausgebildet ist, gemäß einer Ausführungsform;
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ist 1B eine Draufsicht einer photolumineszierenden Struktur, die als ein diskretes Teilchen ausgebildet ist, gemäß einer Ausführungsform;
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ist 1C eine Seitenansicht mehrerer photolumineszierender Strukturen, die als diskrete Teilchen ausgebildet und in einer separaten Struktur integriert sind;
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ist 2 eine perspektivische Vorderansicht eines Fahrzeugs, das eine Lichtleiste auf einer Karosserieseitenplatte gemäß einer Ausführungsform einsetzt;
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ist 3 eine perspektivische Rückansicht des Fahrzeugs, das Lichtleisten auf einer Karosserieheckplatte gemäß einer Ausführungsform einsetzt;
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ist 4A eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV von 2, die eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
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ist 4B eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV von 2, die die Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform weiter veranschaulicht;
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ist 4C eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV von 2, die eine alternative Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
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ist 4D eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV von 2, die eine Lichtquelle mit einer lumineszierenden Struktur, die durch lichtdurchlässige Teile, die auf der Lichtquelle angeordnet sind, separiert ist, gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
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ist 4E eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV von 2, die eine alternative Lichtquelle mit einer lumineszierenden Struktur, die auf der Lichtquelle angeordnet ist, veranschaulicht, die dazu konfiguriert ist, einen Teil eines von der Lichtquelle emittierten Lichts von einer ersten Wellenlänge in eine zweite Wellenlänge gemäß einer Ausführungsform umzuwandeln;
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veranschaulicht 5 eine Draufsicht einer Lichterzeugungsbaugruppe gemäß einer Ausführungsform, die quer entlang der Lichterzeugungsbaugruppe variierende Arten und Konzentrationen von LED-Quellen aufweist;
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veranschaulicht 6 eine Perspektivansicht eines Fahrzeugs, das eine an einer Karosserieplatte davon angebrachte Lichterzeugungsbaugruppe und eine oder mehrere daran angeordnete beleuchtbare Nachrichten und eine Sicherheitsstange, die sich vor den Bus erstreckt, aufweist;
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ist 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII von 6, die die Sicherheitsstange als eine multidirektionale Lichterzeugungsbaugruppe gemäß einer Ausführungsform konfiguriert veranschaulicht; und
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ist 8 ein Blockdiagramm des Fahrzeugs, der Lichtleiste und der Beleuchtungssteuerung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wie erforderlich werden vorliegend ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen umgesetzt sein kann. Die Figuren folgen nicht notwendigerweise einer ausführlichen Gestaltung und einige schematische Darstellungen können übertrieben oder minimiert sein, um eine Funktionsübersicht zu zeigen. Daher sollen vorliegend offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Art und Weise einzusetzen ist.
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Wie vorliegend verwendet, bedeutet der Begriff „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Gegenständen verwendet wird, dass ein beliebiger der aufgezählten Gegenstände alleine eingesetzt werden kann, oder dass eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Gegenstände eingesetzt werden kann. Falls zum Beispiel eine Zusammensetzung derart beschrieben wird, dass sie die Komponenten A, B und/oder C enthält, kann die Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination oder A, B und C in Kombination enthalten.
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Die folgende Offenbarung beschreibt eine beleuchtete Lichtleiste, die an einem Fahrzeug angebracht sein kann. Die Lichtleiste kann eine oder mehrere photolumineszierende Strukturen beinhalten, die dazu konfiguriert sind, ein Anregungslicht, das von einer assoziierten Lichtquelle empfangen wird, in ein umgewandeltes Licht mit einer anderen Wellenlänge, die sich typischerweise im sichtbaren Spektrum befindet, umzuwandeln.
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Mit Bezug auf die 1A–1C sind verschiedene Ausführungsbeispiele von photolumineszierenden Strukturen 10 dargestellt, die jeweils dazu in der Lage sind, mit einem Substrat 12 gekoppelt zu werden, das einem Fahrzeugbestandteil oder einem fahrzeugbezogenen Ausstattungsstück entsprechen kann. In 1A ist die photolumineszierende Struktur 10 allgemein als eine Beschichtung (z.B. ein Film) ausgebildet dargestellt, die auf eine Oberfläche des Substrats 12 aufgetragen sein kann. In 1B ist die photolumineszierende Struktur 10 allgemein als ein diskretes Teilchen dargestellt, das dazu in der Lage ist, in ein Substrat 12 integriert zu werden. In 1C ist die photolumineszierende Struktur 10 allgemein als mehrere diskrete Teilchen dargestellt, die in ein Trägermedium 14 (z.B. einen Film) integriert werden können, das daraufhin (wie dargestellt) auf das Substrat 12 aufgetragen oder darin integriert werden kann.
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Auf elementarster Ebene beinhaltet eine gegebene photolumineszierende Struktur 10 eine Energieumwandlungsschicht 16, die eine oder mehrere Teilschichten beinhalten kann, die in den 1A und 1B beispielhaft durch gestrichelte Linien dargestellt sind. Jede Teilschicht der Energieumwandlungsschicht 16 kann ein oder mehrere photolumineszierende Materialien 18 beinhalten, die Energieumwandlungselemente mit phosphoreszierenden oder fluoreszierenden Eigenschaften aufweisen. Jedes photolumineszierende Material 18 kann beim Empfangen eines Anregungslichts 24 einer spezifischen Wellenlänge angeregt werden, woraufhin verursacht wird, dass das Licht einem Umwandlungsprozess unterzogen wird. Unter dem Prinzip der Abwärtswandlung wird das Anregungslicht 24 in umgewandeltes Licht 26 mit einer längeren Wellenlänge umgewandelt, das von der photolumineszierenden Struktur 10 ausgegeben wird. Umgekehrt wird unter dem Prinzip der Aufwärtswandlung das Anregungslicht 24 in Licht mit einer kürzeren Wellenlänge umgewandelt, das von der photolumineszierenden Struktur 10 ausgegeben wird. Wenn mehrere unterscheidbare Lichtwellenlängen gleichzeitig von der photolumineszierenden Struktur 10 ausgegeben werden, können sich die Lichtwellenlängen mischen und als ein mehrfarbiges Licht ausgedrückt werden.
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Licht, das von einer Lichtquelle 44 (3) emittiert wird, wird vorliegend als Anregungslicht 24 bezeichnet und wird vorliegend als durchgezogene Pfeile veranschaulicht. Im Gegensatz dazu wird Licht, das von der photolumineszierenden Struktur 10 emittiert wird, vorliegend als umgewandeltes Licht 26 bezeichnet und wird vorliegend als gestrichelte Pfeile veranschaulicht. Die Mischung aus Anregungslicht 24 und umgewandeltem Licht 26, die gleichzeitig emittiert werden können, wird vorliegend als Ausgabelicht bezeichnet.
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Die Energieumwandlungsschicht 16 kann unter Verwendung verschiedener Verfahren durch Dispergieren des photolumineszierenden Materials 18 in einer Polymermatrix zum Bilden einer homogenen Mischung hergestellt werden. Derartige Verfahren können das Herstellen der Energieumwandlungsschicht 16 aus einer Formulierung in einem flüssigen Trägermedium 14 und Auftragen der Energieumwandlungsschicht 16 auf ein gewünschtes Substrat 12 beinhalten. Die Energieumwandlungsschicht 16 kann mittels Lackieren, Siebdruck, Sprühen, Düsenbeschichtung, Tauchlackierung, Walzenauftrag und Kommarakelbeschichtung auf einem Substrat 12 aufgetragen werden. Alternativ dazu kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Verfahren hergestellt werden, die kein flüssiges Trägermedium 14 verwenden. Beispielsweise kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Dispergieren des photolumineszierenden Materials 18 in eine Festkörperlösung (homogene Mischung in einem Trockenzustand) ausgebildet sein, die in einer Polymermatrix integriert sein kann, die durch Extrusion, Spritzguss, Formpressen, Kalandrieren, Thermoformen usw. ausgebildet werden kann. Die Energieumwandlungsschicht 16 kann dann mittels beliebiger einem Fachmann bekannter Verfahren in ein Substrat 12 integriert werden. Wenn die Energieumwandlungsschicht 16 Teilschichten beinhaltet, kann jede Teilschicht unter Ausbildung der Energieumwandlungsschicht 16 sequenziell aufgetragen werden. Alternativ dazu können die Teilschichten separat hergestellt und später zusammenlaminiert oder -geprägt werden, um die Energieumwandlungsschicht 16 zu bilden. Als eine weitere Alternative dazu kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Coextrusion der Teilschichten gebildet werden.
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Bei manchen Ausführungsformen kann umgewandeltes Licht 26, das abwärts- oder aufwärtsgewandelt wurde, zum Anregen eines anderen oder anderer photolumineszierender Materialien 18, die in der Energieumwandlungsschicht 16 zu finden sind, verwendet werden. Der Prozess des Verwendens des umgewandelten Lichts 26, das von einem photolumineszierenden Material 18 ausgegeben wird, zum Anregen eines anderen, usw., wird allgemein als eine Energiekaskade bezeichnet und kann als eine Alternative zum Erreichen verschiedener Farbeindrücke dienen. Hinsichtlich beider Umwandlungsprinzipien ist der Wellenlängenunterschied zwischen dem Anregungslicht 24 und dem umgewandelten Licht 26 als Stokes-Verschiebung bekannt und dient als der grundsätzliche Antriebsmechanismus für einen Energieumwandlungsprozess, der einer Änderung der Lichtwellenlänge entspricht. Bei den verschiedenen vorliegend besprochenen Ausführungsformen kann jede der photolumineszierenden Strukturen 10 unter einem der Umwandlungsprinzipien arbeiten.
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Erneut mit Bezug auf 1A und 1B kann die photolumineszierende Struktur 10 optional mindestens eine Stabilitätsschicht 20 zum Schutz des photolumineszierenden Materials 18, das in der Energieumwandlungsschicht 16 enthalten ist, vor photolytischer und thermischer Degradation beinhalten. Die Stabilitätsschicht 20 kann als eine separate Schicht konfiguriert sein, die optisch mit der Energieumwandlungsschicht 16 gekoppelt und haftend verbunden ist. Alternativ dazu kann die Stabilitätsschicht 20 in der Energieumwandlungsschicht 16 integriert sein. Die photolumineszierende Struktur 10 kann optional auch eine Schutzschicht 22 beinhalten, die optisch mit der Stabilitätsschicht 20 oder einer anderen Schicht (z.B. der Umwandlungsschicht 16, wenn die Stabilitätsschicht 20 nicht vorliegt) gekoppelt und haftend verbunden ist, um die photolumineszierende Struktur 10 vor physikalischem und chemischem Schaden, der auf Umwelteinflüssen beruht, zu schützen. Die Stabilitätsschicht 20 und/oder die Schutzschicht 22 kann bzw. können durch sequenzielles Auftragen oder Aufdrucken jeder Schicht, durch sequenzielles Laminieren oder Prägen oder ein beliebiges anderes geeignetes Mittel mit der Energieumwandlungsschicht 16 kombiniert werden.
