МОДУЛЬ ОСВЕЩЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE LIGHTING MODULE

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[0001] Эта заявка является составной частью патентной заявки США № 14/086,442, зарегистрированной 21 ноября 2013 года и озаглавленной "VEHICLE LIGHTING SYSTEM WITH PHOTOLUMINESCENT STRUCTURE", полное раскрытие которой, при этом, включено в данный документе по ссылке.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящее изобретение, в общем, относится к системам освещения транспортного средства, а более конкретно, к системам освещения транспортного средства, применяющим одну или более фотолюминесцентных структур.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Освещение, возникающее от использования фотолюминесцентных структур, предлагает уникальное и привлекательное визуальное восприятие. Поэтому, желательно реализовывать такие структуры в автомобилях для различных осветительных приборов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Согласно одному аспекту настоящего изобретения предоставляется модуль освещения транспортного средства. Модуль включает в себя корпус, включающий в себя светопроницаемый фрагмент и фотолюминесцентный фрагмент. Первый источник света и второй источник света, каждый, располагаются внутри корпуса. Свет, излучаемый от первого источника света, выводится из корпуса через светопроницаемый фрагмент, а свет, излучаемый от второго источника света, возбуждает фотолюминесцентный фрагмент, чтобы формировать видимый свет, который выводится из корпуса.
[0005] Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется модуль освещения транспортного средства. Модуль включает в себя корпус, включающий в себя первое отделение, имеющее светопроницаемый фрагмент, и второе отделение, имеющее фотолюминесцентный фрагмент. Первый источник света располагается в первом отделении, а второй источник света располагается во втором отделении. Свет, излучаемый от первого источника света, выводится из корпуса через светопроницаемый фрагмент, а свет, излучаемый от второго источника света, возбуждает фотолюминесцентный фрагмент, чтобы формировать видимый свет, который выводится из корпуса.
[0006] Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется отделочная деталь в сборе. Деталь в сборе включает в себя корпус, включающий в себя светопроницаемый фрагмент и фотолюминесцентный фрагмент. Первый источник света и второй источник света, каждый, располагаются внутри корпуса. Свет, излучаемый от первого источника света, выводится из корпуса через светопроницаемый фрагмент, а свет, излучаемый от второго источника света, возбуждает фотолюминесцентный фрагмент, чтобы формировать видимый свет, который выводится из корпуса.
[0007] Эти и другие аспекты, объекты и признаки настоящего изобретения будут поняты и оценены специалистами в области техники при изучении последующей спецификации, формулы и присоединенных чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] На чертежах:
[0009] Фиг. 1A иллюстрирует фотолюминесцентную структуру, соединенную с опорным элементом, согласно одному варианту осуществления;
[0010] Фиг. 1B иллюстрирует фотолюминесцентную структуру, соединенную с опорным элементом, согласно другому варианту осуществления;
[0011] Фиг. 1C иллюстрирует фотолюминесцентную структуру, соединенную с опорным элементом, согласно еще одному варианту осуществления;
[0012] Фиг. 2 иллюстрирует модуль освещения транспортного средства, находящийся в заднем фрагменте транспортного средства;
[0013] Фиг. 3 – это вид в поперечном разрезе модуля освещения транспортного средства, взятом по линии III-III на фиг. 2;
[0014] Фиг. 4 – это альтернативный вариант осуществления модуля освещения транспортного средства на фиг. 3; и
[0015] Фиг. 5 иллюстрирует один вариант осуществления конфигурации освещения модуля освещения транспортного средства, показанного на фиг. 3.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0016] Как требуется, подробные варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты в данном документе. Однако, следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются просто примерами изобретения, которое может быть осуществлено в различных и альтернативных формах. Чертежи не обязательны для детального проектирования, и некоторые схемы могут быть преувеличены или минимизированы, чтобы показывать обзор функций. Следовательно, конкретные структурные и функциональные детали, раскрытые в данном документе, не должны интерпретироваться как ограничивающие, а просто как представляющие основу для изучения специалистом в данной области техники, чтобы по-разному применять настоящее изобретение.
[0017] Когда используется в данном документе, термин "и/или", когда используется в списке из двух или более элементов, означает, что любой один из перечисленных элементов может быть применен сам по себе, или любая комбинация двух или более перечисленных элементов может быть применена. Например, если состав описывается как содержащий компоненты A, B и/или C, состав может содержать только A; только B; только C; A и B в комбинации; A и C в комбинации; B и C в комбинации; или A, B и C в комбинации.
