Осветительная система для рулевого узла транспортного средства - RU2729343C2
Код документа: RU2729343C2
Чертежи
Описание
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Эта заявка представляет собой частичное продолжение заявки на патент США № 14/603,636, поданной 23 января 2015 года, под названием «DOOR ILLUMINATION AND WARNING SYSTEM», которая представляет собой частичное продолжение заявки на патент США № 14/086,442, поданной 21 ноября 2013 года, под названием «VEHICLE DOME LIGHTING SYSTEM WITH PHOTOLUMINESCENT STRUCTURE». Вышеупомянутые родственные заявки настоящим включены сюда путем ссылки во всей их полноте.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в общем относится к осветительным системам транспортного средства, а конкретнее к осветительным системам транспортного средства, использующим одну или более фотолюминесцентных структур.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Подсветка, возникающая вследствие использования фотолюминесцентных структур, обеспечивает уникальное и привлекательное визуальное восприятие. В связи с этим желательно применение таких структур в автомобильных транспортных средствах для различных областей применения освещения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно одному аспекту настоящего изобретения раскрыта осветительная система для транспортного средства. Осветительная система включает в себя элемент, идущий от рулевой колонки. Источник света, подсвечивающий по меньшей мере участок элемента, расположен в транспортном средстве. Первая фотолюминесцентная структура расположена на элементе и выполнена с возможностью люминесценции в ответ на возбуждение источником света.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы для транспортного средства, источник света содержит множество напечатанных светоизлучающих диодов.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы для транспортного средства, первая фотолюминесцентная структура содержит по меньшей мере один фотолюминесцентный материал, выполненный с возможностью понижающего преобразования входящего света, принимаемого от по меньшей мере части источников света, в видимый свет, который выводится в видимый участок.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы для транспортного средства, элемент выполнен в виде подрулевого переключателя, который управляет по меньшей мере одной функцией транспортного средства, а первая фотолюминесцентная структура выполнена в виде знака, расположенного на подрулевом переключателе.
Согласно возможному варианту осуществления, осветительная система для транспортного средства дополнительно содержит вторую фотолюминесцентную структуру, расположенную на источнике света, выполненную с возможностью обеспечения подсветки рулевого колеса при подсвечивании.
Согласно возможному варианту осуществления, осветительная система для транспортного средства дополнительно содержит контроллер для управления состоянием активации источника света в ответ на по меньшей мере одно связанное с транспортным средством условие.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы для транспортного средства, последовательные участки источника света подсвечиваются для постоянного излучения света по направлению к заранее заданному месту при вращении рулевого колеса
Согласно другому аспекту настоящего изобретения раскрыта осветительная система. Осветительная система включает в себя рулевое колесо, имеющее ступицу и обод, соединенный со ступицей посредством спицы. Источник света расположен на ступице. Элемент, на котором имеется первая люминесцентная структура, выполнен с возможностью люминесценции в ответ на возбуждение, по меньшей мере, участком источника света.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы, источник света содержит напечатанный светоизлучающий диод.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы, последовательные участки источника света подсвечиваются для постоянного излучения света по направлению к заранее заданному месту при вращении рулевого колеса.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы, первая люминесцентная структура выполнена в виде знака, который уведомляет водителя и/или пассажира о функции элемента.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы, первая люминесцентная структура содержит по меньшей мере один люминесцентный материал, выполненный с возможностью понижающего преобразования входящего света, принимаемого от, по меньшей мере, участка напечатанного светоизлучающего диода, в видимый свет, который выводится в видимый участок.
Согласно возможному варианту осуществления, осветительная система дополнительно содержит вторую люминесцентную структуру, отделенную от рулевого колеса, выполненную с возможностью люминесценции в ответ на возбуждение источником света.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы, первая люминесцентная структура подсвечивается первым цветом, а вторая люминесцентная структура подсвечивается вторым цветом.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения раскрыта осветительная система для рулевого узла транспортного средства. Осветительная система включает в себя переключатель, идущий от рулевой колонки транспортного средства. Источник света расположен в транспортном средстве. Первая фотолюминесцентная структура расположена на переключателе. Первая фотолюминесцентная структура выполнена с возможностью люминесценции в ответ на возбуждение светом, исходящим от, по меньшей мере, участка источника света.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы для рулевого узла транспортного средства, источник света содержит множество напечатанных светоизлучающих диодов.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы для рулевого узла транспортного средства, первая фотолюминесцентная структура содержит по меньшей мере один фотолюминесцентный материал, выполненный с возможностью понижающего преобразования входящего света, принимаемого от, по меньшей мере, части источников света, в видимый свет, который выводится в видимый участок.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы для рулевого узла транспортного средства, входящий свет содержит один из синего света, фиолетового света и ультрафиолетового света.
Согласно возможному варианту осуществления, осветительная система для рулевого узла транспортного средства дополнительно содержит вторую фотолюминесцентную структуру, расположенную на источнике света, выполненную с возможностью обеспечения общего освещения транспортного средства впереди рулевого колеса, и третью фотолюминесцентную структуру, расположенную на элементе, расположенном в транспортном средстве.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы для рулевого узла транспортного средства, последовательные участки источника света подсвечиваются для постоянного излучения света по направлению к заранее заданному месту при вращении рулевого колеса.
Согласно возможному варианту осуществления осветительной системы для рулевого узла транспортного средства, первая фотолюминесцентная структура люминесцирует первым цветом, а вторая фотолюминесцентная структура люминесцирует вторым цветом.
Эти и другие аспекты, задачи и признаки настоящего изобретения будут понятны и приняты во внимание специалистом в области техники при изучении следующего далее описания, формулы изобретения и приложенных чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах:
Фиг. 1 представляет вид в перспективе салона транспортного средства, оборудованного осветительной системой, используемой на участке рулевого узла согласно одному варианту выполнения;
Фиг. 2 представляет вид сбоку рулевого узла, расположенного в салоне транспортного средства, использующего осветительную систему согласно одному варианту выполнения;
Фиг. 3A представляет вид в сечении, взятом вдоль линии III-III на Фиг. 2, иллюстрирующий источник света согласно одному варианту выполнения;
Фиг. 3B представляет вид в сечении, взятом вдоль линии III-III на Фиг. 2, дополнительно иллюстрирующий источник света согласно одному варианту выполнения;
Фиг. 3C представляет вид в сечении, взятом вдоль линии III-III на Фиг. 2, иллюстрирующий альтернативный источник света согласно одному варианту выполнения;
Фиг. 3D представляет вид в сечении, взятом вдоль линии III-III на Фиг. 2, иллюстрирующий источник света, имеющий люминесцентную структуру, отделенную светопропускающими участками, расположенную на источнике света, согласно одному варианту выполнения;
Фиг. 3E представляет вид в сечении, взятом вдоль линии III-III на Фиг. 2, иллюстрирующий альтернативный источник света, имеющий люминесцентную структуру, расположенную на источнике света, выполненную с возможностью преобразования части света, излучаемого из источника света, с первой длины волны на вторую длину волны, согласно одному варианту выполнения;
Фиг. 4 иллюстрирует вид сверху светопроизводящего узла согласно одному варианту выполнения, имеющего различные типы и концентрации светодиодных источников поперечно вдоль светопроизводящего узла;
Фиг. 5 иллюстрирует вид в перспективе элемента, который может быть использован в качестве компонента осветительной системы;
Фиг. 6 представляет вид сбоку рулевого узла, использующего осветительную систему согласно одному варианту выполнения;
Фиг. 7 иллюстрирует примерный вид сбоку салона транспортного средства, использующего осветительную систему и вторую люминесцентную структуру на элементе транспортного средства;
Фиг. 8 иллюстрирует примерный вид в перспективе салона транспортного средства, использующего осветительную систему с фотолюминесцентной структурой, расположенной в компоненте, который отделен от рулевого узла, согласно другому варианту выполнения; и
Фиг. 9 представляет схематическое изображение транспортного средства и осветительной системы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
В целях настоящего описания выражения «верхний», «нижний», «правый», «левый», «задний», «передний», «вертикальный», «горизонтальный» и их производные будут относиться к изобретению так, как оно ориентировано на Фиг. 1. Однако следует понимать, что изобретение может принимать различные альтернативные ориентации, за исключением случаев, когда явно указано иное. Также следует понимать, что конкретные устройства и процессы, проиллюстрированные на приложенных чертежах и описанные в нижеследующем описании, являются просто примерными вариантами выполнения замыслов изобретения, определенных в приложенной формуле изобретения. Следовательно, конкретные размеры и другие физические характеристики, относящиеся к раскрытым здесь вариантам выполнения, не должны рассматриваться как ограничивающие, кроме тех случаев, когда в формуле изобретения явно указано иное.