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Zusätzliche Informationen bezüglich des Aufbaus von photolumineszierenden Strukturen
10 sind im
US-Patent mit der Nr. 8,232,533 von Kingsley et al. mit dem Titel „PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION”, offenbart, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird. Für zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung und Verwendung von photolumineszierenden Materialien, um verschiedene Lichtemissionen zu erhalten, wird auf das
US-Patent mit der Nr. 8,207,511 von Bortz et al. mit dem Titel „PHOTOLUMINESCENT FIBERS, COMPOSITIONS AND FABRICS MADE THEREFROM“; das
US-Patent mit der Nr. 8,247,761 von Agrawal et al. mit dem Titel „PHOTOLUMINESCENT MARKINGS WITH FUNCTIONAL OVERLAYERS“; das
US-Patent mit der Nr. 8,519,359 B2 von Kingsley et al., mit dem Titel „PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION“; das
US-Patent mit der Nr. 8,664,624 B2 von Kingsley et al. mit dem Titel „ILLUMINATION DELIVERY SYSTEM FOR GENERATING SUSTAINED SECONDARY EMISSION“; die
US-Patentveröffentlichung mit der Nr. 2012/0183677 von Agrawal et al. mit dem Titel „PHOTOLUMINESCENT COMPOSITIONS, METHODS OF MANUFACTURE AND NOVEL USES“; das
US-Patent mit der Nr. 9,057,021 von Kingsley et al. mit dem Titel „PHOTOLUMINESCENT OBJECTS“ und die
US-Patentveröffentlichung mit der Nr. 2014/0103258 A1 von Agrawal et al. mit dem Titel „CHROMIC LUMINESCENT COMPOSITIONS AND TEXTILES“ verwiesen, die hiermit alle in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das photolumineszierende Material 18 organische oder anorganische Fluoreszenzfarbstoffe beinhalten, einschließlich Rylenen, Xanthenen, Porphyrinen, Phthalocyaninen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das photolumineszierende Material 18 Leuchtstoffe aus der Gruppe der Ce-dotierten Granate, wie etwa YAG:Ce, beinhalten und kann ein kurz nachleuchtendes photolumineszierendes Material 18 sein. Zum Beispiel basiert eine Emission bei Ce3+ auf einem elektronischen Energieübergang von 5d1 nach 4f1 als einem durch Parität erlaubten Übergang. Demzufolge ist eine Energiedifferenz zwischen der Lichtabsorption und der Lichtemission von Ce3+ gering und das Lumineszenzniveau von Ce3+ weist eine ultrakurze Lebensdauer oder Abfallzeit von 10–8 bis 10–7 Sekunden (10 bis 100 Nanosekunden) auf. Die Abklingzeit kann als die Zeit zwischen dem Ende der Anregung von dem Anregungslicht 24 und dem Zeitpunkt, zu dem die Lichtintensität des von der photolumineszierenden Struktur 10 emittierten umgewandelten Lichts 26 unter eine Minimalsichtbarkeit von 0,32 mcd/m2 fällt, definiert sein. Eine Sichtbarkeit von 0,32 mcd/m2 ist etwa das 100-Fache der Empfindlichkeit des dunkeladaptierten menschlichen Auges, was einem Beleuchtungsbasisniveau entspricht, das gewöhnlich von einem Durchschnittsfachmann verwendet wird.
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Gemäß einer Ausführungsform kann ein Ce
3+-Granat benutzt werden, der ein Spitzenanregungsspektrum aufweist, das in einem kürzeren Wellenlängenbereich als das eines herkömmlichen YAG:Ce-Leuchtstoffs liegen kann. Dementsprechend weist Ce
3+ kurz nachleuchtende Eigenschaften auf, so dass dessen Abklingzeit 100 Millisekunden oder weniger betragen kann. Demzufolge kann der Seltenerde-Aluminiumgranat-Ce-Leuchtstoff bei manchen Ausführungsformen als das photolumineszierende Material
18 mit ultrakurzen Nachleuchtdauereigenschaften dienen, das das umgewandelte Licht
26 durch Absorbieren von violettem bis zu blauem Anregungslicht
24, das von einer Lichtquelle
44 emittiert wird, emittieren kann. Gemäß einer Ausführungsform kann ein ZnS:Ag-Leuchtstoff verwendet werden, um ein blaues umgewandeltes Licht
26 zu erzeugen. Ein ZnS:Cu-Leuchtstoff kann verwendet werden, um ein gelblich-grünes umgewandeltes Licht
26 zu erzeugen. Ein Y
2O
2S:Eu-Leuchtstoff kann verwendet werden, um rotes umgewandeltes Licht
26 zu erzeugen. Darüber hinaus können die zuvor erwähnten phosphoreszierenden Materialien kombiniert werden, um einen weiten Farbbereich, einschließlich weißen Lichts, zu bilden. Es versteht sich, dass ein beliebiges im Stand der Technik bekanntes kurz nachleuchtendes photolumineszierendes Material genutzt werden kann, ohne von den vorliegend bereitgestellten Lehren abzuweichen. Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung von kurz nachleuchtenden photolumineszierenden Materialien sind im
US-Patent mit der Nr. 8,163,201 von Kingsley et al. mit dem Titel „PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION“, offenbart, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann das innerhalb der photolumineszierenden Struktur 10 angeordnete photolumineszierende Material 18 gemäß einer Ausführungsform ein lang nachleuchtendes photolumineszierendes Material 18 beinhalten, das das umgewandelte Licht 26 emittiert, sobald es durch das Anregungslicht 24 aufgeladen wird. Das Anregungslicht 24 kann von einer beliebigen Anregungsquelle (z.B. einer beliebigen natürlichen Lichtquelle, wie etwa der Sonne, und/oder einer beliebigen künstlichen Lichtquelle 44) emittiert werden. Das lang nachleuchtende photolumineszierende Material 18 kann derart definiert sein, dass es aufgrund seiner Fähigkeit, das Anregungslicht 24 zu speichern und das umgewandelte Licht 26 allmählich über einen Zeitraum von mehreren Minuten oder Stunden freizugeben, sobald das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist, eine lange Abklingzeit aufweist.
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Das lang nachleuchtende photolumineszierende Material 18 gemäß einer Ausführungsform kann dazu funktionsfähig sein, nach einem Zeitraum von 10 Minuten Licht mit einer Intensität von 0,32 mcd/m2 oder mehr zu emittieren. Zusätzlich dazu kann das lang nachleuchtende photolumineszierende Material 18 dazu funktionsfähig sein, nach einem Zeitraum von 30 Minuten und, in manchen Ausführungsformen, für einen Zeitraum erheblich länger als 60 Minuten (z.B. kann sich der Zeitraum über 24 Stunden oder länger erstrecken, und in manchen Fällen kann sich der Zeitraum über 48 Stunden erstrecken) Licht mit einer Intensität von 0,32 mcd/m2 oder mehr zu emittieren. Dementsprechend kann das lang nachleuchtende photolumineszierende Material 18 als Reaktion auf eine Anregung von einer beliebigen Lichtquellen 44, die das Eingangslicht 24 emittiert, einschließlich unter anderem natürlicher Lichtquellen (z.B. der Sonne) und/oder einer beliebigen künstlichen Lichtquelle, kontinuierlich leuchten. Die periodische Absorption des Anregungslichts 24 von einer beliebigen Anregungsquelle kann eine im Wesentlichen anhaltende Aufladung des lang nachleuchtenden photolumineszierenden Materials 18 liefern, um eine gleichbleibende passive Beleuchtung bereitzustellen. Bei manchen Ausführungsformen kann ein Lichtsensor die Beleuchtungsintensität der photolumineszierenden Struktur 10 überwachen und eine Anregungsquelle betätigen, wenn die Beleuchtungsintensität unter 0,32 mcd/m2 oder ein beliebiges anderes vordefiniertes Intensitätsniveau fällt.
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Das lang nachleuchtende photolumineszierende Material 18 kann Erdalkalialuminaten und -silikaten entsprechen, zum Beispiel dotierten Di-Silikaten, oder einer beliebigen anderen Verbindung, die dazu in der Lage ist, Licht für einen Zeitraum zu emittieren, sobald das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist. Das lang nachleuchtende photolumineszierende Material 18 kann mit einem oder mehreren Ionen dotiert sein, die Seltenerdelementen entsprechen können, zum Beispiel Eu2+, Tb3+ und/oder Dy3. Gemäß einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel beinhaltet die photolumineszierende 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%, ein Stabilisierungsadditiv im Bereich von etwa 0,25% bis etwa 20% und leistungserhöhende Additive im Bereich von etwa 0% bis etwa 5%, jeweils basierend auf dem Gewicht der Formulierung.
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Die photolumineszierende Struktur 10 kann gemäß einer Ausführungsform eine durchscheinende weiße Farbe aufweisen und kann in manchen Fällen reflektierend sein, wenn sie unbeleuchtet ist. Sobald die photolumineszierende Struktur 10 das Anregungslicht 24 einer bestimmten Wellenlänge empfängt, kann die photolumineszierende Struktur 10 Licht einer beliebigen Farbe (z.B. Blau oder Rot) mit beliebiger gewünschter Helligkeit von dort emittieren. Gemäß einer Ausführungsform kann ein blau emittierendes phosphoreszierendes Material die Struktur Li2ZnGeO4 aufweisen und kann durch ein Hochtemperaturfestkörperreaktionsverfahren oder durch ein beliebiges anderes zweckmäßiges Verfahren und/oder einen beliebigen anderen zweckmäßigen Prozess hergestellt werden. Das Nachleuchten kann für eine Dauer von zwei bis acht Stunden anhalten und kann aus dem Anregungslicht 24 und d-d-Übergängen von Mn2+-Ionen hervorgehen.
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Gemäß einem alternativen, nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel können 100 Teile eines handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Polyurethans, wie etwa Mace-Harz 107–268 mit 50% Fest-Polyurethan in Toluol/Isopropanol, 125 Teile eines blau-grünen lang nachleuchtenden Leuchtstoffs, wie etwa der Leistungsindikator PI-BG20, und 12,5 Teile einer Farbstofflösung, die 0,1% Lumogen-Gelb F083 in Dioxolan enthält, gemischt werden, um eine photolumineszierende Struktur 10 mit geringem Seltenerdanteil zu erhalten. Es versteht sich, dass die vorliegend bereitgestellten Zusammensetzungen nicht einschränkende Beispiele sind. Somit kann ein beliebiger in der Technik bekannter Leuchtstoff innerhalb der photolumineszierenden Struktur 10 verwendet werden, ohne von den vorliegend bereitgestellten Lehren abzuweichen. Darüber hinaus wird angedacht, dass auch ein beliebiger in der Technik bekannter lang nachleuchtender Leuchtstoff verwendet werden kann, ohne von den vorliegend bereitgestellten Lehren abzuweichen.