[0018] Последующее раскрытие описывает модуль освещения транспортного средства, который преимущественно применяет одну или более фотолюминесцентных структур, сконфигурированных, чтобы преобразовывать свет, принимаемый от ассоциированного источника света, и повторно излучать свет с другой длиной волны.
[0019] Обращаясь к фиг. 1A-1C, показаны различные примерные варианты осуществления фотолюминесцентной структуры 10, каждый из которых способен соединяться с опорным элементом 12, который может соответствовать закрепленной детали транспортного средства или связанной с транспортным средством части оборудования. На фиг. 1A фотолюминесцентная структура 10, в целом, показана представленной как покрытие (например, пленка), которое может быть нанесено на поверхность опорного элемента 12. На фиг. 1B фотолюминесцентная структура 10, в целом, показана как отдельная частица, способная быть объединенной с опорным элементом 12. На фиг. 1C фотолюминесцентная структура 10, в целом, показана как множество дискретных частиц, которые могут быть включены в поддерживающий носитель 14 (например, пленку), который может затем быть приложен (как показано) или объединен с опорным элементом 12.
[0020] На самом базовом уровне, данная фотолюминесцентная структура 10 включает в себя слой 16 преобразования энергии, который может включать в себя один или более подслоев, которые для примера показаны посредством прерывистых линий на фиг. 1A и фиг. 1B. Каждый подслой слоя 16 преобразования энергии может включать в себя один или более фотолюминесцентных материалов, имеющих элементы преобразования энергии с фотолюминесцентными или флуоресцентными свойствами. Каждый фотолюминесцентный материал может становиться возбужденным по приеме света конкретной длины волны, тем самым, вынуждая свет подвергаться процессу преобразования. По принципу понижающего преобразования, входной свет преобразуется в свет с более длинной длиной волны, который выводится из фотолюминесцентной структуры 10. Наоборот, по принципу повышающего преобразования, входной свет преобразуется в свет с более короткой длиной волны, который выводится из фотолюминесцентной структуры 10. Когда множество отличающихся длин волн света выводятся из фотолюминесцентной структуры 10 в одно и то же время, длины волн света могут смешиваться вместе и быть выражены как многоцветный свет.
[0021] В некоторых вариантах осуществления свет, который был преобразован с понижением или преобразован с повышением частоты, может быть использован, чтобы возбуждать другой фотолюминесцентный материал(ы), найденный в слое 16 преобразования энергии. Процесс использования преобразованного света, выводимого от фотолюминесцентного материала, чтобы возбуждать другой, и т.д., в целом, известен как энергетический каскад и может служить в качестве альтернативы для достижения различных цветовых выражений. Относительно любого принципа преобразования, различие в длине волны между возбуждающим светом и преобразованным светом известно как стоксов сдвиг и служит в качестве принципа механизма возбуждения для процесса преобразования энергии, соответствующего изменению в длине волны света. В различных реализациях, обсуждаемых в данном документе, каждая из фотолюминесцентных структур может действовать по одному из двух принципов преобразования.
[0022] Слой 16 преобразования энергии может быть подготовлен посредством дисперсии фотолюминесцентного материала в полимерной матрице, чтобы формировать однородную смесь с помощью множества способов. Такие способы могут включать в себя подготовку слоя 16 преобразования энергии из химического соединения в жидкой несущей субстанции и нанесения слоя 16 преобразования энергии на желаемый опорный элемент. Слой 16 преобразования энергии может быть нанесен на опорный элемент посредством покраски, трафаретной печати, распыления, щелевого напыления, покрытия погружением, нанесения валиком и нанесения покрытия с удалением излишков с помощью планки. Альтернативно, слой 16 преобразования энергии может быть подготовлен посредством способов, которые не используют жидкую несущую субстанцию. Например, слой 16 преобразования энергии может быть представлен посредством дисперсии фотолюминесцентного материала в твердом растворе (однородной смеси в сухом состоянии), который может быть включен в полимерную матрицу, которая может быть сформирована посредством экструдирования, инжекционного формования, прессования в форме, штранг-прессования, горячего формования и т.д. Слой 16 преобразования энергии может затем быть объединен в опорный элемент с помощью любых способов, известных специалистам в области техники. Когда слой 16 преобразования энергии включает в себя подслои, каждый подслой может быть последовательно нанесен, чтобы формировать слой 16 преобразования энергии. Альтернативно, подслои могут быть отдельно подготовлены и впоследствии нанесены или отштампованы вместе, чтобы формировать слой 16 преобразования энергии. Еще альтернативно, слой 16 преобразования энергии может быть сформирован посредством соэкструдирования подслоев.