В соответствии с требованиями здесь раскрыты подробные варианты выполнения настоящего изобретения. Однако следует понимать, что раскрытые варианты выполнения представляют собой только пример изобретения, которое может быть выполнено в различных и альтернативных формах. Фигуры необязательно подробно раскрывают конструкцию, и некоторые схемы могут быть увеличены или уменьшены для демонстрации обзора их функции. В связи с этим конкретные раскрытые здесь конструктивные и функциональные детали не следует интерпретировать как ограничивающие, а только как представляющие основу для изучения специалистом в данной области техники различного применения настоящего изобретения.
В данном контексте выражение «и/или» при использовании в списке из двух или более элементов означает, что любой из перечисленных элементов может быть применен сам по себе, или может быть применено любое сочетание двух или более перечисленных элементов. Например, если композиция описана как содержащая компоненты A, B и/или C, то композиция может содержать только A; только B; только C; A и B в сочетании; A и C в сочетании; B и C в сочетании; или A, B и C в сочетании.
Нижеследующее раскрытие описывает осветительную систему, выполненную с возможностью подсветки области, расположенной вблизи рулевого узла транспортного средства. Осветительная система может предпочтительно использовать одну или более фотолюминесцентных структур для подсветки в ответ на заданные события. Одна или более фотолюминесцентных структур могут быть выполнены с возможностью преобразования света, принимаемого от соответственного источника света, и повторного излучения света на другой длине волны, обычно находящейся в видимом спектре. В некоторых вариантах выполнения источник света может иметь тонкую конструкцию, тем самым способствуя установке источника света в небольшие пространства для размещения транспортного средства, где традиционные источники света не могут быть практически осуществлены.
Со ссылкой на Фиг. 1 осветительная система 10, которая выполнена с возможностью подсветки области и/или одного или более компонентов транспортного средства 14, расположенных вблизи рулевого колеса 16, расположена в рулевом узле 12 транспортного средства 14 согласно одному варианту выполнения. Рулевой узел 12 выполнен с возможностью управления работой рулевого управления для транспортного средства 14. Рулевой узел 12 может быть установлен через участок приборной панели 18 салона транспортного средства 14. Рулевой узел 12 может включать в себя рулевую колонку 20 и рулевое колесо 16, соединенное с ней для вращения согласованно с рулевой колонкой 20. Рулевое колесо 16 может включать в себя ступицу 22 и обод 24, который соединен со ступицей 22 посредством по меньшей мере одной спицы 26. Согласно проиллюстрированному варианту выполнения для соединения ступицы 22 с ободом 24 используются три спицы 26, которые по существу сконцентрированы в нижней половине рулевого колеса 16 для обеспечения достаточного обзора приборного щитка 28, который расположен в переднем направлении автомобиля от рулевого колеса 16. Однако предусмотрено, что может быть использовано любое количество спиц 26 в любой ориентации без отклонения от замыслов настоящего изобретения.
Когда водитель хочет управлять углом поворота ходовых колес транспортного средства 14, водитель поворачивает обод 24 рулевого колеса 16. Так как обод 24 соединен со ступицей 22 посредством спиц 26, вращение обода 24 вызывает вращение ступицы 22 и вала 30, расположенного в рулевой колонке 20. Вал 30 соединен с рулевым приводом (не показан), который регулирует угловое положение колес транспортного средства для того, чтобы управлять рулевым управлением.
Транспортное средство 14 может дополнительно включать в себя узел 32 сиденья, который включает в себя сиденье 34, шарнирно соединенное со спинкой 36 сиденья, и переключатель 38 передач, который управляет режимом работы коробки передач транспортного средства. Следует понимать, что описанный здесь рулевой узел 12 может быть использован для любого транспортного средства 14, такого как, но не ограничиваясь, автомобили с кузовом типа купе, автомобили с кузовом типа седан, грузовики, внедорожники, фургоны и т.п. Дополнительно следует понимать, что любая осветительная система 10, находящаяся в другом месте на транспортном средстве 14, также может быть изготовлена в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Как показано на Фиг. 2, транспортное средство 14 может включать в себя приборную панель 18, рулевую колонку 20 и покрывающий рулевую колонку узел 40. Рулевая колонка 20 может включать в себя рулевое колесо 16, рулевой вал 30, элемент 42 и связанные с ними провода. Согласно одному варианту выполнения элемент 42 может быть выполнен в виде подрулевого переключателя. Подрулевые переключатели рулевой колонки могут управлять функцией транспортного средства 14, такой как система круиз-контроля, сигнал поворота, осветительная(ые) система(ы) и/или система стеклоочистителей ветрового стекла. Подрулевой переключатель в общем может нажиматься или сдвигаться вокруг участка переключателя для выполнения контакта и запуска одной из функций транспортного средства. Или подрулевой переключатель может требовать вращения водителем участка для выполнения контакта и запуска одной из функций транспортного средства. В некоторых примерах вращательное перемещение устанавливает изменение конкретной функции, например, установка конкретной интенсивности света из множества возможных интенсивностей света или установка конкретной скорости стеклоочистителей из множества возможных скоростей стеклоочистителей. Дополнительно или альтернативно элемент 42 может быть выполнен в виде устройства, которое установлено на и продолжается от установленной рулевой колонки, которое выполнено с возможностью переключения передач автоматической коробки передач. Коробка передач может иметь множество различных положений переключения коробки передач, таких как парковочная передача, передача заднего хода, нейтральная передача и главная передача. Также следует понимать, что элемент 42 может представлять собой любой тип устройства, расположенного на или продолжающегося от рулевой колонки 20, или места, расположенного вблизи них, без отклонения от обеспеченных здесь замыслов.
В дополнение рулевая колонка 20 и/или рулевое колесо 16 могут быть расположены с возможностью регулировки относительно приборной панели 18 или другой части транспортного средства 14. Например, рулевая колонка 20 или ее участок может быть наклонена, поднята или опущена для позиционирования рулевой колонки 20 и/или рулевого колеса 16 в желаемом месте. Позиционирование может быть облегчено автоматически или с помощью одного или более элементов управления, таких как электрический переключатель или механический элемент 44 управления, который может быть приведен в действие для блокировки или разблокировки рулевой колонки 20, чтобы позволить ручное позиционирование.
Покрывающий рулевую колонку узел 40 может быть расположен вокруг, по меньшей мере, участка рулевой колонки 20. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 2, покрывающий рулевую колонку узел 40 в общем расположен между приборной панелью 18 и рулевым колесом 16. Покрывающий рулевую колонку узел 40 может быть выполнен с возможностью скрытия одного или более зазоров между рулевой колонкой 20 и приборной панелью 18 и сгибания для обеспечения позиционирования рулевой колонки 20.
Покрывающий рулевую колонку узел 40 может иметь любую подходящую конфигурацию. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 2, покрывающий рулевую колонку узел 40 включает в себя верхний кожух 46 и нижний кожух 48. Верхний и нижний кожухи 46, 48 совместно образуют полость, которая принимает по меньшей мере участок рулевой колонки 20. Верхний и нижний кожухи 46, 48 могут включать в себя образованные за одно целое фланцевые участки для соединения верхнего и нижнего корпусов 46, 48 друг с другом.
Верхний и нижний кожухи 46, 48 могут быть изготовлены из любого подходящего материала или материалов. Например, верхний и нижний кожухи 46, 48 могут быть изготовлены из полимерного материала, такого как термопластичный олефин (TPO) или полипропилен, для содействия снижению нежелательных шумов, например, скрипов, которые могут быть вызваны контактом между покрывающим рулевую колонку узлом 40 и приборной панелью 18 и/или рулевой колонкой 20. Кроме того, верхний и нижний кожухи 46, 48 могут быть изготовлены любым подходящим образом, таким как процесс формования, например, литье под давлением.
Элемент 42 может идти наружу от рулевой колонки 20. Согласно одному варианту выполнения элемент 42 может быть выполнен в виде подрулевого переключателя, который управляет множеством функций транспортного средства. Например, элемент 42 может управлять работой различных схем и устройств транспортного средства, таких как стеклоочистители ветрового стекла транспортного средства и элементы управления омывателя, сигналы поворота и переключение фар транспортного средства между ближним и дальним светом. Дополнительно или альтернативно элемент 42 может быть использован для управления включением, выключением, установкой и возобновлением установки скоростных операций устройства круиз-контроля транспортного средства или любой другой функции, которая может быть необходима водителю и/или пассажиру. Элемент 42 может дополнительно включать в себя знак 50 на нем, такой как эмблема, логотип или информация для водителя (например, для информирования водителя об осуществлении размещения элемента 42 в заданном месте). Знак 50 может быть размещен на элементе 42 с помощью любого способа, известного в уровне техники, включая, но не ограничиваясь, печать, травление, и с помощью любого известного процесса формования.
Источник 52 света может быть расположен на и/или в рулевом узле 12. Как проиллюстрировано, источник 52 света расположен на переднем участке 54 ступицы 22 рулевого колеса и ориентирован для излучения света наружу от ступицы 22 для подсветки по меньшей мере участка элемента 42. Согласно одному варианту выполнения источник 52 света включает в себя гибкую монтажную плату (например, медную гибкую плату), которая соединена, прикреплена или расположена под участком ступицы 22. В такой конструкции гибкая монтажная плата может сгибаться совместно с изгибом ступицы 22, чтобы позволять осветительной системе 10 огибать рулевое колесо 16.