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Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung von lang nachleuchtenden photolumineszierenden Materialien sind im
US-Patent mit der Nr. 8,163,201 von Agrawal et al. mit dem Titel „HIGH-INTENSITY, PERSISTENT PHOTOLUMINESCENT FORMULATIONS AND OBJECTS, AND METHODS FOR CREATING THE SAME“, offenbart, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird. Für zusätzliche Informationen bezüglich lang nachleuchtender phosphoreszierender Strukturen sei auf das
US-Patent mit der Nr. 6,953,536 von Yen et al., mit dem Titel „LONG PERSISTENT PHOSPHORS AND PERSISTENT ENERGY TRANSFER TECHNIQUE“; das
US-Patent Nr. 6,117,362 von Yen et al., mit dem Titel „LONG-PERSISTENT BLUE PHOSPHORS“; und das
US-Patent Nr. 8,952,341 von Kingsley et al., mit dem Titel „LOW RARE EARTH MINERAL PHOTOLUMINESCENT COMPOSITIONS AND STRUCTURES FOR GENERATING LONG-PERSISTENT LUMINESCENCE“ verwiesen, die hiermit alle in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen werden.
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Mit Bezug auf 2 ist eine Lichtleiste 28 an einer Außenseite einer Karosserieplatte 30 eines Fahrzeugs 32 angebracht und dazu konfiguriert, einen Außenteil 34 des Fahrzeugs 32 gemäß einer Ausführungsform zu beleuchten. Wie in 2 dargestellt, ist die Lichtleiste 28 als eine längliche Baugruppe angeordnet, die sich der Länge nach entlang eines Teils der Platte 30 erstreckt. Die längliche Lichtleiste 28 kann aus einem oder mehreren Teilen gebildet sein.
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Das Fahrzeug 32 kann bei manchen Ausführungsformen als ein kommerzielles oder öffentliches Fahrzeug 32, wie etwa ein Schulbus 38, konfiguriert sein. Die Lichtleiste 28 kann einen Fahrzeugbetreiber, wie etwa den Schulbusfahrer, dabei unterstützen, Unfälle zu verhindern, die in das Fahrzeug 32 einsteigende oder aus diesem aussteigende Passagiere involvieren. Während Zeiten mit schlechter Sicht und/oder, wenn es draußen dunkel ist, wie etwa in der Nacht, zur Dämmerung, an späten Winternachmittagen usw., können zum Beispiel Passagiere, die darauf warten, in das Fahrzeug 32 einzusteigen, nahe des Fahrzeugs 32 verweilen oder fallen und versehentlich nahe des oder unter dem Fahrzeug 32 enden, wenn es anfängt, sich zu bewegen. Die in 2 dargestellte Lichtleiste 28 hilft dem Schulbusfahrer beim Erkennen von Kindern oder gefallenen Objekten unter dem oder nahe des Fahrzeugs 32. Dementsprechend können die Lichtleisten 28 nach unten gerichtet sein, um einen Teil des Bodens 40 oder den Raum knapp über dem Boden 40 entlang einer Seite des Fahrzeugs 32 zu beleuchten.
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Eine Lichtquelle 44 kann auf und/oder in der Lichtleiste 28 angeordnet und so ausgerichtet sein, dass Licht davon emittiert werden kann. Die Lichtquelle 44 kann eine beliebige Art von Lichtquelle beinhalten. Zum Beispiel können fluoreszierende Beleuchtung, Leuchtdioden (LEDs), organische LEDs (OLEDs), Polymer-LEDs (PLEDs), Festkörperbeleuchtung oder eine beliebige andere Art von Beleuchtung, die zum Emittieren von Licht konfiguriert ist, benutzt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann bzw. können eine oder mehrere Lichtquellen 44 dazu konfiguriert sein, eine Wellenlänge des Anregungslichts 24 zu emittieren, das als ultraviolettes Licht (Wellenlänge von ~ 10–400 Nanometer), violettes Licht (Wellenlänge von ~ 380–450 Nanometer), blaues Licht (Wellenlänge von ~ 450–495 Nanometer) und/oder infrarotes Licht (IR) (Wellenlänge von ~ 700 nm–1 mm) gekennzeichnet ist, um den Vorteil der relativ geringen Kosten, die diesen Arten von LEDs zuschreibbar sind, zu nutzen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann bzw. können die eine oder die mehreren Lichtleisten 28 dazu konfiguriert sein, als Reaktion auf Anregungslicht, das von der Lichtquelle 44 emittiert wird, zu lumineszieren. Die durch die Lichtleiste 28 gezeigte Lumineszenz kann eine oder mehrere unterscheidbare Beleuchtungsfunktionen bereitstellen. Zum Beispiel kann die Lichtleiste 28 in einer ersten Farbe lumineszieren, um anzugeben, dass es sicher ist, die Straße vor dem Fahrzeug 32 zu überqueren und/oder den Bürgersteig zu verlassen. Bei einem anderen Beispiel kann die Lichtleiste 28 in einer zweiten Farbe lumineszieren, die visuell von der ersten Farbe unterscheidbar ist, um anzugeben, dass es nicht sicher ist, vor dem Fahrzeug 32 vorbeizugehen. Derartige Beleuchtungsmuster können zusätzlich zum Anleiten der Kinder und ihrer Betreuer auch dazu dienen, andere Fahrer über die Anwesenheit von Kindern zu warnen und sie an die Bestimmung zu erinnern, dass sie nicht in den Kreuzungsbereich der Kinder nahe des Fahrzeugs 32 eintreten dürfen. Die Lichtleiste 28 kann auch verdrahtet sein, Nachrichten 136, 138, 140 (6) oder Pfeile auf der Basis des Öffnens oder Schließens einer Tür 46 und/oder einer beliebigen anderen Fahrzeugbedingung automatisch anzuzeigen.
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Mit Bezug auf 3 kann bzw. können eine oder mehrere Lichtleisten 28 an einer Heckseite 48 des Fahrzeugs 32 bereitgestellt sein. Die eine oder die mehreren Lichtleisten 28 kann bzw. können eine lineare und/oder nichtlineare Form aufweisen und dazu konfiguriert sein, Notausgänge oder ein beliebiges anderes gewünschtes Merkmal des Fahrzeugs 32 zu umranden. Darüber hinaus kann die Lichtleiste 28 permanent oder entfernbar an Positionen angeordnet sein, die leicht für andere sich in der Nähe befindliche Fahrzeuge sichtbar sind. Eine Lichtleiste 28 kann zum Beispiel an einer vorderen 50 und/oder hinteren Stoßstange 52 des Fahrzeugs 32 angeordnet sein.
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Die Lichtleisten 28 können leicht nach unten ausgerichtet sein, um das Licht dahin zu richten, wo es am meisten benötigt wird, und um eine Beeinträchtigung der Sicht des Schulbusbetreibers zu verringern. Somit kann die gesamte Lichtleiste 28 mit einem leichten Winkel befestigt sein, um Licht nach unten zu richten, oder die einzelnen Lichtquellen 44 in der Lichtleiste 28 können ausgerichtet sein, Licht nach unten oder durch die Verwendung von Optiken zu richten.
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Mit Bezug auf die 4A–4E ist eine Querschnittsansicht der Lichtquelle 44, die zur Verwendung an einem Fahrzeug 32 mit einer externen photolumineszierenden Struktur 10 geeignet ist, gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Wie in 4A veranschaulicht, kann die Lichtquelle 44 eine gestapelte Anordnung aufweisen, die eine Lichterzeugungsbaugruppe 60, eine photolumineszierende Struktur 10, einen Sichtteil 64, eine reflektierende Schicht 54 und ein Umspritzmaterial 66 beinhaltet. Es versteht sich, dass der Sichtteil 64 und das Umspritzmaterial 66 zwei separate Komponenten sein können oder integral als eine einzige Komponente ausgebildet sein können.
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Die Lichterzeugungsbaugruppe 60 kann einer Dünnschicht- oder gedruckten Leuchtdioden(LED)-Baugruppe entsprechen und beinhaltet ein Substrat 68 als ihre unterste Schicht. Das Substrat 68 kann ein Polycarbonat-, Polymethylmethacrylat(PMMA)- oder Polyethylenterephthalat(PET)-Material mit einer Dicke in der Größenordnung von 0,005 bis 0,060 Zoll aufweisen und ist über dem beabsichtigten Fahrzeugsubstrat, auf dem die Lichtquelle 44 aufgenommen werden soll (z.B. der Karosserieplatte 30) angeordnet.
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Alternativ dazu kann das Substrat 68, als eine Kostenersparnis, direkt einer vorbestehenden Struktur entsprechen (z.B. einem Teil der Karosserieplatte 30 usw.).
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Die Lichterzeugungsbaugruppe 60 beinhaltet eine positive Elektrode 70, die über dem Substrat 68 angeordnet ist. Die positive Elektrode 70 beinhaltet ein leitfähiges Epoxid, wie etwa unter anderem ein silberhaltiges oder kupferhaltiges Epoxid. Die positive Elektrode 70 ist mit mindestens einem Teil mehrerer LED-Quellen 72 elektrisch verbunden, die innerhalb einer Halbleiterdruckfarbe 74 angeordnet und über der positiven Elektrode 70 angebracht sind. Gleichermaßen ist eine negative Elektrode 76 ebenfalls mit mindestens einem Teil der LED-Quellen 72 elektrisch verbunden. Die negative Elektrode 76 ist über der Halbleiterdruckfarbe 74 angeordnet und beinhaltet ein transparentes oder durchscheinendes leitfähiges Material, wie etwa unter anderem Indiumzinnoxid. Zusätzlich dazu sind sowohl die positive als auch die negative Elektrode 70, 76 über eine jeweilige Sammelleitung 82, 84 und leitfähige Leitungen 86, 88 mit einer Steuerung 78 und einer Energiequelle 80 elektrisch verbunden. Die Sammelleitungen 82, 84 können entlang gegenüberliegender Ränder der positiven und der negativen Elektrode 70, 76 aufgedruckt sein, und die Verbindungspunkte zwischen den Sammelleitungen 82, 84 und den leitfähigen Leitungen 86, 88 können sich an gegenüberliegenden Ecken jeder Sammelleitung 82, 84 befinden, um entlang der Sammelleitungen 82, 84 eine gleichmäßige Stromverteilung zu befördern. Es versteht sich, dass die Ausrichtung von Komponenten innerhalb der Lichterzeugungsbaugruppe 60 bei alternativen Ausführungsformen abgeändert sein kann, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zum Beispiel kann die negative Elektrode 76 unterhalb der Halbleiterdruckfarbe 74 angeordnet sein und die positive Elektrode 70 kann oberhalb der zuvor genannten Halbleiterdruckfarbe 74 angeordnet sein. Gleichermaßen können zusätzliche Komponenten, wie etwa die Sammelleitungen 82, 84, ebenfalls in beliebiger Ausrichtung platziert sein, so dass die Lichterzeugungsbaugruppe 60 umgewandeltes Licht 26 zu einer gewünschten Position emittieren kann.