[0023] Обращаясь обратно к фиг. 1A и 1B, фотолюминесцентная структура 10 может необязательно включать в себя, по меньшей мере, один стабилизирующий слой 18, чтобы защищать фотолюминесцентный материал, содержащийся в слое 16 преобразования энергии, от фотолитического и термического износа. Стабилизирующий слой 18 может быть сконфигурирован как отдельный слой, оптически соединенный и приклеенный к слою 16 преобразования энергии. Альтернативно, стабилизирующий слой 18 может быть объединен со слоем 16 преобразования энергии. Фотолюминесцентная структура 10 может также необязательно включать в себя защитный слой 20, оптически соединенный и приклеенный к стабилизирующему слою 18 или другому слою (например, слою 16 преобразования в отсутствие стабилизирующего слоя 18), чтобы защищать фотолюминесцентную структуру 10 от физического и химического повреждения, возникающего от воздействия окружающей среды. Стабилизирующий слой 18 и/или защитный слой 20 могут быть объединены со слоем 16 преобразования энергии посредством последовательного нанесения или печати каждого слоя, последовательного наслоения или штамповки или любым другим подходящим средством.
[0024] Дополнительная информация, относящаяся к конструкции фотолюминесцентных структур, раскрыта в патенте США № 8,232,533 Кингсли и пр., озаглавленном "PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFECIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION", зарегистрированном 31 июля 2012 года, полное раскрытие которого включено в данный документ по ссылке. Для дополнительной информации, касающейся изготовления и использования фотолюминесцентных материалов, чтобы добиваться различных световых излучений, обратимся к патенту США № 8,207,511 Боратца и пр., озаглавленному "PHOTOLUMINESCENT FIBERS, COMPOSITIONS AND FABRICS MADE THEREFROM", зарегистрированному 26 июня 2012 года; патенту США № 8,247,761 Агрейвала и пр, озаглавленному "PHOTOLUMINESCENT MARKING WITH FUNCTIONAL OVERLAYERS", зарегистрированному 21 августа, 2012 года; патенту США № 8,519,359 B2 Кингсли и пр., озаглавленному "PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTIPLAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION ADN SUSTAINED SECONDARY EMISSION", зарегистрированному 27 августа 2013 года; патенту США № 8,644,624 B2 Кингсли и пр., озаглавленному "ILLUMINATION DELIVERY SYSTEM FOR GENERATING SUSTAINED SECONDARY EMISSION", зарегистрированному 4 марта 2014 года; публикации патента США № 2012/0183677 Агрейвала и пр., озаглавленного "PHOTOLUMINESCENT COMPOSITIONS, METHODS OF MANUFACTURE AND NOVEL USES", зарегистрированной 19 июля 2012 года; публикации патента США № 2014/0065442 A1 Кингсли и пр., озаглавленного "PHOTOLUMINESCENT OBJECTS", зарегистрированной 6 марта 2014 года; и публикации патента США № 2014/0103258 A1 Агрейвала и пр., озаглавленного "CHROMIC LUMINESCENT COMPOSITIONS AND TEXTILES", зарегистрированной 17 апреля 2014 года, все из которых включены в данный документ по ссылке во всей своей полноте.
[0025] Обращаясь к фиг. 2, показан модуль 30 освещения транспортного средства, сконфигурированный как внешняя отделочная деталь, находящаяся в заднем фрагменте 32 транспортного средства 34 и расположенная над задним номерным знаком 36 транспортного средства. Модуль 30 освещения включает в себя видимый передний фрагмент 38 и нижний фрагмент (не показан), который находится близко к номерному знаку 36 и, в целом, скрыт от наблюдателей, находящихся позади транспортного средства 34. Согласно одному варианту осуществления, который будет раскрыт ниже более подробно, модуль 30 освещения может быть сконфигурирован, чтобы обеспечивать две отдельные функции освещения. В частности, передний фрагмент 38 модуля 30 освещения может освещаться, чтобы функционировать как стоп-сигнал и/или задний фонарь, тогда как нижний фрагмент может освещать номерной знак 36 в качестве стилистической детали. Дополнительно, освещение номерного знака 36 также увеличивает его видимость в темных условиях. Относительно настоящего варианта осуществления, модуль 30 освещения может быть предусмотрен в дополнение к существующему освещению на транспортном средстве 34 или может быть предусмотрен в качестве его замены. Например, модуль 30 освещения, описанный выше, может заменять традиционную, установленную высоко по центру лампу стоп-сигнала (CHMSL).