Согласно одному варианту выполнения источник 52 света выполнен полностью окружающим периферию переднего участка 54 ступицы 22 рулевого колеса. Как будет описано более подробно ниже, источник 52 света может быть выполнен включающим в себя множество участков, которые могут независимо подсвечиваться. Соответственно один участок источника 52 света может подсвечиваться в одно время. Например, источник 52 света может подсвечивать только его участок, который ориентирован по направлению к элементу 42, продолжающемуся наружу от покрывающего рулевую колонку узла 40. В такой конфигурации участки источника 52 света могут становиться подсвеченными при вращении рулевого колеса 16 для того, чтобы постоянно подсвечивать заданное место, такое как элемент 42.
Фотолюминесцентная структура 62 может быть нанесена или иным образом размещена на и/или вблизи источника 52 света. Один или более источников 52 света могут быть расположены в осветительной системе 10 и выполнены с возможностью излучения света по направлению к целевому месту. Конкретнее, свет, излучаемый от источника 52 света по направлению к целевому месту, может быть преобразован фотолюминесцентной структурой 62 и повторно излучен в виде света, имеющего другую длину волны, обычно в видимом спектре. Согласно проиллюстрированному варианту выполнения целевое место представляет собой область, расположенную вблизи элемента 42. Предполагается, что осветительная система 10 может иметь широкий диапазон целевых мест так, что осветительная система 10 может быть использована для множества функций. Примерные функции включают в себя использование в качестве встречающего/провожающего освещения, подсветки переключателя 42, общего освещения и/или лампы, которая обеспечивает информацию об элементах 148 (Фиг. 7) транспортного средства 14 водителю и/или пассажиру.
Источник 52 света может быть наформован или иным образом прикреплен к участку рулевого колеса 16, такому как ступица 22 согласно одному варианту выполнения. Согласно варианту выполнения, проиллюстрированному на Фиг. 2, ступица 22 и источник 52 света помещаются в форму одновременно, и наформованный материал 66 (Фиг. 3А) располагается поверх комбинации ступицы 22 и источника 52 света. В вариантах выполнения, в которых наформованный материал 66 отверждается под давлением, наформованный материал 66 может быть нанесен на ступицу 22 в частично-отвержденном состоянии. В одном варианте выполнения процесс наформовывания включает в себя нанесение наформованного материала 66 на по меньшей мере часть комбинации ступицы 22 и источника 52 света напылением, нанесением кистью, погружением, печатью, ламинированием или прокаткой с последующим отверждением наформованного материала 66. Такой процесс приводит к тому, что ступица 22 и источник 52 света соединяются друг с другом. В некоторых вариантах выполнения наформованный материал 66 может включать в себя полимерный материал, кремний, уретановый материал, винил и/или любой другой материал, который может быть предпочтительным или конструктивно прочным для размещения в зоне, которая регулярно вступает в контакт с водителем и/или пассажиром транспортного средства 14. Кроме того, в некоторых вариантах выполнения наформованный материал 66 может быть прозрачным или светопропускающим и может обеспечивать светорассеивающие характеристики. Также предусмотрено, что в некоторых вариантах выполнения ступица 22 и наформованный материал 66 могут представлять собой один и тот же компонент или могут быть образованы за одно целое друг с другом. Предполагается, что источник 52 света может быть расположен в другом месте и ориентирован так, чтобы подсвечивать по меньшей мере участок элемента 42.
Со ссылкой на Фиг. 3А-3E показан вид в сечении источника 52 света выполненного с возможностью использования на транспортном средстве 14 с внешней фотолюминесцентной структурой 62 согласно одному варианту выполнения. Как проиллюстрировано на Фиг. 3A, источник 52 света может иметь многослойную конструкцию, которая включает в себя светопроизводящий узел 60, фотолюминесцентную структуру 62, видимый участок 64 и наформованный материал 66. Следует понимать, что видимый участок 64 и наформованный материал 66 могут представлять собой два отдельных компонента или могут быть образованы за одно целое в виде единого компонента.
Светопроизводящий узел 60 может соответствовать узлу тонкопленочных или напечатанных светоизлучающих диодов (светодиодов, LED) и может включать в себя подложку 68 в качестве его самого нижнего слоя. Подложка 68 может включать в себя материал из поликарбоната, полиметилметакрилата (PMMA) или полиэтилентерефталата (PET), или любой другой материал, известный в уровне техники, порядка 0,0127-0,1524 см толщины, и расположена над предназначенной для этого поверхностью транспортного средства 14, на которой должен быть принят источник 52 света (например, ступица 22). Альтернативно, в качестве меры сокращения стоимости, подложка 68 может непосредственно соответствовать существующей конструкции транспортного средства 14 (например, ступице 22, внешним панелям и/или внутренним панелям).
Светопроизводящий узел 60 включает в себя положительный электрод 70, расположенный над подложкой 68. Положительный электрод 70 включает в себя проводящую эпоксидную смолу, такую как, но не ограничиваясь, эпоксидная смола, содержащая серебро или медь. Положительный электрод 70 электрически соединен с по меньшей мере частью из множества светодиодных источников 72, расположенных в полупроводниковых чернилах 74 и нанесенных на положительный электрод 70. Подобным образом отрицательный электрод 76 также электрически соединен с, по меньшей мере, частью светодиодных источников 72. Отрицательный электрод 76 расположен над полупроводниковыми чернилами 74 и включает в себя прозрачный или светопропускающий проводящий материал, такой как, но не ограничиваясь, оксид индия и олова. Дополнительно каждый из положительного и отрицательного электродов 70, 76 электрически соединен с контроллером 78 и источником 80 питания посредством соответствующей шины 82, 84 и проводящих проводов 86, 88. Шины 82, 84 могут быть напечатаны вдоль противоположных краев положительного и отрицательного электродов 70, 76, и точки соединения между шинами 82, 84 и проводящими проводами 86, 88 могут находиться в противоположных углах каждой шины 82, 84, чтобы способствовать равномерному распределению тока по шинам 82, 84. Следует понимать, что в альтернативных вариантах выполнения ориентация компонентов в светопроизводящем узле 60 может быть изменена без отклонения от замыслов настоящего изобретения. Например, отрицательный электрод 76 может быть расположен под полупроводниковыми чернилами 74, а положительный электрод 70 может быть расположен над вышеупомянутыми полупроводниковыми чернилами 74. Подобным образом дополнительные компоненты, такие как шины 82, 84, также могут быть расположены в любой ориентации так, чтобы светопроизводящий узел 60 мог излучать входящий свет 100 (Фиг. 3B) по направлению к желаемому месту.
Светодиодные источники 72 могут быть распределены произвольным или управляемым образом в полупроводниковых чернилах 74 и могут быть выполнены с возможностью излучения сфокусированного или несфокусированного света по направлению к фотолюминесцентной структуре 62. Светодиодные источники 72 могут соответствовать микросветоизлучающим диодам из элементов нитрида галлия размером порядка от около 5 до около 400 микрон, а полупроводниковые чернила 74 могут включать в себя различные связующие материалы и диэлектрический материал, включая, но не ограничиваясь, один или более из галлия, индия, карбида кремния, фосфора и/или прозрачных полимерных связующих материалов.
Полупроводниковые чернила 74 могут быть нанесены с помощью различных процессов печати, включая процессы струйной и трафаретной печати чернил на выбранный(ые) участок(ки) положительного электрода 70. Конкретнее, предполагается, что светодиодные источники 72 распределены в полупроводниковых чернилах 74 и имеют такую форму и размер, что значительное количество светодиодных источников 72 выравнивается с положительным и отрицательным электродами 70, 76 при нанесении полупроводниковых чернил 74. Часть светодиодных источников 72, которые, в конечном счете, электрически соединены с положительным и отрицательным электродами 70, 76, может подсвечиваться с помощью сочетания шин 82, 84, контроллера 78, источника 80 питания и проводящих проводов 86, 88. Согласно одному варианту выполнения источник 80 питания может соответствовать источнику 80 питания транспортного средства, работающему на 12-16 вольтах постоянного тока. Дополнительная информация, касающаяся конструкции светопроизводящих узлов, раскрыта в публикации заявки на патент США № 2014/0264396 A1 на имя Lowenthal и др., под названием «ULTRA-THIN PRINTED LED LAYER REMOVED FROM SUBSTRATE», опубликованной 12 марта 2014 года, полное раскрытие сущности которой настоящим включено сюда путем ссылки.
Также со ссылкой на Фиг. 3A фотолюминесцентная структура 62 расположена над отрицательным электродом 76 в качестве покрытия, слоя, пленки или другого подходящего нанесения. В отношении настоящего проиллюстрированного варианта выполнения фотолюминесцентная структура 62 может быть выполнена в виде многослойной структуры, включающей в себя слой 90 преобразования энергии, возможный придающий устойчивость слой 92 и возможный защитный слой 94.