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Die LED-Quellen 72 können auf zufällige oder kontrollierte Weise innerhalb der Halbleiterdruckfarbe 74 dispergiert sein und können dazu konfiguriert sein, fokussiertes oder unfokussiertes Licht zu der photolumineszierenden Struktur 10 zu emittieren. Die LED-Quellen 72 können Mikro-LEDs aus Galliumnitrid-Elementen der Größenordnung von etwa 5 bis etwa 400 Mikrometer entsprechen, und die Halbleiterdruckfarbe 74 kann verschiedene Bindemittel und dielektrische Materialien einschließlich, unter anderem, Gallium, Indium, Siliziumcarbid, Phosphor und/oder durchscheinende Polymerbindemittel beinhalten.
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Die Halbleiterdruckfarbe
74 kann mittels verschiedener Druckprozesse, einschließlich Tintenstrahl- und Siebdruckprozessen, auf einen oder mehrere ausgewählte Teile der positiven Elektrode
70 aufgebracht werden. Genauer gesagt, wird in Betracht gezogen, dass die LED-Quellen
72 innerhalb der Halbleiterdruckfarbe
74 dispergiert sind und derart geformt und dimensioniert sind, dass sich eine wesentliche Menge der LED-Quellen
72 während der Abscheidung der Halbleiterdruckfarbe
74 an der positiven und der negativen Elektrode
70,
76 ausrichtet. Der Teil der LED-Quellen
72, der letztendlich mit der positiven und der negativen Elektrode
70,
76 elektrisch verbunden ist, kann von einer Kombination der Sammelleitungen
82,
84, der Steuerung
78, der Energiequelle
80 und der leitfähigen Leitungen
86,
88 zum Leuchten gebracht werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Energiequelle
80 einer Fahrzeugenergiequelle
80 entsprechen, die mit 12 bis 16 V Gleichspannung arbeitet. Zusätzliche Informationen bezüglich des Aufbaus von Lichterzeugungsbaugruppen
60 sind in der
US-Patentveröffentlichung mit der Nr. 2014/0264396 A1 von Lowenthal et al. mit dem Titel „ULTRA-THIN PRINTED LED LAYER REMOVED FROM SUBSTRATE“ offenbart, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird.
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Weiterhin mit Bezug auf 4A ist die photolumineszierende Struktur 10 als eine Beschichtung, eine Schicht, ein Film oder eine andere geeignete Ablagerung über der negativen Elektrode 76 angeordnet. Mit Bezug auf die vorliegend veranschaulichte Ausführungsform kann die photolumineszierende Struktur 10 als eine mehrschichtige Struktur angeordnet sein, die eine Energieumwandlungsschicht 16, eine optionale Stabilitätsschicht 20 und eine optionale Schutzschicht 22 wie oben beschrieben beinhaltet.
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Bei manchen Ausführungsformen kann eine Dekorschicht 98 zwischen einem Sichtteil 64 und der photolumineszierenden Struktur 10 angeordnet sein. Die Dekorschicht 98 kann jedoch bei alternativen Ausführungsformen an einer beliebigen anderen Stelle in der Lichtleiste 28 angeordnet sein. Die Dekorschicht 98 kann ein Polymermaterial oder ein beliebiges anderes geeignetes Material beinhalten und ist dazu konfiguriert, ein Erscheinungsbild des Sichtteils 64 zu steuern oder zu modifizieren. Beispielsweise kann die Dekorschicht 98 dazu konfiguriert sein, dem Sichtteil 64 ein metallisches Erscheinungsbild zu verleihen. Das metallische Erscheinungsbild kann hinter dem Sichtteil 64 durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Verfahren, einschließlich unter anderem Sputterabscheidung, Vakuumabscheidung (Vakuumbedampfungsbeschichtung), Elektroplattieren oder direkten Druckens auf eine Komponente der Lichtleiste 28, aufgebracht sein. Das metallische Erscheinungsbild kann aus einem weiten Bereich von reflektierenden Materialien und/oder Farben gewählt werden, einschließlich unter anderem Silber, Chrom, Kupfer, Bronze, Gold oder einer beliebigen anderen metallischen Oberfläche. Alternativ dazu kann auch ein Imitat eines beliebigen metallischen Materials verwendet werden, ohne von den vorliegend bereitgestellten Lehren abzuweichen.
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Bei anderen Ausführungsformen kann die Dekorschicht 98 in einer beliebigen Farbe getönt sein, um die Fahrzeugstruktur, an der die Lichtleiste 28 aufgenommen werden soll, zu komplementieren. Auf jeden Fall kann die Dekorschicht 98 zumindest teilweise lichtdurchlässig sein, so dass das umgewandelte Licht 26 nicht daran gehindert wird, den vorderen Sichtteil 64 zu beleuchten.
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Über der photolumineszierenden Struktur 10 kann auch eine reflektierende Schicht 54 angeordnet sein. Die reflektierende Schicht 54 kann klare, durchscheinende und/oder opake Teile beinhalten und kann in einer beliebigen gewünschten Farbe gefärbt sein. Die reflektierende Schicht 54 kann ein beliebiges retroreflektierendes Material beinhalten, das allgemein fungiert, einfallendes Licht 100, das von der Umgebung in der Nähe der Lichtleiste 28 zum Sichtteil 64 gerichtet wird, zu reflektieren. Gemäß einer Ausführungsform ist die reflektierende Schicht 54 als mehrere retroreflektierende Kügelchen 56 konfiguriert. Die Kügelchen 56 können aus einem Glasmaterial, einem Polymermaterial und/oder einem beliebigen anderen zweckmäßigen Material ausgebildet sein. Bei manchen Ausführungsformen kann ein Teil der Kügelchen 56 ein erstes Material (z.B. ein Glas) sein und ein zweiter Teil der Kügelchen 56 kann ein zweites Material (z.B. ein Polymermaterial) sein. Die Kügelchen 56 können einen festen Aufbau aufweisen oder können hohl sein. Bei Ausführungsformen, bei denen die Kügelchen 56 einen hohlen Kern aufweisen, kann der interne Hohlraum eine beliebige Art von Material, fest, flüssig oder gasförmig, beinhalten, ohne von den vorliegend bereitgestellten Lehren abzuweichen. Es versteht sich, dass bei alternativen Ausführungsformen retroreflektierende Materialien außer Kügelchen in der retroreflektierenden Schicht genutzt werden können, ohne von den vorliegend bereitgestellten Lehren abzuweichen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Material in den Kügelchen einen unterschiedlichen Brechungsindex als das Material der Kügelchen aufweisen. Die Kügelchen können eine im Wesentlichen kugelförmige Form, eine längliche Form, eine unregelmäßige Form oder Kombinationen davon aufweisen. Die Kügelchen können eine Größe im Bereich von etwa 60 μm (0,0024 Zoll) bis etwa 850 μm (0,034 Zoll) aufweisen. Die Größe der Kügelchen kann hinsichtlich der US-Siebnummer oder der Größe des Maschensiebs, durch das ein Kügelchen passt, ausgedrückt werden. Beispielsweise wird eine US-Siebnummer 20 Kügelchen mit einem Durchmesser von 840 μm (0,033 Zoll) oder weniger gestatten, durch das Netz hindurchzugehen, wohingegen ein Netz mit Nummer 200 den Kügelchen mit 74 μm (0,0029 Zoll) oder weniger gestatten wird, durch es hindurchzugehen. Gemäß einer Ausführungsform können die Kügelchen mit einer US-Siebnummer von 20 bis 200 gewählt werden. Die Kügelchen sind gemäß einer Ausführungsform in Größe und/oder Form im Wesentlichen monodispers. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Kügelchen in einer Vielzahl von Größen und/oder Formen konfiguriert sein, die innerhalb einer lichtdurchlässigen Klebeschicht 58 zufällig verteilt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die reflektierende Schicht 54 über 10, 100 oder 1000 Kügelchen 56 pro Quadratfuß enthalten, die an die Lichterzeugungsbaugruppe 60 in einer durchscheinenden Klebeschicht 58 geklebt sind. Die Kügelchen 56 und/oder die Klebeschicht 58 kann bzw. können auf die Lichterzeugungsbaugruppe 60 gedruckt werden. Anstatt Licht zu streuen, können die retroreflektierenden Glaskügelchen 56 einfallendes Licht 100 (z.B. Umgebungslicht) reflektieren und das einfallende Licht 100 von der Lichterzeugungsbaugruppe 60 weg umleiten, wodurch reflektierende Eigenschaften erzeugt werden. Damit die Kügelchen 56 Licht retroreflektieren, sind die Kügelchen 56 möglicherweise teilweise transparent und im Wesentlichen rund. Es versteht sich jedoch, dass die Kügelchen durchscheinend sein können und/oder eine beliebige andere Form aufweisen können, ohne von den vorliegend bereitgestellten Lehren abzuweichen.
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Die Transparenz der Glaskügelchen 56 kann einfallendem Licht 100 oder Umgebungslicht gestatten, in die Kügelchen 56 einzufallen und anschließend aus diesen umgeleitet zu werden. Wenn das einfallende Licht 100 in die Kügelchen 56 eintritt, kann es durch die gerundete Oberfläche des Kügelchens 56 zu einem Punkt unter dem, wo das Kügelchen 56 in die Klebeschicht 58 eingebettet ist, gebeugt (gebrochen) werden. Das einfallende Licht 100, das auf der Hinterseite der Oberfläche der Kügelchen 56, die in der Klebeschicht 58 eingebettet ist, auftrifft, kann dann nach außen in eine im Wesentlichen konvergente Richtung zu der, mit der das einfallende Licht 100 in die Kügelchen 56 eintrat, reflektiert werden, wobei nur ein kleiner Anteil des Lichts zu der photolumineszierenden Struktur 10 und/oder der Lichterzeugungsbaugruppe 60 zurückkehrt. Bei manchen Ausführungsformen können die Dekorschicht und die Klebeschicht 58 eine einzige Schicht sein.
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Die Glaskügelchen 56 können auf die photolumineszierende Struktur 10 und/oder die Lichterzeugungsbaugruppe 60 in einer vorgemischten Lösung, in der nassen Klebeschicht 58 angeordnet, auf ein vorgemischtes zweiteiliges Epoxid- oder Thermoplastmaterial abgesetzt und/oder durch einen beliebigen anderen in der Technik bekannten Prozess aufgetragen werden. Gemäß einer Ausführungsform können die Glaskügelchen 56 bis etwa weiter als etwa 10%, 20%, 30%, 40%, 50% oder 60% des Durchmessers des Kügelchens 56 eingebettet sein. Mit anderen Worten kann ein Teil des Kügelchens aus der Klebeschicht 58 herausragen. Es versteht sich, dass mehrere aneinandergrenzende Schichten von Kügelchen 56 im Lack benutzt werden können, so dass manche Kügelchen 56 vollständig von der Klebeschicht 58 umgeben sind, während andere Kügelchen 56 herausragen. Die Tiefe der Kügelchen 56 in der Klebeschicht 58 kann über die Lichtleiste 28 hinweg gleichförmig sein oder kann über die Lichtleiste 28 hinweg variieren, so dass bestimmte Bereiche hervorgehoben werden. Bei manchen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, eine gleichförmige Beschaffenheit von sowohl Kügelchen 56 als auch der Klebeschichtdicke 58 bereitzustellen, um eine gleichmäßige Retroreflektivität entlang der Lichtleiste 28 zu fördern.