[0026] Обращаясь к фиг. 3, поперечное сечение модуля 30 освещения показано согласно одному варианту осуществления. Модуль 30 освещения включает в себя корпус 40, имеющий светопроницаемый фрагмент 42, который может определять передний фрагмент 38, описанный ранее в данном документе, фотолюминесцентный фрагмент 44, который может определять нижний фрагмент, описанный ранее в данном документе, и задний фрагмент 46, который может быть прикреплен к задней стороне транспортного средства. Модуль 30 освещения может также включать в себя разделительный элемент 48, расположенный в нем, который делит корпус 40 на первое отделение 50 и второе отделение 52, которое может находиться над первым отделением 50. Разделительный элемент 48 может быть прицеплен к заднему фрагменту 46 и фотолюминесцентному фрагменту 44 и/или светопроницаемому фрагменту 42. Дополнительно, разделительный элемент 48 может быть расположен под острым углом относительно фотолюминесцентного фрагмента 44. Светопроницаемый фрагмент 42, фотолюминесцентный фрагмент 44, задний фрагмент 46 и разделительный элемент 48 могут, каждый, быть сконструированы из, в значительной степени, жесткого материала (например, пластика) и соединены вместе посредством лазерной сварки или другим подходящим средством. Светопроницаемый фрагмент 42 может быть металлизированным, чтобы иметь внешний металлический вид, находясь в неосвещенном состоянии. Фотолюминесцентный фрагмент4 4 может включать в себя светорассеивающую оптику 54 и, по меньшей мере, одну фотолюминесцентную структуру 56, присоединенную к светорассеивающей оптике 54. Фотолюминесцентная структура 56 может быть объединена с оптикой 54 или иначе нанесена на нее как покрытие, краска и т.д.
[0027] Обращаясь все еще к фиг. 3, модуль 30 освещения может дополнительно включать в себя, по меньшей мере, один источник 58 света, расположенный в первом отделении 50, и, по меньшей мере, один источник 60 света, расположенный во втором отделении 52. Источники 58 и 60 света могут быть электрически соединены с источником питания на борту транспортного средства и могут, каждый, быть предусмотрены на отдельной плате 62, 64 печатного монтажа (PCB), которая прикрепляется к внутренней поверхности 66 заднего фрагмента 46. В других вариантах осуществления источники 58, 60 света могут быть предусмотрены на общей PCB. Альтернативно, один или оба источника 58, 60 света могут быть предусмотрены на разделительном элементе 48. Как для примера показано на фиг. 4, источник 58 света может быть расположен на одной стороне 68 разделительного элемента 48, а источник 60 света может быть расположен на противоположной стороне 70 разделительного элемента 48. В иллюстрированном варианте осуществления разделительный элемент 48 может соответствовать двухсторонней PCB в электрическом соединении с источниками 58, 60 света. В других вариантах осуществления источники 58, 60 света могут быть предусмотрены на отдельных PCB (не показаны), которые прикрепляются к соответствующей стороне 68, 70 разделительного элемента 48.
[0028] Источники 58, 60 света могут включать в себя различные типы ламп, такие как, но не только, галогенные лампы, флуоресцентные лампы, светоизлучающие диоды (LED), органические LED (OLED) и полимерные LED (PLED). В примерных целях, фиг. 5 показывает конфигурацию освещения для модуля 30 освещения, показанного на фиг. 3. Конфигурация освещения включает в себя множество LED 72, 74, предусмотренных на PCB 62 и 64, соответственно. PCB 62 и 64 могут протягиваться продольно через задний фрагмент 46, и LED 72, 74 могут быть размещены последовательно или параллельно и расположены с интервалом продольно по соответствующей PCB 62, 64. Следует понимать, что число LED 72, 74 на каждой PCB 62, 64 не ограничивается каким-либо конкретным числом.
[0029] В действии, свет, излучаемый от множества LED 72, выводится из корпуса 40 через светопроницаемый фрагмент 42. Каждый из множества LED 72 может излучать красный свет и функционировать в качестве задних фонарей и/или стоп-сигналов, тогда как свет, излучаемый от множества LED 74, возбуждает фотолюминесцентную структуру 56 фотолюминесцентного фрагмента 44, чтобы формировать видимый свет, который выводится из корпуса 40 через светорассеивающее оптическое устройство 54, чтобы освещать задний номерной знак транспортного средства (например, задний номерной знак 36 транспортного средства). В одном варианте осуществления фотолюминесцентная структура 56 может быть сконфигурирована, чтобы преобразовывать с понижением свет, принимаемый от множества LED 74, в свет более длинной длины волны. Свет, излучаемый от множества LED 74, может соответствовать ультрафиолетовому свету (~10-400 нанометров длиной волны), фиолетовому свету (~380-450 нанометров длиной волны) или синему свету (~450-495 нанометров длиной волны). Преобразованный свет, излучаемый от фотолюминесцентной структуры 56, может соответствовать видимому свету, который включает в себя фрагмент электромагнитного спектра, который может быть обнаружен человеческим глазом (~390-700 нанометров длиной волны), и может быть выражен во множестве цветов, определенных одной длиной волны (например, красном, зеленом, синем), или смесью множества длин волн (например, белым). Таким образом, следует понимать, что фотолюминесцентная структура 56 может быть сконфигурирована так, что преобразованный свет, излучаемый от нее, выражается как одноцветный или многоцветный свет.