Слой 90 преобразования энергии включает в себя по меньшей мере один фотолюминесцентный материал 96, имеющий элементы преобразования энергии с фосфоресцентными или флуоресцентными свойствами. Например, фотолюминесцентный материал 96 может включать в себя органические или неорганические флуоресцентные красители, включающие в себя рилены, ксантены, порфирины, фталоцианины. Дополнительно или альтернативно фотолюминесцентный материал 96 может включать в себя люминесцирующие вещества из группы гранатов, легированных церием, например, YAG:Ce. Слой 90 преобразования энергии может быть приготовлен путем диспергирования фотолюминесцентного материала 96 в полимерной матрице для образования гомогенной смеси с использованием множества способов. Такие способы могут включать в себя приготовление слоя 90 преобразования энергии из композиции в жидкой несущей среде и нанесение слоя 90 преобразования энергии на отрицательный электрод 76 или другую необходимую подложку 68. Слой 90 преобразования энергии может быть нанесен на отрицательный электрод 76 путем окрашивания, трафаретной печати, флексографии, напыления, нанесения покрытия через щель, нанесения покрытия методом погружения, нанесения покрытия валиком нанесения покрытия с удалением излишков с помощью планки и/или любыми другими способами, известными в уровне техники. Альтернативно слой 90 преобразования энергии может быть приготовлен способами, которые не используют жидкую несущую среду. Например, слой 90 преобразования энергии может быть выполнен путем диспергирования фотолюминесцентного материала 96 в твердый раствор (гомогенную смесь в сухом состоянии), который может быть включен в полимерную матрицу, образованную путем экструзии, уплотнения при литье под давлением, уплотнения при сжатии, каландрирования, горячего формования и т.д.
Для защиты фотолюминесцентного материала 96, содержащегося в слое 90 преобразования энергии, от фотолитической и тепловой деструкции фотолюминесцентная структура 62 может включать в себя придающий устойчивость слой 92. Придающий устойчивость слой 92 может быть выполнен в виде отдельного слоя, оптически связанного и сцепленного со слоем 90 преобразования энергии или иным образом объединенного с ним. Фотолюминесцентная структура 62 также может включать в себя защитный слой 94, оптически связанный и сцепленный с придающим устойчивость слоем 92 или другим слоем (например, слоем 90 преобразования энергии при отсутствии придающего устойчивость слоя 92) для защиты фотолюминесцентной структуры 62 от физического и химического разрушения, возникающего из-за воздействия окружающей среды. Придающий устойчивость слой 92 и/или защитный слой 94 могут быть объединены со слоем 90 преобразования энергии с помощью последовательного нанесения или печати каждого слоя, последовательного ламинирования или вдавливания или любого другого подходящего средства. Дополнительная информация, касающаяся конструкции фотолюминесцентных структур, раскрыта в патенте США № 8,232,533 на имя Kingsley и др., под названием «PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION», поданном 8 ноября 2011 года, полное раскрытие сущности которого настоящим включено сюда путем ссылки.
При работе фотолюминесцентный материал 96 подобран по составу так, чтобы возбуждаться при приеме входящего света 100 (Фиг. 3B) конкретной длины волны от, по меньшей мере, части светодиодных источников 72 светопроизводящего узла 60. В результате входящий свет 100 подвергается процессу преобразования энергии и повторно излучается на другой длине волны. Согласно одному варианту выполнения фотолюминесцентный материал 96 может быть подобран по составу для преобразования входящего света 100 в свет с более длинной длиной волны, иначе известного как понижающее преобразование. Альтернативно фотолюминесцентный материал 96 может быть подобран по составу для преобразования входящего света 100 в свет с более короткой длиной волны, иначе известного как повышающее преобразование. При любом подходе свет, преобразованный фотолюминесцентным материалом 96, может быть немедленно выведен 102 (Фиг. 3B) из фотолюминесцентной структуры 62 или иным образом использован в энергетическом каскаде, в котором преобразованный свет служит в качестве входящего света для возбуждения другой композиции фотолюминесцентного материала 96, расположенного в слое 90 преобразования энергии, причем последующий преобразованный свет далее может быть выведен из фотолюминесцентной структуры 62 или использован в качестве входящего света, и т.д. В отношении описанных здесь процессов преобразования энергии разница в длине волны между входящим светом 100 и преобразованным исходящим светом 102 известна как стоксов сдвиг и служит в качестве основного механизма приведения в действие процесса преобразования энергии, соответствующего изменению длины волны света.
Далее со ссылкой на Фиг. 3A видимый участок 64 расположен над фотолюминесцентной структурой 62. В некоторых вариантах выполнения видимый участок 64 может включать в себя пластиковый, кремниевый или уретановый материал и наформован на фотолюминесцентную структуру 62 и светопроизводящий узел 60. Предпочтительно видимый участок 64 должен быть по меньшей мере частично светопропускающим. Таким образом, видимый участок 64 будет подсвечиваться фотолюминесцентной структурой 62 при осуществлении процесса преобразования энергии. Дополнительно вследствие наформовывания видимого участка 64 он также может функционировать для защиты фотолюминесцентной структуры 62 и светопроизводящего узла 60. Видимый участок 64 может быть выполнен в плоской форме и/или дугообразной форме для увеличения потенциала его видимости в люминесцентном состоянии. Подобно фотолюминесцентной структуре 62 и светопроизводящему узлу 60 видимый участок 64 также может иметь преимущество в тонкой конструкции, тем самым способствуя установке источника 52 света в небольшие пространства для размещения, имеющиеся в транспортном средстве 14.
В некоторых вариантах выполнения между видимым участком 64 и фотолюминесцентной структурой 62 может быть расположен декоративный слой 98. Декоративный слой 98 может включать в себя полимерный материал или другой подходящий материал и выполнен с возможностью управления или изменения внешнего вида видимого участка 64 источника 52 света. Например, декоративный слой 98 может быть выполнен с возможностью придания текстурного вида видимому участку 64, когда видимый участок 64 находится в неподсвеченном состоянии. В других вариантах выполнения декоративный слой 98 может быть окрашен в любой цвет для дополнения конструкции транспортного средства 14, на которой должен быть принят источник 52 света. Например, декоративный слой 98 может быть того же цвета, что и ступица 22 так, что осветительная система 10 является по существу скрытой, находясь в неподсвеченном состоянии. Альтернативно декоративный слой 98 может обеспечивать знак 50 и/или эмблему, так что декоративный слой 98 и знак 50 могут подсвечиваться и/или иным образом освещаться светопроизводящим узлом 60. В любом случае декоративный слой 98 должен быть, по меньшей мере, частично светопропускающим, так что фотолюминесцентная структура 62 не предотвращается от подсвечивания видимого участка 64 при осуществлении процесса преобразования энергии.
Наформованный материал 66 расположен вокруг светопроизводящего узла 60 и фотолюминесцентной структуры 62 и может быть образован за одно целое с видимым участком 64. Наформованный материал 66 может защищать светопроизводящий узел 60 от физического и химического разрушения, возникающего из-за воздействия окружающей среды. Наформованный материал 66 может иметь вязкоупругие свойства (т.е., иметь и вязкость, и упругость), низкий модуль Юнга и/или высокую деформацию при разрушении по сравнению с другими материалами так, что наформованный материал 66 может защищать светопроизводящий узел 60 при контакте с ним. Например, наформованный материал 66 может защищать светопроизводящий узел 60 от повторяющегося контакта, который может происходить, когда водители используют рулевой узел 12, использующий описанную здесь осветительную систему 10.
В некоторых вариантах выполнения фотолюминесцентная структура 62 может быть использована отдельно и на расстоянии от светопроизводящего узла 60. Например, фотолюминесцентная структура 62 может быть расположена на компоненте или поверхности транспортного средства 14 вблизи, но не в физическом контакте, со светопроизводящим узлом 60, как будет подробно описано ниже. Следует понимать, что в вариантах выполнения, в которых фотолюминесцентная структура 62 встроена в различные компоненты, отделенные от источника 52 света, источник 52 света может, тем не менее, иметь такую же или подобную структуру, что и источник 52 света, описанный со ссылкой на Фиг. 3A.