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Das retroreflektierte Licht von den Glaskügelchen 56 kann eine Funktion von drei Variablen sein, einschließlich des Brechungsindex der Glaskügelchen 56; der Form, Größe und Oberflächeneigenschaften der Kügelchen 56 und der Anzahl von Kügelchen 56, die vorhanden sind und dem einfallenden Licht 100 ausgesetzt sind. Der Brechungsindex (RI) des Kügelchens 56 ist eine Funktion der chemischen Zusammensetzung der Kügelchens 56. Je höher der RI, desto mehr einfallendes Licht 100 wird retroreflektiert. Gemäß einer Ausführungsform besitzen die Kügelchen 56, die auf der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeordnet sind, einen Brechungsindex im Bereich von 1 bis 2.
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Der Sichtteil 64 ist über der photolumineszierenden Struktur 10 angeordnet. Bei manchen Ausführungsformen kann der Sichtteil 64 ein Kunststoff-, Silizium- oder Urethanmaterial beinhalten und ist um die reflektierende Schicht 54, die photolumineszierende Struktur 10 und/oder die Lichterzeugungsbaugruppe 60 gespritzt. Vorzugsweise sollte der Sichtteil 64 zumindest teilweise lichtdurchlässig sein. Auf diese Weise wird der Sichtteil 64 von der photolumineszierenden Struktur 10 beleuchtet werden, wann auch immer ein Energieumwandlungsprozess stattfindet. Zusätzlich dazu kann er auch durch Überziehen des Sichtteils 64 zum Schützen der photolumineszierenden Struktur 10 und der Lichterzeugungsbaugruppe 60 wirken. Der Sichtteil 64 kann in einer planaren Form und/oder einer bogenförmigen Form angeordnet sein, damit sein Sichtbarkeitspotential verbessert wird. Ähnlich der photolumineszierenden Struktur 10 und der Lichterzeugungsbaugruppe 60 kann der Sichtteil 64 auch von einer dünnen Konstruktion profitieren, was dabei hilft, die Lichtquelle 44 in kleine Unterbringungsräume des Fahrzeugs 32 einzupassen.
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Das Umspritzmaterial 66 ist um die Lichterzeugungsbaugruppe 60, die photolumineszierende Struktur 10 und/oder die reflektierende Schicht 54 angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform kann das Umspritzmaterial 66 um einen oberen Teil der retroreflektierenden Kügelchen 56 herum angeordnet sein und einen Teil des oder den gesamten Sichtteil 64 bilden. Das Umspritzmaterial 66 kann die Lichterzeugungsbaugruppe 60 vor physikalischem und chemischem Schaden schützen, der durch Umweltbelastung entsteht. Das Umspritzmaterial 66 kann eine Viskoelastizität (d.h. sowohl Viskosität als auch Elastizität aufweisend), ein geringes Elastizitätsmodul und/oder eine hohe Bruchdehnung im Vergleich zu anderen Materialien aufweisen, so dass das Umspritzmaterial 66 die Lichterzeugungsbaugruppe 60 schützen kann, wenn mit diesem Kontakt gemacht wird. Das Umspritzmaterial 66 kann zum Beispiel die Lichterzeugungsbaugruppe 60 vor den Umweltverunreinigungen, wie etwa Schmutz und Wasser, schützen, die mit der Karosserie des Fahrzeugs 32 in Kontakt kommen können. Es wird auch in Betracht gezogen, dass der Sichtteil 64 durch einen Teil des Umspritzmaterials 66 ausgebildet sein kann.
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Bei manchen Ausführungsformen kann die photolumineszierende Struktur 10 separat und entfernt von der Lichterzeugungsbaugruppe 60 eingesetzt werden. Die photolumineszierende Struktur 10 kann zum Beispiel an einer Felge, einem Reifen, einem Fenster und/oder einer beliebigen Oberfläche in der Nähe, aber nicht im physischen Kontakt mit, der Lichterzeugungsbaugruppe 60 positioniert sein. Es versteht sich, dass bei Ausführungsformen, bei denen die photolumineszierende Struktur 10 in unterscheidbare Komponenten separat von der Lichtquelle 44 integriert ist, die Lichtquelle 44 weiterhin die gleiche oder eine ähnliche Struktur wie die mit Bezug auf 4A beschriebene Lichtquelle 44 aufweisen könnte.
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Mit Bezug auf 4B ist ein Energieumwandlungsprozess 104 zum Erzeugen von Einfarbenlumineszenz gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Zum Zwecke der Veranschaulichung wird der Energieumwandlungsprozess 104 im Folgenden unter Verwendung der in 4A abgebildeten Lichtquelle 44 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform beinhaltet die Energieumwandlungsschicht 16 der photolumineszierenden Struktur 10 ein einziges photolumineszierendes Material 18, das dazu konfiguriert ist, Anregungslicht 24, das von den LED-Quellen 72 empfangen wird, in umgewandeltes Licht 26 umzuwandeln, das eine andere Wellenlänge aufweist als die mit dem Anregungslicht 24 assoziierte. Genauer gesagt, ist das photolumineszierende Material 18 so formuliert, ein Absorptionsspektrum aufzuweisen, das die Emissionswellenlänge des Anregungslichts 24, das von den LED-Quellen 72 geliefert wird, beinhaltet. Das photolumineszierende Material 18 ist ebenfalls so formuliert, dass es eine Stokes-Verschiebung aufweist, die zu dem umgewandelten sichtbaren Licht 102 mit einem Emissionsspektrum führt, das sich in einer gewünschten Farbe ausdrückt, die sich je nach Beleuchtungsanwendung ändern kann. Das umgewandelte sichtbare Licht 102 wird von der Lichtquelle 44 über den Sichtteil 64 ausgegeben, wodurch der Sichtteil 64 in der gewünschten Farbe leuchtet. Die vom Sichtteil 64 bereitgestellte Beleuchtung kann ein einmaliges, im Wesentlichen gleichmäßiges und/oder attraktives Betrachtungserlebnis bieten, das möglicherweise schwer mittels nicht-photolumineszierender Mittel zu duplizieren wäre.
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Mit Bezug auf 4C ist ein zweiter Energieumwandlungsprozess 106 zum Erzeugen von mehreren Lichtfarben gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Zum Zwecke der Einheitlichkeit wird der zweite Energieumwandlungsprozess 106 im Folgenden ebenfalls unter Verwendung der in 4A abgebildeten Lichtquelle 44 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform beinhaltet die Energieumwandlungsschicht 16 das erste und das zweite photolumineszierende Material 18, 108, die innerhalb der Energieumwandlungsschicht 16 eingestreut sind. Alternativ dazu können die photolumineszierenden Materialien 18, 108, wenn gewünscht, voneinander isoliert sein. Auch sollte anerkannt werden, dass die Energieumwandlungsschicht 16 mehr als zwei verschiedene photolumineszierende Materialien 18 und 108 beinhalten kann, wobei in diesem Fall die unten bereitgestellten Lehren gleichermaßen anwendbar sind. Bei einer Ausführungsform tritt der zweite Energieumwandlungsprozess 106 mittels Abwärtsumwandlung unter Verwendung von blauem, violettem und/oder UV-Licht als die Anregungsquelle auf.
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Bezüglich der vorliegend veranschaulichten Ausführungsform ist die Anregung der photolumineszierenden Materialien 18, 108 sich gegenseitig ausschließend. Das bedeutet, dass die photolumineszierenden Materialien 18, 108 so formuliert sind, nichtüberlappende Absorptionsspektren und Stokes-Verschiebungen aufzuweisen, die verschiedene Emissionsspektren ergeben. Auch sollte beim Formulieren der photolumineszierenden Materialien 18, 108 besondere Sorgfalt auf das Auswählen der assoziierten Stokes-Verschiebungen angewendet werden, so dass das umgewandelte Licht 26, das von einem der photolumineszierenden Materialien 18, 108 emittiert wird, das andere nicht anregt, es sei denn, dass dies gewünscht ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein erster Teil der LED-Quellen 72, beispielhaft als LED-Quellen 72a dargestellt, dazu konfiguriert, ein Anregungslicht 24 mit einer Emissionswellenlänge zu emittieren, die nur das photolumineszierende Material 18 anregt, und dazu führt, dass das Anregungslicht 24 in ein sichtbares Licht 102 einer ersten Farbe (z.B. Weiß) umgewandelt wird. Gleichermaßen ist ein zweiter Teil der LED-Quellen 72, beispielhaft als LED-Quellen 72b dargestellt, dazu konfiguriert, ein Anregungslicht 24 mit einer Emissionswellenlänge zu emittieren, die nur das zweite photolumineszierende Material 108 anregt, und dazu führt, dass das Anregungslicht 24 in ein sichtbares Licht 102 einer zweiten Farbe (z.B. Rot) umgewandelt wird. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Farbe visuell voneinander unterscheidbar. Auf diese Weise können die LED-Quellen 72a und 72b unter Verwendung der Steuerung 78 gezielt aktiviert werden, damit die photolumineszierende Struktur 10 in einer Vielfalt von Farben luminesziert. Die Steuerung 78 kann zum Beispiel nur die LED-Quellen 72a aktivieren, damit ausschließlich das photolumineszierende Material 18 angeregt wird, was zum Leuchten des Sichtteils 64 in der ersten Farbe führt. Alternativ dazu kann die Steuerung 78 nur die LED-Quellen 72b aktivieren, damit ausschließlich das zweite photolumineszierende Material 108 angeregt wird, was zum Leuchten des Sichtteils 64 in der zweiten Farbe führt.
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Bei einer weiteren Alternative kann die Steuerung 78 die LED-Quellen 72a und 72b gemeinsam aktivieren, was dazu führt, dass beide photolumineszierenden Materialien 18, 108 angeregt werden, was zum Leuchten des Sichtteils 64 in einer dritten Farbe führt, die eine Farbmischung der ersten und zweiten Farbe ist (z.B. Rosa). Die von jeder der Lichtquellen 44 emittierten Intensitäten des Anregungslichts 24 können auch untereinander proportional variiert werden, so dass zusätzliche Farben erhalten werden können. Bei Energieumwandlungsschichten 16, die mehr als zwei unterscheidbare photolumineszierende Materialien 18 enthalten, kann eine größere Farbenvielfalt erreicht werden. Angedachte Farben beinhalten Rot, Grün, Blau und Kombinationen davon, einschließlich Weiß, die alle durch Auswählen der geeigneten photolumineszierenden Materialien 18 und richtiges Manipulieren der entsprechenden LED-Quellen 72 erreicht werden können.