[0030] Обращаясь все еще к фиг. 5, большее число LED 72 может быть предусмотрено на PCB 62, чтобы обеспечивать равномерное распределение света по светопроницаемому фрагменту 42. Дополнительно, светопроницаемый фрагмент 42 может быть сконфигурирован, чтобы рассеивать свет, принимаемый от множества LED 72. В качестве меры экономии затрат меньшее количество LED 74 может быть предусмотрено на PCB 64, поскольку свет, излучаемый от множества LED 74, непосредственно не виден наблюдателю, и равномерное распределение света по номерному знаку, как правило, менее заметно. Для оптимизированного вывода света первое и второе отделения 50, 52 могут быть сконфигурированы, чтобы внутренним образом отражать свет. Например, внутренняя поверхность 66 и разделительный элемент 48 могут быть покрыты отражающим материалом, таким как белая краска. Также, множество PCB 62, 64 могут включать в себя белую паяльную маску вместо традиционной зеленой паяльной маски для добавленной отражательной способности света. В такой конфигурации произвольно распространяющийся свет, содержащийся в первом отделении 50, в итоге перенаправляется к светопроницаемому фрагменту 42 и выводится из него. Аналогично, произвольно распространяющийся свет, содержащийся во втором отделении 52, в итоге перенаправляется к фотолюминесцентному фрагменту 44, чтобы либо возбуждать фотолюминесцентную структуру 56, либо выводиться из корпуса 40 через светорассеивающую оптику 54.
[0031] В контексте первого отделения 50, произвольно распространяющийся свет должен пониматься как означающий излучаемый свет от множества LED 72, который не распространяется по направлению к светопроницаемому фрагменту 42. Это включает в себя свет, который был отражен от светопроницаемого фрагмента 42 и перенаправлен к другой поверхности первого отделения 50. В контексте второго отделения 52, произвольно распространяющийся свет должен пониматься как означающий излучаемый свет от множества LED 74, который не распространяется по направлению к фотолюминесцентному фрагменту 44. Это включает в себя свет, который был отражен от фотолюминесцентного фрагмента 44 и перенаправлен к другой поверхности второго отделения 52. Когда фотолюминесцентная структура 56 является практически ламбертовской, произвольно распространяющийся свет должен также пониматься как означающий преобразованный свет, излучаемый от фотолюминесцентной структуры 56 во второе отделение 52. В таком случае, желательно перенаправлять преобразованный свет назад к фотолюминесцентному фрагменту 44, таким образом, что он может выводиться из корпуса 40 через светорассеивающую оптику 54, тем самым, увеличивая внешнее освещение, обеспечиваемое посредством фотолюминесцентного фрагмента 44.
[0032] Соответственно, модуль освещения транспортного средства был преимущественно описан в данном документе. Модуль освещения транспортного средства предоставляет различные преимущества, включающие в себя простое и экономически эффективное средство, чтобы создавать разнообразие освещения, которое может быть реализовано как задний фонарь и/или стоп-сигнал в дополнение к освещению номерного знака.
[0033] В целях описания и определения настоящих учений отмечается, что термины "практически" и "приблизительно" используются в данном документе, чтобы представлять характерную степень неопределенности, которая может быть свойственна любому количественному сравнению, значению, показателю или другому представлению. Термины "практически" и "приблизительно" также используются в данном документе, чтобы представлять степень, до которой количественное представление может изменяться от установленного эталона, не имея в результате изменения в основной функции рассматриваемого предмета изучения.
[0034] Следует понимать, что вариации и модификации могут быть выполнены по вышеупомянутой структуре без отступления от концепций настоящего изобретения, и дополнительно следует понимать, что такие концепции предназначены быть охваченными последующей формулой изобретения, пока эта формула изобретения посредством своего языка явно не устанавливает иное.