Со ссылкой на Фиг. 3B проиллюстрирован процесс 104 преобразования энергии для создания одноцветной люминесценции согласно одному варианту выполнения. В целях иллюстрации процесс 104 преобразования энергии описан ниже с использованием источника 52 света, изображенного на Фиг. 3A. В этом варианте выполнения слой 90 преобразования энергии фотолюминесцентной структуры 62 включает в себя один фотолюминесцентный материал 96, который выполнен с возможностью преобразования входящего света 100, принимаемого от светодиодных источников 72, в исходящий свет 102, имеющий длину волны, отличную от длины волны, связанной с входящим светом 100. Конкретнее, фотолюминесцентный материал 96 подобран по составу так, чтобы иметь спектр поглощения, который включает в себя длину волны излучения входящего света 100, подаваемого от светодиодных источников 72. Фотолюминесцентный материал 96 также подобран по составу так, чтобы иметь стоксов сдвиг, приводящий к преобразованному видимому исходящему свету 102, имеющему спектр излучения, выраженный в желаемом цвете, который может изменяться в зависимости от области применения освещения. Преобразованный видимый исходящий свет 102 выводится из источника 52 света через видимый участок 64, тем самым вызывая подсветку видимого участка 64 желаемым цветом. В одном варианте выполнения процесс 104 преобразования энергии осуществляется путем понижающего преобразования, причем входящий свет 100 включает в себя свет в нижней границе спектра видимости, например, синий, фиолетовый или ультрафиолетовый (УФ) свет. Это позволяет использование синих, фиолетовых или ультрафиолетовых светоизлучающих диодов в качестве светодиодных источников 72, что может обеспечивать относительное стоимостное преимущество перед простым использованием светоизлучающих диодов желаемого цвета и вышеупомянутого процесса преобразования энергии в общем. Кроме того, подсветка, обеспечиваемая видимым участком 64, может обеспечивать уникальное, по существу равномерное и/или привлекательное визуальное восприятие, которое может быть сложно повторить с помощью нефотолюминесцентных средств.
Со ссылкой на Фиг. 3C проиллюстрирован второй процесс 106 преобразования энергии для создания множества цветов света согласно одному варианту выполнения. Для сопоставимости второй процесс 106 преобразования энергии также описан ниже с использованием источника 52 света, изображенного на Фиг. 3A. В этом варианте выполнения слой 90 преобразования энергии включает в себя первый и второй фотолюминесцентные материалы 96, 108, которые перемешены в слое 90 преобразования энергии. Альтернативно фотолюминесцентные материалы 96, 108 могут быть изолированы друг от друга при необходимости. Также следует понимать, что слой 90 преобразования энергии может включать в себя более двух различных фотолюминесцентных материалов 96, 108, в таком случае обеспеченные здесь замыслы применяются подобным образом. В одном варианте выполнения второй процесс 106 преобразования энергии происходит путем понижающего преобразования с использованием синего, фиолетового и/или ультрафиолетового света в качестве источника возбуждения.
В отношении настоящего проиллюстрированного варианта выполнения возбуждение фотолюминесцентных материалов 96, 108 является взаимоисключающим. То есть, фотолюминесцентные материалы 96, 108 подобраны по составу так, чтобы иметь неперекрывающиеся спектры поглощение и стоксовы сдвиги, которые дают разные спектры излучения. Также при подборе по составу фотолюминесцентных материалов 96, 108, следует обратить внимание на выбор соответственных стоксовых сдвигов так, чтобы преобразованный исходящий свет 102, излучаемый от одного из фотолюминесцентных материалов 96, 108, не возбуждал другой, кроме тех случаев, когда это желательно. Согласно одному примерному варианту выполнения первая часть светодиодных источников 72, примерно показанная в виде светодиодных источников 72a, выполнена с возможностью излучения входящего света 100, имеющего длину волны излучения, которая возбуждает только фотолюминесцентный материал 96 и приводит к преобразованию входящего света 100 в видимый исходящий свет 102 первого цвета (например, белого). Подобным образом вторая часть светодиодных источников 72, примерно показанная в виде светодиодных источников 72b, выполнена с возможностью излучения входящего света 100, имеющего длину волны излучения, которая возбуждает только второй фотолюминесцентный материал 108 и приводит к преобразованию входящего света 100 в видимый исходящий свет 102 второго цвета (например, красного). Предпочтительно первый и второй цвета визуально отличимы друг от друга. Таким образом, светодиодные источники 72a и 72b могут быть выборочно активированы с использованием контроллера 78, чтобы заставлять фотолюминесцентную структуру 62 люминесцировать множеством цветов. Например, контроллер 78 может активировать только светодиодные источники 72a для возбуждения только фотолюминесцентного материала 96, приводя к подсветке видимого участка 64 первым цветом. Альтернативно контроллер 78 может активировать только светодиодные источники 72b для возбуждения только второго фотолюминесцентного материала 108, приводя к подсветке видимого участка 64 вторым цветом.
Еще альтернативно контроллер 78 может активировать светодиодные источники 72a и 72b совместно, что вызывает возбуждение обоих фотолюминесцентных материалов 96, 108, приводя к подсветке видимого участка 64 третьим цветом, который представляет собой смесь первого и второго цветов (например, розовый). Интенсивности входящего света 100, излучаемого от каждого светодиодного источника 72a, 72b, также могут пропорционально изменяться друг относительно друга так, что могут быть получены дополнительные цвета. Для слоев 90 преобразования энергии, содержащих более двух различных фотолюминесцентных материалов 96, 108, может быть получено большее многообразие цветов. Предусмотренные цвета включают в себя красный, зеленый, синий и их сочетание, включая белый, все из которых могут быть получены путем выбора подходящих фотолюминесцентных материалов и правильного управления их соответствующими светодиодными источниками 72a, 72b.
Со ссылкой на Фиг. 3D проиллюстрирован третий процесс 110 преобразования энергии, включающий в себя светопроизводящий узел 60, такой, как описан со ссылкой на Фиг. 3A, и фотолюминесцентную структуру 62, расположенную на нем, согласно альтернативному варианту выполнения. Фотолюминесцентная структура 62 выполнена с возможностью преобразования входящего света 100, принимаемого от светодиодных источников 72, в видимый исходящий свет 102, имеющий длину волны, отличную от длины волны, связанной с входящим светом 100. Конкретнее, фотолюминесцентная структура 62 подобрана по составу так, чтобы иметь спектр поглощения, который включает в себя длину волны излучения входящего света 100, подаваемого от светодиодных источников 72. Фотолюминесцентный материал 96 также подобран по составу так, чтобы иметь стоксов сдвиг, приводящий к преобразованному видимому исходящему свету 102, имеющему спектр излучения, выраженный в желаемом цвете, который может изменяться в зависимости от области применения освещения.
Фотолюминесцентная структура 62 может быть нанесена только на участок светопроизводящего узла 60, например, в виде полосы. Между фотолюминесцентными структурами 62 могут находиться светопропускающие участки 112, которые позволяют прохождение через них входящего света 100, излучаемого от светодиодных источников 72 на первой длине волны. Светопропускающие участки 112 могут представлять собой открытое пространство или могут быть выполнены из прозрачного или светопропускающего материала. Входящий свет 100, излучаемый через светопропускающие участки 112, может направляться от светопроизводящего узла 60 ко второй фотолюминесцентной структуре 132 (Фиг. 7), расположенной вблизи светопроизводящего узла 60. Вторая фотолюминесцентная структура 132 может быть выполнена с возможностью люминесценции в ответ на входящий свет 100, который направляется через светопропускающие участки 112.
Со ссылкой на Фиг. 3E показан четвертый процесс 114 преобразования энергии для создания множества цветов света с использованием светопроизводящего узла 60, такого как описан со ссылкой на Фиг. 3A, и фотолюминесцентной структуры 62, расположенной на нем. В этом варианте выполнения фотолюминесцентная структура 62 расположена над верхним участком светопроизводящего узла 60. Возбуждение фотолюминесцентного материала 96 происходит так, что часть входящего света 100, излучаемого от светодиодных источников 72, проходит через фотолюминесцентную структуру 62 на первой длине волны (т.е. входящий свет 100, излучаемый от источника 52 света, не преобразуется фотолюминесцентной структурой 62). Интенсивность излучаемого света 100 может быть преобразована широтно-импульсной модуляцией или управлением током для изменения количества входящего света 100, излучаемого от светодиодных источников 72, который проходит через фотолюминесцентную структуру 62 без преобразования на вторую исходящую 102 длину волны. Например, если источник 52 света выполнен с возможностью излучения света 100 на низком уровне, по существу весь входящий свет 100 может быть преобразован на вторую длину волны исходящего света 102. В этой конфигурации цвет исходящего света 102, соответствующий фотолюминесцентной структуре 62, может излучаться из светопроизводящего узла 60. Если источник 52 света выполнен с возможностью излучения входящего света 100 на высоком уровне, только часть первой длины волны может быть преобразована фотолюминесцентной структурой 62. В этой конфигурации первая часть входящего света 100 может быть преобразована фотолюминесцентной структурой 62, а вторая часть входящего света 100 может излучаться из светопроизводящего узла 60 на первой длине волны по направлению к дополнительным фотолюминесцентным структурам 132, расположенным вблизи источника 52 света. Дополнительные фотолюминесцентные структуры 132 могут люминесцировать в ответ на входящий свет 100, излучаемый от источника 52 света.