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Mit Bezug auf 4D beinhaltet ein dritter Energieumwandlungsprozess 110 eine Lichterzeugungsbaugruppe 60, wie etwa die unter Bezugnahme auf 4A beschriebene, und wird ein daran angeordnetes photolumineszierendes Material 108 gemäß einer alternativen Ausführungsform veranschaulicht. Das photolumineszierende Material 108 ist dazu konfiguriert, Anregungslicht 24, das von den LED-Quellen 72 empfangen wird, in ein sichtbares Licht 102 umzuwandeln, das eine andere Wellenlänge aufweist als die mit dem Anregungslicht 24 assoziierte. Genauer gesagt, ist die photolumineszierende Struktur 10 so formuliert, ein Absorptionsspektrum aufzuweisen, das die Emissionswellenlänge des Anregungslichts 24, das von den LED-Quellen 72 geliefert wird, beinhaltet. Das photolumineszierende Material 18 ist ebenfalls so formuliert, dass es eine Stokes-Verschiebung aufweist, die zu dem umgewandelten sichtbaren Licht 102 mit einem Emissionsspektrum führt, das sich in einer gewünschten Farbe ausdrückt, die sich je nach Beleuchtungsanwendung ändern kann.
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Die photolumineszierende Struktur 10 kann auf einen Teil der Lichterzeugungsbaugruppe 60 aufgebracht werden, beispielsweise auf eine streifenartige Weise. Zwischen den photolumineszierenden Strukturen 10 können sich lichtdurchlässige Teile 112 befinden, die es von den LED-Quellen 72 emittiertem Anregungslicht 24 ermöglichen, bei der ersten Wellenlänge durch diese hindurchzutreten. Die lichtdurchlässigen Teile 112 können ein offener Raum oder ein transparentes oder durchscheinendes Material sein. Das durch die lichtdurchlässigen Teile 112 emittierte Anregungslicht 24 kann von der Lichterzeugungsbaugruppe 60 zu einer zweiten photolumineszierenden Struktur geleitet werden, die in der Nähe der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeordnet ist. Die zweite photolumineszierende Struktur kann dazu konfiguriert sein, als Reaktion auf das Anregungslicht 24, das durch die lichtdurchlässigen Teile 112 geleitet wird, zu lumineszieren.
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Mit Bezug auf 4E wird ein vierter Energieumwandlungsprozess 114 zum Erzeugen mehrerer Lichtfarben, der die Lichterzeugungsbaugruppe 60, wie etwa die unter Bezugnahme auf 4A beschriebene, und eine darauf angeordnete photolumineszierende Struktur 10 verwendet, veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist die photolumineszierende Struktur 10 über einem oberen Teil der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeordnet. Die Anregung des photolumineszierenden Materials 18 ist derart formuliert, dass ein Teil des von den LED-Quellen 72 emittierten Anregungslichts 24 durch die photolumineszierende Struktur 10 bei der ersten Wellenlänge hindurchtritt (d.h. das von der Lichtquelle 44 emittierte Anregungslicht 24 wird nicht von der photolumineszierenden Struktur 10 umgewandelt). Die Intensität des Ausgangslichts (d.h. die Kombination des Anregungslichts 24 und des umgewandelten Lichts 26) kann durch Pulsweitenmodulation oder Stromsteuerung modifiziert werden, um die Menge des von den LED-Quellen 72 emittierten Anregungslichts 24, das durch die photolumineszierende Struktur 10 hindurchtritt, ohne in eine zweite ausgegebene Wellenlänge 102 umgewandelt zu werden, zu variieren. Beispielsweise kann, falls die Lichtquelle 44 dazu konfiguriert ist, Anregungslicht 24 mit einem niedrigen Pegel zu emittieren, im Wesentlichen sämtliches Anregungslicht 24 in das umgewandelte Licht 26 umgewandelt werden. Bei dieser Konfiguration kann eine Lichtfarbe 102, die der photolumineszierenden Struktur 10 entspricht, von der Lichterzeugungsbaugruppe 60 emittiert werden. Falls die Lichtquelle 44 dazu konfiguriert ist, Anregungslicht 24 mit einem hohen Pegel auszugeben, kann nur ein Teil der ersten Wellenlänge von der photolumineszierenden Struktur 10 umgewandelt werden. Bei dieser Konfiguration kann ein erster Teil des Ausgangslichts durch die photolumineszierende Struktur 10 umgewandelt werden und ein zweiter Teil des Ausgangslichts kann von der Lichterzeugungsbaugruppe 60 mit der ersten Wellenlänge zu zusätzlichen photolumineszierenden Strukturen, die in der Nähe der Lichtquelle 44 angeordnet sind, emittiert werden. Die zusätzlichen photolumineszierenden Strukturen können als Reaktion auf das von der Lichtquelle 44 emittierte Anregungslicht 24 lumineszieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein erster Teil der LED-Quellen 72, beispielhaft als LED-Quellen 72c dargestellt, dazu konfiguriert, ein Anregungslicht 24 mit einer Wellenlänge zu emittieren, die das photolumineszierende Material 18 innerhalb der photolumineszierenden Struktur 10 anregt, und dazu führt, dass das Anregungslicht 24 in ein sichtbares Licht 102 einer ersten Farbe (z.B. Weiß) umgewandelt wird. Gleichermaßen ist ein zweiter Teil der LED-Quellen 72, beispielhaft als LED-Quellen 72d dargestellt, dazu konfiguriert, ein Anregungslicht 24 mit einer Wellenlänge zu emittieren, die durch die photolumineszierende Struktur 10 hindurchtritt und zusätzliche photolumineszierende Strukturen, die in der Nähe der Lichtleiste 28 angeordnet sind, anregt, wodurch diese in einer zweiten Farbe leuchten. Die erste und die zweite Farbe können visuell voneinander unterscheidbar sein. Auf diese Weise können die LED-Quellen 72c und 72d unter Verwendung der Steuerung 78 gezielt aktiviert werden, um zu veranlassen, dass die Lichtleiste 28 in einer Vielfalt von Farben luminesziert.
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Die Lichterzeugungsbaugruppe 60 kann auch Optiken 116 beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Anregungslicht 24, das von den LED-Quellen 72c, 72d emittiert wird, und das Licht 102, das von der photolumineszierenden Struktur 10 emittiert wird, auf vordefinierte Positionen zu richten. Zum Beispiel kann Anregungslicht 24, das von den LED-Quellen 72c, 72d und der photolumineszierenden Struktur 10 emittiert wird, auf den Boden 40 und/oder eine Position in der Nähe der Lichtleiste 28 gerichtet und/oder darauf fokussiert werden.
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Mit Bezug auf 5 ist eine Lichterzeugungsbaugruppe 60 gemäß einer Ausführungsform in einer Draufsicht veranschaulicht, die quer entlang der Lichterzeugungsbaugruppe 60 verschiedene Arten und Konzentrationen von LED-Quellen 72a, 72d aufweist. Wie veranschaulicht, beinhaltet ein erster Teil 118 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 LED-Quellen 72a, die dazu konfiguriert sind, ein Anregungslicht 24 mit einer Emissionswellenlänge in einem ersten Farbspektrum (z.B. Rot) zu emittieren. Gleichermaßen beinhaltet ein zweiter Teil 120 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 LED-Quellen 72d, die dazu konfiguriert sind, ein Anregungslicht 24 mit einer Emissionswellenlänge in einem zweiten Farbspektrum (z.B. Orange) zu emittieren. Der erste und der zweite Teil 118, 120 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 können durch isolierende, oder nichtleitende, Sperren 122 von in der Nähe angeordneten Teilen durch beliebige in der Technik bekannte Mittel getrennt sein, so dass jeder Teil 118, 120 unabhängig von jedem anderen Teil 118, 120 leuchten kann. Die isolierenden Sperren 122 können auch verhindern, dass eine wesentliche Menge des Anregungslichts 24 von in der Nähe leuchtenden LED-Quellen 72a, 72d die isolierende Sperre 122 durchquert. Ferner kann jeder Teil 118, 120, der innerhalb der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeordnet ist, eine jeweilige Sammelleitung 82, 84, 126, 128, 130, 132 beinhalten, die mit der Steuerung 78 gekoppelt und dazu konfiguriert sind, jeden jeweiligen Teil 118, 120 leuchten zu lassen.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Farbe visuell voneinander unterscheidbar. Auf diese Weise können die LED-Quellen 72a und 72d unter Verwendung der Steuerung 78 gezielt aktiviert werden, damit die LED-Quellen 72a, 72d in einer Vielfalt von Farben leuchten. Zum Beispiel kann die Steuerung 78 nur die LED-Quellen 72a aktivieren, um ausschließlich einen Teil 118 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 in der ersten Farbe leuchten zu lassen. Alternativ dazu kann die Steuerung 78 nur die LED-Quellen 72d aktivieren, um ausschließlich einen Teil 120 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 in der zweiten Farbe leuchten zu lassen. Es versteht sich, dass die Lichterzeugungsbaugruppe 60 eine beliebige Anzahl von Teilen 118, 120 mit verschiedenen LED-Quellen 72a, 72d, die in einer beliebigen gewünschten Farbe leuchten können, beinhalten kann. Darüber hinaus versteht es sich, dass die Teile mit verschiedenen LED-Quellen 72a, 72d in einer beliebigen zweckmäßigen Art und Weise ausgerichtet sein können und nicht aneinander angrenzend angeordnet sein müssen.
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Wie oben beschrieben, kann eine photolumineszierende Struktur 10 auf einem Teil der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeordnet sein. Falls gewünscht, können beliebige LED-Quellen 72a, 72d zum Anregen eines beliebigen photolumineszierenden Materials 18, das in der Nähe und/oder über der Lichterzeugungsbaugruppe 60 angeordnet ist, verwendet werden.
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Die Halbleiterdruckfarbe 74 kann auch verschiedene Konzentrationen von LED-Quellen 72a, 72d enthalten, so dass die Konzentration der LED-Quellen 72a, 72d oder die Anzahl von LED-Quellen 72a, 72d pro Flächeneinheit für verschiedene Beleuchtungsanwendungen eingestellt werden kann. Bei manchen Ausführungsformen kann die Konzentration der LED-Quellen 72a, 72d über die Länge der Lichterzeugungsbaugruppe 60 variieren. Zum Beispiel kann ein erster Teil 118 der Lichterzeugungsbaugruppe 60 eine höhere Konzentration von LED-Quellen 72 als alternative Teile 120 aufweisen, oder umgekehrt. Bei derartigen Ausführungsformen kann die Lichtquelle 44 und/oder das Zeichen heller erscheinen oder eine größere Leuchtdichte aufweisen, um vordefinierte Positionen bevorzugt zu beleuchten. Bei anderen Ausführungsformen kann die Konzentration der LED-Quellen 72a, 72d mit wachsender Entfernung von einem vorgewählten Punkt zu- oder abnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Lichterzeugungsbaugruppe 60 eine höhere Konzentration von LED-Quellen 72a im zweiten Teil 120, so dass der zweite Teil 120 als eine Seitenmarkierung oder ein Blinker leuchten kann, während der erste Teil 118 eine Auflichtbeleuchtung bietet.
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Mit Bezug auf 6 kann die Dekorschicht dazu konfiguriert sein, Nachrichten 136, 138, 140 und/oder Pfeile aufleuchten zu lassen, während Teile der Lichtleiste 28 beleuchtet sind. Die Nachrichten 136, 138, 140 können opake Teile auf der Dekorschicht sein, die hinterleuchtet werden, wenn die Lichterzeugungsbaugruppe 60 leuchtet und/oder, wenn ein Energieumwandlungsprozess durch die photolumineszierende Struktur 10 vollzogen wird. Die Nachrichten 136, 138, 140, wie etwa „Stopp“ und „Überqueren“, die zum Beispiel leuchten können, um Passagiere zu warnen, stehenzubleiben oder sich fortzubewegen, bzw. sie anzuleiten, wie durch den Fahrer als notwendig erachtet wird, können enthalten sein. Jede in der Lichtleiste 28 angeordnete Nachricht 136, 138, 140 kann auf einem beliebigen Teil des Fahrzeugs 32 bereitgestellt werden.
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Die eine oder die mehreren am Fahrzeug 32 angeordneten Lichtleisten 28 kann bzw. können automatisch über einen Schalter, der mit der Energiequelle 80 verbunden ist, beim Öffnen der Tür 46, wie etwa durch das Einschalten eines Lichts im Treppenraum der Tür 46 des Fahrzeugs 32 durch die Bedienung der Türsteuerung, oder durch einen beliebigen anderen Schalter im Fahrzeug 32, eingeschaltet werden. Des Weiteren kann die Lichtleiste 28 eingeschaltet werden, wenn ein blinkendes Licht, das zum Beispiel am Heck 48 des Fahrzeugs 32 oder an anderen Oberflächen bereitgestellt ist, eingeschaltet wird. Alternativ dazu kann der Schulbusfahrer die Lichtleiste 28 separat ein- oder ausschalten. Als eine weitere Alternative kann die Beleuchtung auf den Getriebezustand des Fahrzeugs, z.B. Parken, Fahren usw., reagieren.
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Die Lichtleiste 28 kann manuell oder automatisch unter Verwendung einer Steuerung/eines Timers ausgeschaltet werden, die bzw. der gestartet wird, nachdem die Tür 46 geschlossen wird oder das blinkende Licht ausgeschaltet wird. Die Lichtleiste 28 kann zum Beispiel ungefähr zehn Sekunden, dreißig Sekunden oder zwei Minuten, nachdem die Tür 46 geschlossen wird oder das blinkende Licht ausgeschaltet wird, oder zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ausgeschaltet werden. Alternativ dazu kann die Lichtleiste 28 gleichzeitig mit dem Schließen der Tür 46 oder dem Ausschalten des blinkenden Lichts ausgeschaltet werden.
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Weiterhin mit Bezug auf 6 kann das Fahrzeug 32 einen Fußgängerschutz 142 aufweisen, der sich nach vorne von der vorderen Stoßstange 50 oder einer beliebigen anderen vorderen Komponente des Fahrzeugs 32, in dem der Bediener des Fahrzeugs 32 sitzt, erstreckt. Der Bediener des Fahrzeugs 32 sitzt in einem (nicht dargestellten) Sitz, der hinter einer Motorhaubenstruktur 144 positioniert ist, und der Bediener blickt durch eine vordere Windschutzscheibe 146, die sich über dem hinteren Ende der Motorhaubenstruktur 144 befindet, über die Motorhaubenstruktur 144 hinweg. Somit bewirkt der Fußgängerschutz 142, dass die Kinder die Straße vor dem stehenden Fahrzeug 32 weit genug vor der Motorhaubenstruktur 144 überqueren, so dass zumindest die Köpfe der kleinsten Schulkinder in einer Sichtlinie des Bedieners des Fahrzeugs 32 hervorragen. Der Fußgängerschutz 142 kann zur Karosserie des Fahrzeugs 32, wie etwa der Stoßstange, eingezogen werden, so dass keine hervorstehende Struktur vorhanden ist, während sich das Fahrzeug 32 bewegt.
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Der Fußgängerschutz 142 kann die Lichtleiste 28 daran beinhalten, die dazu konfiguriert ist, eine Seite und/oder beide Seiten davon während des Ausfahrens des Fußgängerschutzes 142 zu beleuchten. Die Lichtleiste 28 kann eine reflektierende Schicht 54 aufweisen, so dass der Schutz 142 während sowohl Tag- als auch Nachtbedingungen leicht sichtbar ist.
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Mit Bezug auf 7 kann der Fußgängerschutz 142 eine Lichtleiste 28 mit multidirektionalen gedruckten LED-Quellen 72a, 72e daran beinhalten. Bei der vorliegend veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet eine gedruckte LED-Anordnung 162 eine erste Mehrzahl von LED-Quellen 72a, die voreingestellt sind, Licht in eine erste Richtung eines lichtdurchlässigen Fußgängerschutzsubstrats 148 zu leiten, und eine zweite Mehrzahl von LED-Quellen 72e, die voreingestellt sind, Licht in eine zweite entgegengesetzte Richtung zu leiten. Wie oben besprochen, kann die Lichterzeugungsbaugruppe 60 ferner die photolumineszierende Struktur 10 beinhalten, die über der negativen Elektrode 76 und/oder der positiven Elektrode 70 als eine Beschichtung, eine Schicht, ein Film oder eine andere geeignete Abscheidung angeordnet ist.
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Die erste und die zweite reflektierende Schicht 54 können zwischen den Lichtquellen 44 bzw. beiden entgegengesetzten Sichtteilen 64 angeordnet sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Lichtquellen 44 an einer ersten Seite des Fußgängerschutzsubstrats 148 darauf gedruckt sein, während die Lichtquellen 44 an der entgegengesetzten Seite des Fußgängerschutzsubstrats 148 herkömmliche nichtgedruckte LEDs sein können.
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Mit Bezug auf 8 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 32 dargestellt, in dem die Lichtleiste 28 implementiert ist. Die Lichtleiste 28 beinhaltet eine Steuerung 78, die mit der Lichtquelle 44 in Kommunikation steht. Die Steuerung 78 kann einen Speicher 150 mit darin enthaltenen Anweisungen, die von einem Prozessor 152 der Steuerung 78 ausgeführt werden, beinhalten. Die Steuerung 78 kann die Lichtquelle 44 oder eine entsprechende Sammelleitung 82, 84 über eine Energiequelle 80, die sich im Fahrzeug 32 befindet, mit elektrischer Energie versorgen. Zusätzlich dazu kann die Steuerung 78 dazu konfiguriert sein, die Lichtausgabe jeder Lichtquelle 44 auf der Basis von Rückkopplung zu steuern, die von einem oder mehreren Fahrzeugsteuermodulen 154 empfangen wird, wie etwa unter anderem einem Karosseriesteuermodul, einem Motorsteuermodul, einem Lenkungssteuermodul, einem Bremssteuermodul oder dergleichen und/oder einer Kombination davon. Durch Steuern der Lichtausgabe der Lichtquelle 44 kann die Lichtleiste 28 in einer Vielfalt von Farben und/oder Mustern leuchten, um ein ästhetisches Erscheinungsbild zu liefern, oder kann einen vorgesehenen Betrachter mit Fahrzeuginformationen versorgen.
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Der Prozessor 190 kann eine Eingabe vom Schalten des Fahrzeugs 32 von einem Parken-Gang in einen ersten Gang (oder umgekehrt), dem Öffnen oder Schließen der Fahrzeugtür 46, dem Ein- oder Ausschalten eines oder mehrerer gelber oder roter blinkender Schulbuslichter, die ein Ein- oder Aussteigen angeben, oder dergleichen empfangen. Der Prozessor 190 kann auch Eingaben von einer Benutzerschnittstelle empfangen, die einem Fahrer ermöglichen, die Außenbeleuchtung zu steuern. Die Benutzerschnittstelle 156 kann so konfiguriert sein, dass ein Benutzer die Wellenlänge des Lichts, das durch die LED-Quellen 72 emittiert wird, und/oder die leuchtenden LED-Quellen 72 steuern kann. Die Benutzerschnittstelle 156 kann innerhalb des Fahrgastraums oder an einer beliebigen Oberfläche angeordnet sein, die für den Benutzer während der Benutzung der vorliegend beschriebenen Lichtleiste 28 zugänglich ist. Die Benutzerschnittstelle 156 kann eine beliebige technisch bekannte Steuerung zur Steuerung der Lichtquelle 44 verwenden, wie etwa unter anderem Näherungssensoren.
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Im Betrieb kann jede photolumineszierende Struktur 10 eine konstante einfarbige oder mehrfarbige Beleuchtung zeigen. Beispielsweise kann die Steuerung 78 die Lichtquelle 44 auffordern, nur die erste Lichtwellenlänge über die LED-Quellen 72 zu emittieren, damit die photolumineszierende Struktur 10 in der ersten Farbe (z.B. Weiß) leuchtet. Alternativ dazu kann die Steuerung 78 die Lichtquelle 44 auffordern, nur die zweite Lichtwellenlänge über die LED-Quellen 72 zu emittieren, damit die photolumineszierende Struktur 10 in der zweiten Farbe (z.B. Rot) leuchtet. Als noch eine weitere Alternative dazu kann die Steuerung 78 die Lichtquelle 44 auffordern, gleichzeitig die erste und zweite Lichtwellenlänge zu emittieren, damit die photolumineszierenden Strukturen 10 in einer dritten Farbe (z.B. Rosa) leuchten, die durch eine additive Lichtmischung der ersten und der zweiten Farbe definiert ist. Darüber hinaus können zusätzliche photolumineszierende Strukturen zur Lichtleiste 28 hinzugefügt werden, die das von der Lichtquelle 44 emittierte Anregungslicht 24 in eine andere Wellenlänge umwandeln. Als noch eine weitere Alternative dazu kann die Steuerung 78 die Lichtquelle 44 auffordern, periodisch die erste und die zweite Wellenlänge des Anregungslichts 24 abwechselnd zu emittieren, damit die photolumineszierende Struktur 10 periodisch abwechselnd in der ersten und der zweiten Farbe des umgewandelten Lichts 26 leuchtet. Die Steuerung 78 kann die Lichtquelle 44 dazu auffordern, periodisch die erste und/oder die zweite Wellenlänge des Anregungslichts 24 in einem regelmäßigen Zeitintervall und/oder einem unregelmäßigen Zeitintervall zu emittieren.