Согласно одному примерному варианту выполнения первая часть светодиодных источников 72, примерно показанная в виде светодиодных источников 72с, выполнена с возможностью излучения входящего света 100, имеющего длину волны, которая возбуждает фотолюминесцентный материал 96 в фотолюминесцентной структуре 62, и приводит к преобразованию входящего света 100 в видимый свет 102 первого цвета (например, белого). Подобным образом вторая часть светодиодных источников 72, примерно показанная в виде светодиодных источников 72d, выполнена с возможностью излучения входящего света 100, имеющего длину волны, которая проходит через фотолюминесцентную структуру 62 и возбуждает дополнительные фотолюминесцентные структуры 132, расположенные вблизи осветительной системы 10, тем самым подсвечиваясь вторым цветом. Первый и второй цвета могут быть визуально отличимы друг от друга. Таким образом, светодиодные источники 72c и 72d могут быть выборочно активированы с использованием контроллера 78, чтобы заставлять осветительную систему 10 люминесцировать множеством цветов.
Светопроизводящий узел 60 также может включать в себя оптические устройства 116, которые выполнены с возможностью направления входящего света 100, излучаемого из светодиодных источников 72c, 72c, и исходящего света 102, излучаемого из фотолюминесцентной структуры 62, к заданным местам. Например, входящий свет 100, излучаемый из светодиодных источников 72c, 72d и фотолюминесцентной структуры 62, может быть направлен и/или сфокусирован по направлению к желаемому элементу 148 (Фиг. 7) и/или месту вблизи источника 52 света.
Со ссылкой на Фиг. 4 на виде сверху проиллюстрирован светопроизводящий узел 60 согласно одному варианту выполнения, имеющий различные типы и концентрации светодиодных источников 72a, 72d поперечно вдоль светопроизводящего узла 60. Как проиллюстрировано, первый участок 118 светопроизводящего узла 60 включает в себя светодиодные источники 72a, которые выполнены с возможностью излучения входящего света 100, имеющего длину волны излучения в первом цветовом (например, белом) спектре. Подобным образом второй участок 120 светопроизводящего узла 60 включает в себя светодиодные источники 72d, которые выполнены с возможностью излучения входящего света 100, имеющего длину волны излучения во втором цветовом (например, красном) спектре. Первый и второй участки 118, 120 светопроизводящего узла 60 могут быть отделены изоляционными или непроводящими перегородками 122 от расположенных вблизи участков с помощью любых средств, известных в уровне техники, так, что каждый участок 118, 120 может подсвечиваться независимо от любого другого участка 118, 120. Дополнительно каждый участок 118, 120, расположенный в светопроизводящем узле 60, может включать в себя соответственную шину 82, 84, 124, 126, 128, 130, соединенную с контроллером 78 и выполненную с возможностью подсветки каждого соответственного участка 118, 120. Следует понимать, что шины 82, 84, 124, 126, 128, 130 могут быть соединены с каждым участком 118, 120 светопроизводящего узла 60 на противоположных сторонах в альтернативных вариантах выполнения, которые описаны выше.
Согласно одному варианту выполнения первый и второй цвета визуально отличимы друг от друга. Таким образом, светодиодные источники 72a и 72d могут быть выборочно активированы с использованием контроллера 78, чтобы заставлять светодиодные источники 72a, 72d подсвечиваться множеством цветов. Например, контроллер 78 может активировать только светодиодные источники 72a для подсветки только участка 118 светопроизводящего узла 60 первым цветом. Альтернативно контроллер 78 может активировать только светодиодные источники 72d для подсветки только участка 120 светопроизводящего узла 60 вторым цветом. Следует понимать, что светопроизводящий узел 60 может включать в себя любое количество участков 118, 120, имеющих разные светодиодные источники 72a, 72d, которые могут подсвечиваться любым желаемым цветом. Кроме того, также следует понимать, что участки, имеющие разные светодиодные источники 72a, 72d, могут быть ориентированы любым практически осуществимым образом и необязательно расположены смежно.
Полупроводниковые чернила 74 также могут содержать различные концентрации светодиодных источников 72a, 72d так, что плотность светодиодных источников 72a, 72d или количество светодиодных источников 72a, 72d на единицу площади может регулироваться для различных областей применения освещения. В некоторых вариантах выполнения плотность светодиодных источников 72a, 72d может изменяться по длине источника 52 света. Например, участок 120 светопроизводящего узла 60 может иметь большую плотность светодиодных источников 72, чем периферийные участки 118, или наоборот. В таких вариантах выполнения источник 52 света может выглядеть ярче или иметь большую яркость для того, чтобы предпочтительно подсвечивать заданные места. В других вариантах выполнения плотность светодиодных источников 72a, 72d может увеличиваться или уменьшаться с увеличением расстояния от предварительно выбранной точки (например, конкретного участка источника 52 света).
Со ссылкой на Фиг. 5 элемент 42 включает в себя один рычаг 56, поворотно установленный на одной стороне кожуха, прикрепленного к рулевой колонке 20 в легкодоступном положении для водителя транспортного средства 14. Рычаг карданно подвешен на одном концевом участке 58 в кожухе так, чтобы перемещаться во множестве взаимно отдельных плоскостей P1, P2. Дополнительно рычаг может быть обеспечен вращаемым концевым колпачком 136, а также скользящим элементом 138, подвижным вдоль продольной оси рычага. В кожухе установлены приводы и в ответ на перемещение рычага в одном направлении, т.е. например, в одной из множества взаимно отдельных плоскостей, или вращение концевого колпачка 136 перемещают переключающий элемент, поддерживающий контакты между различными переключающими положениями, для осуществления переключения электрических соединений 142 для конкретной рабочей цепи транспортного средства. Любой подходящий материал может использоваться для образования любого участка элемента 42, включая, но не ограничиваясь, полимерный материал.
В типичной области применения поворотное перемещение рычага в по существу вертикальной плоскости P1 вокруг его карданного соединения с кожухом управляет сигналами поворота транспортного средства, а поворотное перемещение рычага в по существу горизонтальной плоскости P2 управляет переключением фар транспортного средства между ближним светом, дальним светом и, возможно, кратковременным включением дальнего света. Вращение концевого колпачка 136 используется для управления работой системой стеклоочистителей ветрового стекла транспортного средства между включенным и выключенным состояниями и, возможно, множеством прерывистых различных скоростей.
В транспортных средствах, использующих автоматический круиз-контроль, ползунковый переключатель или элемент 138 может быть установлен на элементе 42 и перемещаться с возможностью выбора между различными положениями, включая выключение, включение и мгновенное возобновление установки положения скорости. Подпружиненная кнопка 140 может быть установлена с возможностью перемещения на конце концевого колпачка 136 и используется для установки необходимой скорости для устройства круиз-контроля. Перемещение ползункового элемента 138 и/или кнопки 140 между различными положениями приводит к тому, что электрические контакты, установленные в рычаге, замыкают различные цепи устройства круиз-контроля в зависимости от конкретного положения ползункового элемента 138 и кнопки установки скорости. Однако следует понимать, что любой другой элемент управления транспортного средства может быть расположен на элементе 42. Дополнительно также следует понимать, что любое количество переключателей может быть расположено в рулевом узле 12 транспортного средства 14 и выполнено в соответствии с настоящим изобретением без отклонения от обеспеченных здесь замыслов.
Со ссылкой на Фиг. 6 осветительная система 10 выполнена с возможностью крепления к ступице 22 рулевого колеса 16 согласно одному варианту выполнения. Как проиллюстрировано, светопроизводящий узел 60 излучает существенную часть входящего света 100 и исходящего света 102 в наружном направлении от ступицы 22. Однако предполагается, что входящий свет 100 может направляться в любом требуемом направлении в транспортном средстве 14 в зависимости от конструкции и размещения рулевого узла 12. Например, входящий свет 100 и исходящий свет 102 могут излучаться в направлении вперед в автомобиле в некоторых вариантах выполнения.
Фотолюминесцентная структура 62 функционально соединена с источником 52 света. Например, согласно одному варианту выполнения источник 52 света может быть расположен на переднем участке 54 ступицы 22. Фотолюминесцентная структура 62 может быть расположена в и/или образовывать знак 50, который расположен на элементе 42 и функционально соединен с источником 52 света. В результате знак 50, содержащий фотолюминесцентную структуру 62, может возбуждаться источником 52 света и излучать преобразованный исходящий свет 102, тем самым подсвечивая элемент транспортного средства, который обычно сложно подсвечивать.
Осветительная система 10 может дополнительно включать в себя пользовательский интерфейс 134, расположенный вблизи осветительной системы 10 или любом другом желаемом месте в транспортном средстве 14. Пользовательский интерфейс 134 может быть выполнен так, что пользователь может управлять длиной волны света, который излучается светодиодными источниками 72, которые подсвечиваются. Альтернативно пользовательский интерфейс 134 может быть использован для переключения осветительной системы 10 на множество режимов и/или функций. Пользовательский интерфейс 134 может использовать любой тип управления, известный в уровне техники, для управления источником 52 света, например, но не ограничиваясь, переключатели (например, нажимные кнопки 140, датчики близости и т.д.) и может быть расположен в любом практически осуществимом месте. Например, пользовательский интерфейс 134 может быть выполнен в виде нажимной кнопки 140, расположенной на одном конце элемента 42.
Также со ссылкой на Фиг. 6 проиллюстрирован светопроизводящий узел 60, имеющий пять участков 144a, 144b, 144c, 144d, 144e. Каждый участок 144a, 144b, 144c, 144d, 144e может подсвечиваться отдельно и множеством цветов и интенсивностей, как здесь описано. Как описано выше, участок источника 52 света, который оптически связан с элементом 42, может излучать свет по направлению к знаку 50, расположенному на нем. Соответственно каждый участок 144a, 144b, 144c, 144d, 144e может последовательно подсвечиваться при вращении рулевого колеса 16. Каждый участок 144a, 144b, 144c, 144d, 144e может возвращаться в неподсвеченное состояние, когда определенный участок больше оптически не связан с желаемым элементом 148, таким как элемент 42. Следует понимать, что вышеописанный пример не является ограничивающим, и что любой желаемый шаблон подсветки может быть использован для множества связанных с транспортным средством условий без отклонения от обеспеченных здесь замыслов.
В альтернативном варианте выполнения первый элемент 42 продолжается от первой стороны рулевой колонки 20, а второй элемент 42 продолжается от противоположной стороны рулевой колонки 20. Первый и второй элементы 42 могут оба иметь на них фотолюминесцентные структуры 62, которые выполнены с возможностью излучения исходящего света 102, когда входящий свет 100 направляется на каждый соответственный участок. В такой конфигурации светопроизводящий узел 60 может подсвечивать два независимых участка, тем самым возбуждая каждую фотолюминесцентную структуру 62 одновременно.
В некоторых вариантах выполнения некоторые или все участки светопроизводящего узла 60 также могут подсвечиваться, когда транспортное средство 14 обнаруживает проблему с определенной частью транспортного средства 14. Например, когда количество топлива, находящегося в транспортном средстве 14, расходуется ниже заранее заданной части, участок светопроизводящего узла 60 может мигать так, что водитель может распознавать необходимое действие. Примерные проблемы, которые могут вызывать сигнальный индикатор, включают в себя низкое давление в шинах, низкое давление масла, низкий заряд аккумулятора и/или любую другую неисправность системы на борту транспортного средства 14.
Согласно альтернативному варианту выполнения транспортное средство 14 может быть оборудовано нагреваемым и/или охлаждаемым рулевым колесом 16, которое известно в уровне техники. Осветительная система 10 может быть выполнена с возможностью подсветки рулевого колеса 16 первым цветом (например, синим), когда рулевое колесо 16 охлаждается. Подобным образом рулевое колесо 16 может быть выполнено с возможностью подсветки вторым цветом (например, красным), когда рулевое колесо 16 нагревается.
Как проиллюстрировано на Фиг. 6, светопроизводящий узел 60 может быть прикреплен, присоединен и/или наформован на верхнюю поверхность ступицы 22. Таким образом, светопроизводящий узел 60 может быть установлен заподлицо с верхней поверхностью ступицы 22, тем самым частично скрываясь от взгляда водителя в неподсвеченном состоянии. Согласно одному варианту выполнения осветительная система 10 и/или один или более ее компонентов имеет мягкую удобную оболочку и для защиты осветительной системы 10 и для ограничения сгибания участков осветительной системы 10. Примерные материалы, которые могут быть использованы, включают в себя, но не ограничиваются, поливинилхлорид, вулканизированный термопластичный эластомер и полиэфирный эластомер.
Со ссылкой на Фиг. 7 первая фотолюминесцентная структура 62 расположена на светопроизводящем узле 60, вторая фотолюминесцентная структура 132 расположена на элементе 42, и третья фотолюминесцентная структура 146 расположена на элементе 148 транспортного средства 14, например, на участке приборного щитка 28 и/или приборной панели 18. Как описано выше, участок светопроизводящего узла 60, на котором имеется фотолюминесцентная структура 62, преобразует входящий свет 100 в исходящий свет 102 другой длины волны. Второй участок светопроизводящего узла 60 излучает входящий свет 100, который далее преобразуется второй фотолюминесцентной структурой 132 на элементе 42, тем самым подсвечивая его участок и/или знак 50, расположенный на нем, на длине волны, которая может быть отлична от длины волны, которая излучается из первой фотолюминесцентной структуры 62. Третья фотолюминесцентная структура 146 расположена на приборном щитке 28 и выполнена с возможностью излучения исходящего света 102 соответственной уникальной длины волны. Исходящий свет 102 может быть использован в качестве подсветки знака 50, расположенного в транспортном средстве 14, встречающего/провожающего последовательного света, общего света, для подсветки какого-либо внутреннего элемента 148 транспортного средства 14 и/или сигнального индикатора.
Также со ссылкой на Фиг. 7 в пределах осветительной системы 10 могут быть расположены два светопроизводящих узла 60 для излучения света в переднем направлении транспортного средства. Первый светопроизводящий узел 60 может быть расположен на переднем участке обода рулевого колеса транспортного средства и может иметь на нем фотолюминесцентную структуру 62 для излучения исходящего света 102 по направлению к приборному щитку 28, приборной панели 18 или любому другому элементу 148 перед водителем и/или пассажиром транспортного средства. Второй светопроизводящий узел 60 может быть расположен на ступице 22. Первая часть света, излучаемого из второго светопроизводящего узла 60, может быть преобразована фотолюминесцентной структурой 62 на нем, тем самым обеспечивая общий свет и/или подсветку рулевого колеса 16. Вторая часть света, излучаемого из второго светопроизводящего узла 60, может быть направлена к элементу 42, имеющему на нем фотолюминесцентную структуру 62, как здесь описано. Фотолюминесцентная структура 62 может подсвечиваться в ответ на входящий свет 100, излучаемый из любого светопроизводящего узла 60, в ответ на заданные условия.
Предполагается, что при использовании дополнительные фотолюминесцентные структуры 132 вблизи осветительной системы 10 могут быть расположены в любом желаемом месте и не ограничиваются приборным щитком 28. Например, дополнительная фотолюминесцентная структура 132 может быть расположена на приборной панели 18. Дополнительно вторая фотолюминесцентная структура 132 также может обеспечивать преимущества в безопасности, такие как уведомление входящего водителя и/или пассажира об определенных элементах 148 в транспортном средстве 14.
Согласно альтернативному варианту выполнения источник 52 света может быть расположен на любом компоненте в транспортном средстве 14, который расположен вблизи элемента 42, например, на приборной панели 18 или приборном щитке 28. Источник 52 света может быть неподвижным или может быть размещен на подвижном компоненте и выполнен в соответствии с обеспеченными здесь замыслами так, что источник 52 света может поддерживать оптическую связь с фотолюминесцентной структурой 62. Вторая фотолюминесцентная структура 132 может быть расположена на источнике 52 света или на любом дополнительном элементе 148, который также может быть оптически связан с источником 52 света.
Со ссылкой на Фиг. 8 проиллюстрирован альтернативный вариант выполнения осветительной системы 10. Как проиллюстрировано, первая фотолюминесцентная структура 62 расположена на элементе 42. Входящий свет 100, излучаемый от источника 52 света, может быть первой длины волны, которая способна возбуждать первую фотолюминесцентную структуру 62 на элементе 42. В ответ первая фотолюминесцентная структура 62 может подсвечиваться на второй длине волны исходящего света 102, тем самым подсвечивая заданные участки элемента 42.
Вторая фотолюминесцентная структура 132 может быть расположена на месте, которое отделено от рулевого узла 12. Например, на полу 152 транспортного средства может быть расположена вторая фотолюминесцентная структура 132, которая выполнена с возможностью преобразования входящего света 100 в исходящий свет 102 другой длины волны, тем самым подсвечивая элемент 148 и/или знак 50, расположенный на нем. Как описано выше, первый участок светопроизводящего узла 60, расположенный на ступице 22, может быть подсвечен и направлен к элементу 42, тогда как второй участок светопроизводящего узла в то же время направлен ко второй фотолюминесцентной структуре 132. Альтернативно второй участок светопроизводящего узла 60 может возбуждать вторую фотолюминесцентную структуру 132, когда транспортное средство 14 находится в первом состоянии (например, при открытии двери транспортного средства и в течение заданного количества времени после этого), а первый участок светопроизводящего узла 60 может подсвечиваться, когда транспортное средство 14 находится во втором состоянии (например, когда двигатель транспортного средства находится в рабочем состоянии).