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Mit Bezug auf die oben genannten Beispiele kann die Steuerung 78 die Intensität der emittierten ersten und zweiten Lichtwellenlänge durch Pulsweitenmodulation oder Stromsteuerung modifizieren. Bei manchen Ausführungsformen kann die Steuerung 78 dazu konfiguriert sein, eine Farbe des Ausgangslichts durch Aussenden von Steuersignalen zum Einstellen einer Intensität oder eines Energieausgabeniveaus der Lichtquelle 44 einzustellen. Beispielsweise kann, falls die Lichtquelle 44 zur Ausgabe der ersten Emission auf einem niedrigen Pegel konfiguriert ist, im Wesentlichen das gesamte Anregungslicht 24 in das ausgegebene sichtbare Licht umgewandelt werden. Falls die Lichtquelle 44 dazu konfiguriert ist, Anregungslicht 24 mit einem hohen Pegel auszugeben, kann nur ein Teil des Anregungslichts 24 durch die photolumineszierende Struktur 10 in das umgewandelte Licht 26 umgewandelt werden. Bei dieser Konfiguration kann eine Farbe von Licht, die der Mischung des Anregungslichts 24 und des umgewandelten Lichts 26 entspricht, als das Ausgangslicht ausgegeben werden. Auf diese Weise kann jede der Steuerungen 78 eine Ausgabefarbe des Ausgangslichts steuern.
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Obwohl in Bezug auf das Anregungslicht 24 von einem niedrigen Niveau und einem hohen Niveau von Intensität gesprochen wird, versteht es sich, dass die Intensität des Anregungslichts 24 über verschiedene Intensitätsniveaus hinweg variiert werden kann, um einen Farbton entsprechend dem emittierten Anregungs- und/oder umgewandelten Licht 24, 26 von der Lichtleiste 28 einzustellen. Wie vorliegend beschrieben, kann die Farbe des umgewandelten Lichts 26 erheblich von dem spezifischen in der photolumineszierenden Struktur 10 verwendeten photolumineszierenden Material 18 abhängen. Zusätzlich dazu kann eine Umwandlungskapazität der photolumineszierenden Struktur 10 signifikant von einer Konzentration der in der photolumineszierenden Struktur 10 verwendeten photolumineszierenden Strukturen 10 abhängen. Durch Einstellen des Intensitätsbereichs, der von der Lichtquelle 44 ausgegeben werden kann, können die Konzentration und Anteile der photolumineszierenden Materialien 18 in der photolumineszierenden Struktur 10 und die Arten von photolumineszierenden Materialien 18, die in der vorliegend besprochenen photolumineszierenden Struktur 10 verwendeten werden, dazu funktionsfähig sein, einen Bereich von Farbtönen des Ausgangslichts durch Mischen des Anregungslichts 24 mit dem umgewandelten Licht 26 zu erzeugen. Es wird ebenfalls in Betracht gezogen, dass die Intensität jeder Lichtquelle 44 gleichzeitig oder unabhängig von einer beliebigen Anzahl anderer Lichtquellen 44 variiert werden kann.
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Dementsprechend wurde vorliegend eine Lichtleiste für ein Fahrzeug als vorteilhaft beschrieben. Die Lichtleiste liefert verschiedene Vorteile, einschließlich eines effizienten und kostengünstigen Mittels zum Erzeugen von Beleuchtung, die als ein einzigartiges Gestaltungselement wirken kann, das die Verfeinerung eines Fahrzeugs, oder eines beliebigen anderen Produktes, das eine Beleuchtungsbaugruppe darauf angeordnet aufweisen kann, erhöht.
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Es ist auch wichtig, anzumerken, dass die Konstruktion und die Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie sie in den Ausführungsbeispielen gezeigt sind, nur beispielhaft sind. In der vorliegenden Offenbarung wurden zwar nur einige wenige Ausführungsformen der vorliegenden Neuerungen ausführlich beschrieben, aber Fachleute, die diese Offenbarung lesen, sind sich ohne Weiteres der Tatsache bewusst, dass viele Modifikationen möglich sind (zum Beispiel Variationen in Bezug auf Größe, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Parameterwerte, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des dargelegten Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als integral gebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder Elemente, die in mehreren Teilen gezeigt sind, können integral gebildet sein, die Funktion der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig verschieden sein, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Glieder oder Verbinder oder anderer Elemente des Systems können verschieden sein, die Art oder Anzahl von zwischen den Elementen bereitgestellten Verstellpositionen kann unterschiedlich sein. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus beliebigen der großen Vielzahl an Materialien, die für ausreichende Stärke oder Haltbarkeit sorgen, und in beliebigen der großen Vielzahl an Farben, Strukturen und Kombinationen konstruiert werden können. Dementsprechend ist es beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen im Schutzumfang der vorliegenden Neuerungen enthalten sind. Andere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können an der Gestaltung, an den Betriebsbedingungen und an der Anordnung der gewünschten und anderer Ausführungsbeispiele vorgenommen werden, ohne vom Gedanken der vorliegenden Neuerungen abzuweichen.
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Es versteht sich, dass jegliche beschriebenen Prozesse oder Schritte innerhalb beschriebener Prozesse mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten kombiniert werden können, um Strukturen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Die hier offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen.
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Es versteht sich, dass Änderungen und Modifikationen an der oben genannten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und weiterhin versteht es sich, dass solche Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt werden sollen, es sei denn, diese Ansprüche geben ausdrücklich etwas anderes an.
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Es ist ferner beschrieben:
- A. Fahrzeug, das Folgendes umfasst:
eine Platte, die eine Lichterzeugungsbaugruppe beinhaltet, die mehrere Lichtquellen umfasst, die als eine an einem Teil der Platte angebrachte Leiste angeordnet sind;
eine photolumineszierende Struktur, die auf der Lichterzeugungsbaugruppe angeordnet und dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf eine Anregung durch die mehreren Lichtquellen zu lumineszieren; und
ein oder mehrere retroreflektierende Kügelchen, die dazu konfiguriert sind, ein einfallendes Licht, das zu der Lichterzeugungsbaugruppe hin gerichtet ist, zu reflektieren.
- B. Fahrzeug nach A, das ferner Folgendes umfasst:
eine Klebeschicht, wobei die Kügelchen in der Klebeschicht eingebettet sein können.
- C. Fahrzeug nach A, wobei das eine oder die mehreren retroreflektierenden Kügelchen in einer reflektierenden Schicht angeordnet sind, die dazu konfiguriert ist, einfallendes Licht, das zur reflektierenden Schicht hin gerichtet ist, von einer ersten Seite zu reflektieren, und umgewandeltes Licht von einer zweiten entgegengesetzten Seite hindurch zu lassen.
- D. Fahrzeug nach A, wobei die mehreren Lichtquellen LED-Quellen umfassen, die in einer gedruckten LED-Anordnung dispergiert sind.
- E. Fahrzeug nach A, wobei die photolumineszierende Struktur mindestens ein photolumineszierendes Material darin beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, ein Anregungslicht, das von der Lichterzeugungsbaugruppe empfangen wird, in ein sichtbares umgewandeltes Licht umzuwandeln.
- F. Fahrzeug nach C, das ferner Folgendes umfasst:
eine Dekorschicht, die über der photolumineszierenden Struktur angeordnet ist und opake Teile aufweist, die hinterleuchtet werden, um Nachrichten an einen Betrachter zu übermitteln.
- G. Fahrzeug nach A, wobei die Lichterzeugungsbaugruppe dazu konfiguriert ist, in mehreren Farben zu leuchten.
- H. Lichtleiste für eine Fahrzeugplatte, die Folgendes umfasst:
eine Lichterzeugungsbaugruppe;
eine photolumineszierende Struktur, die auf der Lichterzeugungsbaugruppe angeordnet und dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf eine Anregung durch eine Lichtquelle der Lichterzeugungsbaugruppe zu lumineszieren;
eine Klebeschicht, die ein oder mehrere darin eingebettete retroreflektierende Kügelchen aufweist und auf der photolumineszierenden Struktur angeordnet ist; und.
ein Umspritzmaterial, das über einem Teil der retroreflektierenden Kügelchen angeordnet ist.
- I. Lichtleiste für eine Fahrzeugplatte nach H, die ferner eine Steuerung zum gezielten Aktivieren einer oder mehrerer Lichtquellen, die in der Lichterzeugungsbaugruppe angeordnet sind, umfasst.
- J. Lichtleiste für eine Fahrzeugplatte nach H, wobei die Lichterzeugungsbaugruppe LED-Quellen, die in einer gedruckten LED-Anordnung dispergiert sind, beinhaltet.
- K. Lichtleiste für eine Fahrzeugplatte nach J, wobei die LED-Quellen entlang der Lichterzeugungsbaugruppe in einer variablen Konzentration dispergiert sind.
- L. Lichtleiste für eine Fahrzeugplatte nach H, wobei die Lichterzeugungsbaugruppe eine oder mehrere Nachrichten beleuchtet, die als opake Teile in einer Dekorschicht, die über einem Teil der Lichterzeugungsbaugruppe angeordnet ist, gebildet werden.
- M. Lichtleiste für eine Fahrzeugplatte nach H, wobei die photolumineszierende Struktur mindestens ein photolumineszierendes Material umfasst, das dazu konfiguriert ist, eine Energieumwandlung an einem Anregungslicht, das aus zumindest einem Teil der Lichterzeugungsbaugruppe empfangen wird, in ein sichtbares umgewandeltes Licht, das durch einen Sichtteil ausgegeben wird, durchzuführen.
- N. Lichtleiste für ein Fahrzeug, die Folgendes umfasst:
eine Lichtquelle;
eine photolumineszierende Struktur, die auf der Lichtquelle angeordnet und dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf eine Anregung durch die Lichtquelle zu lumineszieren; und
eine durchscheinende reflektierende Schicht, die dazu konfiguriert ist, ein einfallendes Licht, das auf eine erste Seite der reflektierenden Schicht gerichtet ist, zu reflektieren und einem umgewandelten Licht, das auf eine zweite gegenüberliegende Seite der reflektierenden Schicht gerichtet ist, zu ermöglichen, hindurch zu gelangen.
- O. Lichtleiste für ein Fahrzeug nach N, wobei die Lichtquelle mehrere LED-Quellen und eine Steuerung, die die mehreren Lichtquellen gezielt aktiviert, beinhaltet.
- P. Lichtleiste für ein Fahrzeug nach N, wobei die Lichtquelle LED-Quellen umfasst, die in einer gedruckten LED-Anordnung dispergiert sind und jeweils dazu konfiguriert sind, ein Anregungslicht zu emittieren.
- Q. Lichtleiste für ein Fahrzeug nach P, wobei die reflektierende Schicht ein retroreflektierendes Material darin beinhaltet.
- R. Lichtleiste für ein Fahrzeug nach N, wobei die photolumineszierende Struktur mindestens ein photolumineszierendes Material umfasst, das dazu konfiguriert ist, eine Energieumwandlung an einem Anregungslicht, das aus zumindest einem Teil der Lichtquelle empfangen wird, in ein sichtbares umgewandeltes Licht, das an einen Sichtteil ausgegeben wird, durchzuführen.
- S. Lichtleiste für ein Fahrzeug nach N, wobei die photolumineszierende Struktur ein kurz nachleuchtendes photolumineszierendes Material darin beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, für 100 Millisekunden oder weniger zu leuchten, wenn die Lichtquelle in einen nichtbeleuchteten Zustand zurückkehrt.
- T. Lichtleiste für ein Fahrzeug nach P, wobei die photolumineszierende Struktur ein lang nachleuchtendes phosphoreszierendes Material beinhaltet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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