Со ссылкой на Фиг. 9 в общем показано схематическое изображение транспортного средства 14, на котором осуществлена осветительная система 10. Осветительная система 10 включает в себя контроллер 78 в сообщении с источником 52 света. Контроллер 78 может включать в себя память 145, имеющую инструкции, содержащиеся в ней, которые выполняются процессором 147 контроллера 78. Контроллер 78 может обеспечивать электропитание источнику 52 света или соответственной шине 82, 84 посредством источника 80 питания, расположенного на борту транспортного средства 14. В дополнение контроллер 78 может быть выполнен с возможностью управления входящим светом 100, излучаемым из каждого источника 52 света, на основании обратной связи, принимаемой от одного или более модулей 150 управления транспортного средства, таких как, но не ограничиваясь, модуль управления кузовным оборудованием, модуль управления двигателем, модуль управления рулевым управлением, модуль управления тормозом и т.п., или их сочетание. Путем управления входящим светом 100, излучаемым из источника 52 света, осветительная система 10 может подсвечиваться множеством цветов и/или шаблонов для обеспечения эстетичного внешнего вида или может обеспечивать информацию о транспортном средстве предполагаемому наблюдателю. Например, когда осветительная система 10 подсвечена, осветительная система 10 может подсвечивать знак 50, расположенный на переключателе 42 в транспортном средстве 14.
При работе фотолюминесцентная структура 62 может проявлять периодическую одноцветную или многоцветную подсветку. Например, контроллер 78 может побуждать источник 52 света периодически излучать только первую длину волны входящего света 100 посредством светодиодных источников 72, чтобы заставлять фотолюминесцентную структуру 62 периодически подсвечиваться первым цветом. Альтернативно контроллер 78 может побуждать источник 52 света периодически излучать только вторую длину волны входящего света 100 посредством светодиодных источников 72, чтобы заставлять фотолюминесцентную структуру 62 периодически подсвечиваться вторым цветом. Альтернативно контроллер 78 может побуждать источник 52 света одновременно и периодически излучать свет первой и второй длин волн, чтобы заставлять фотолюминесцентную структуру 62 периодически подсвечиваться третьим цветом, образованным аддитивной смесью света первого и второго цветов. Еще альтернативно контроллер 78 может побуждать источник 52 света чередоваться между периодическим излучением первой и второй длин волн входящего света 100, чтобы заставлять фотолюминесцентную структуру 62 периодически подсвечиваться путем чередования между первым и вторым цветами. Контроллер 78 может побуждать источник 52 света периодически излучать первую и/или вторую длины волн входящего света через регулярный временной интервал и/или нерегулярный временной интервал.
В другом варианте выполнения осветительная система 10 может включать в себя пользовательский интерфейс 134. Пользовательский интерфейс 134 может быть выполнен так, что пользователь может управлять длиной волны входящего света 100, который излучается светодиодными источниками 72, и/или светодиодными источниками 72, которые подсвечиваются. Такая конфигурация может позволять пользователю управлять тем, какие элементы 148 (Фиг. 7) подсвечиваются (например, элемент 42, общий свет, сигнальный индикатор, сигнал поворота и т.д.).
В отношении вышеописанных примеров контроллер 78 может преобразовывать интенсивность излучаемой первой и второй длин волн входящего света 100 путем широтно-импульсной модуляции или управления током. В некоторых вариантах выполнения контроллер 78 может быть выполнен с возможностью регулировки цвета излучаемого света путем отправки сигналов управления для регулировки интенсивности или уровня выхода энергии источника 52 света. Например, если источник 52 света выполнен с возможностью вывода первого излучения на низком уровне, по существу все первое излучение может быть преобразовано во второе излучение. В этой конфигурации цвет света, соответствующий второму излучению, может соответствовать цвету излучаемого света из осветительной системы 10. Если источник 52 света выполнен с возможностью вывода первого излучения на высоком уровне, только часть первого излучения может быть преобразована во второе излучение. В этой конфигурации цвет света, соответствующий смеси первого излучения и второго излучения, может быть выведен в виде излучаемого света. Таким образом, каждый из контроллеров 78 может управлять выходным цветом излучаемого света.
Хотя низкий уровень и высокий уровень интенсивности рассматриваются со ссылкой на излучение входящего света 100, следует понимать, что интенсивность первого излучения входящего света 100 может изменяться между множеством уровней интенсивности для регулировки оттенка цвета, соответствующего излучаемому свету из осветительной системы 10. Разница интенсивности может быть изменена вручную или изменена автоматически контроллером 78 на основании заданных условий. Согласно одному варианту выполнения первая интенсивность может быть выведена из осветительной системы 10, когда датчик света определяет условия дневного света. Вторая интенсивность может быть выведена из осветительной системы 10, когда датчик света определяет, что транспортное средство 14 работает в условиях низкой освещенности.
Как здесь описано, цвет исходящего света 102 может значительно зависеть от конкретного фотолюминесцентного материала 96, использованного в фотолюминесцентной структуре 62. Дополнительно способность преобразования фотолюминесцентной структуры 62 может значительно зависеть от концентрации фотолюминесцентного материала 96, использованного в фотолюминесцентной структуре 62. Путем регулировки диапазона интенсивностей, которые могут выводиться из источника 52 света, концентрация, типы и пропорции фотолюминесцентных материалов 96 в рассмотренной здесь фотолюминесцентной структуре 62 могут быть подобраны с возможностью создания диапазона цветовых оттенков излучаемого света путем смешивания первого излучения со вторым излучением.
Соответственно в настоящем документе предпочтительно обеспечена осветительная система, использующая рулевой узел. Рулевой узел сохраняет свои структурные свойства, при этом обеспечивая люминесцентный свет, имеющий и функциональные, и декоративные характеристики. В некоторых вариантах выполнения источник света может иметь тонкую конструкцию, тем самым способствуя установке источника света в небольшие пространства для размещения транспортного средства, где традиционные источники света не могут быть практически осуществлены.
Специалисту будет понятно, что конструкция описанного изобретения и других компонентов не ограничена каким-либо конкретным материалом. Другие примерные варианты выполнения раскрытого здесь изобретения могут быть выполнены из широкого множества материалов, кроме тех случаев, когда здесь описано иное.
В целях описания выражение «соединенный» (во всех его формах: соединять, соединяющий, соединенный и т.д.) в общем означает соединение двух компонентов (электрических или механических) непосредственно или опосредованно друг с другом. Такое соединение может быть неподвижным или подвижным по сути. Такое соединение может быть получено с помощью двух компонентов (электрических или механических) и любых дополнительных промежуточных элементов, образованных за одно целое в виде одного цельного корпуса друг с другом или с этими двумя компонентами. Такое соединение может быть постоянным по сути или может быть съемным или разъемным, кроме тех случаев, когда отмечено иное.
Также важно отметить, что конструкция и расположение элементов изобретения, как показано в примерных вариантах выполнения, являются лишь иллюстративными. Хотя только немногие варианты настоящего изобретения подробно описаны в этом раскрытии, специалисту в области техники, который изучает это раскрытие, понятно, что многие преобразования также возможны (например, изменения габаритов, размеров, конструкций, форм и пропорций различных элементов, значений параметров, схем размещения, использования материалов, цветов, ориентаций и т.д.) без существенного отклонения от новых замыслов и преимуществ приведенного объекта. Например, элементы, показанные образованными за одно целое, могут быть изготовлены из множества частей, или элементы, показанные в виде множества частей, могут быть образованы за одно целое, работа интерфейсов может быть изменена на противоположную или изменена иным образом, длина или ширина конструкций и/или элементов, или соединителей, или других элементов системы может быть изменена, характер или количество положений регулировки, обеспеченных между элементами, может быть изменено. Необходимо отметить, что элементы и/или узлы системы могут быть изготовлены из любого из широкого множества материалов, которые обеспечивают достаточную прочность или долговечность, в любом из широкого множества цветов, текстур и сочетаний. Соответственно все такие преобразования предназначены для включения в пределы объема охраны настоящего изобретения. Другие замены, преобразования, изменения и исключения могут быть выполнены в конструкции, рабочих условиях и схемах размещения предпочтительных и других примерных вариантов выполнения без отклонения от замысла настоящего изобретения.
Следует понимать, что любые описанные процессы или этапы в описанных процессах могут быть объединены с другими раскрытыми процессами или этапами для образования конструкций в пределах объема охраны настоящего изобретения. Примерные раскрытые здесь конструкции и процессы приведены с целью иллюстрации и не должны толковаться как ограничивающие.
Также следует понимать, что изменения и преобразования могут быть выполнены в вышеупомянутых конструкциях и способах без отклонения от замыслов настоящего изобретения, и дополнительно следует понимать, что предполагается охватывание таких замыслов нижеследующей формулой изобретения, кроме тех случаев, когда пункты формулы изобретения своей формулировкой в явном виде указывают иное.
Реферат
Группа изобретений относится к осветительным системам транспортного средства. Осветительная система для рулевого узла транспортного средства содержит элемент, продолжающийся от рулевой колонки, источник света и первую фотолюминесцентную структуру. Источник света имеет множество независимо подсвечиваемых участков, окружающих внешнюю периферию рулевого колеса и выполненных с возможностью подсветки участка элемента. Фотолюминесцентная структура расположена на элементе и выполнена с возможностью люминесценции в ответ на возбуждение источником света. Участок источника света функционально соединяется с фотолюминесцентной структурой при вращении рулевого колеса. Достигается повышение качества освещения различных областей транспортного средства. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.
