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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugbeleuchtungssysteme, und insbesondere Fahrzeugbeleuchtungssysteme, die eine oder mehrere photolumineszierende Strukturen verwenden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Eine Beleuchtung, die aus der Verwendung photolumineszierender Strukturen resultiert, bietet eine einzigartige und attraktive Betrachtungserfahrung. Aus diesem Grund ist es erwünscht, derartige Strukturen für verschiedene Beleuchtungsanwendungen in Kraftfahrzeugen umzusetzen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein drahtloses Fahrzeugladesystem offenbart. Das Ladesystem umfasst eine Ladestation, die eine Energiequelle aufweist, und eine Ladestationsschnittstelle, die mit einer Primärspulanordnung wirkverbunden ist. Die Primärspulanordnung umfasst in sich eine Primärspule zum Erzeugen eines Magnetfelds. Ein Beleuchtungssystem ist in der Primärspulanordnung angeordnet und umfasst ein passives Beleuchtungssystem und ein aktives Beleuchtungssystem. Eine erste photolumineszierende Struktur ist in dem passiven Beleuchtungssystem angeordnet und dazu ausgelegt, als Reaktion auf die Anregung durch ein einfallendes Licht zu lumineszieren. Eine zweite photolumineszierende Struktur ist in dem aktiven Beleuchtungssystem angeordnet und dazu ausgelegt, als Reaktion auf die Anregung durch eine Lichtquelle zu lumineszieren. Ein Fahrzeug mit einer Sekundärspulanordnung daran ist mit einem Gleichrichter wirkverbunden und dazu ausgelegt, elektrischen Strom von der Sekundärspulanordnung an eine Batterie zu übertragen.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ladesystem offenbart. Das Ladesystem umfasst eine Primärspulanordnung, die in sich eine Primärspule zum Erzeugen eines Magnetfelds aufweist. Eine Sekundärspulanordnung ist mit einem Gleichrichter wirkverbunden und dazu ausgelegt, elektrischen Strom von der Sekundärspulanordnung an eine Batterie zu übertragen. Eine photolumineszierende Struktur ist an der Primärspulanordnung angeordnet und dazu ausgelegt, als Reaktion auf die Anregung durch eine Lichtquelle zu lumineszieren. Eine Steuerung aktiviert selektiv die Lichtquelle.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ladesystem offenbart. Das Ladesystem umfasst eine Ladestation, die an ein Fahrzeug gekoppelt und dazu ausgelegt ist, elektrischen Strom von der Ladestation an eine Batterie zu übertragen. Eine erste photolumineszierende Struktur ist an der Ladestation angeordnet und dazu ausgelegt, als Reaktion auf die Anregung durch ein einfallendes Licht zu lumineszieren.
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Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann nach der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und nachvollziehbar.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen gilt:
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1A ist eine Seitenansicht einer photolumineszierenden Struktur, die als Beschichtung zur Verwendung in einer Fahrzeugbeleuchtungsanordnung gemäß einer Ausführungsform erhalten wird;
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1B ist eine Draufsicht einer photolumineszierenden Struktur, die als einzelnes Teilchen gemäß einer Ausführungsform erhalten wird;
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1C ist eine Seitenansicht einer Mehrzahl photolumineszierender Strukturen, die als einzelne Teilchen erhalten werden und in eine separate Struktur eingeschlossen sind;
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2 ist ein beispielhaftes drahtloses Energieübertragungssystem gemäß einer Ausführungsform;
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3A ist ein Ausführungsbeispiel für eine Primärspulanordnung für ein induktives drahtloses Energieübertragungssystem;
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3B ist ein Ausführungsbeispiel für eine Sekundärspulanordnung für ein induktives drahtloses Energieübertragungssystem;
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4 ist ein Ausführungsbeispiel für ein polarisiertes Kopplerpaar, bei dem sich die Sekundärspulanordnung über der Primärspulanordnung befindet;
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5A ist eine hintere Perspektivansicht der Primärspulanordnung, die operativ mit einer Ladestationsschnittstelle gekoppelt ist, die ein an einem zentralen Abschnitt davon angeordnetes passives Beleuchtungssystem aufweist, gemäß einer Ausführungsform;
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5B ist eine hintere Perspektivansicht der Primärspulanordnung, die operativ mit einer Ladestationsschnittstelle gekoppelt ist, die das an einem zentralen Abschnitt davon angeordnete passive Beleuchtungssystem und ein um einen Umfang der Primärspulanordnung angeordnetes aktives Beleuchtungssystem aufweist, gemäß einer Ausführungsform;
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6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 5B, die die Primärspulanordnung mit dem passiven und dem aktiven Beleuchtungssystem darin aufweist;
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7A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 6, die eine Lichtquelle darstellt, gemäß einer Ausführungsform;
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7B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 6, die die Lichtquelle näher darstellt, gemäß einer Ausführungsform;
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7C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 6, die eine alternative Lichtquelle darstellt, gemäß einer Ausführungsform;
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7D ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 6, die eine Lichtquelle mit einer lumineszierenden Struktur darstellt, die durch lichtdurchlässige Abschnitte getrennt ist, die auf der Lichtquelle angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform;
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7E ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 6, die eine alternative Lichtquelle mit einer lumineszierenden Struktur darstellt, die auf der Lichtquelle angeordnet und dazu ausgelegt ist, einen Abschnitt des von der Lichtquelle entsendeten Lichts von einer ersten Wellenlänge in eine zweite Wellenlänge umzuwandeln, gemäß einer Ausführungsform;
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8 stellt eine Draufsicht einer Lichterzeugungsanordnung gemäß einer Ausführungsform dar, die verschiedenen Typen und Konzentrationen von LED-Quellen in Querrichtung entlang der Lichterzeugungsanordnung aufweist; und
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9 ist ein Blockdiagramm, das das Fahrzeugladesystem mit der Ladestation, dem Fahrzeug und einer elektronischen Vorrichtung, die mit der Ladestation und dem Fahrzeug in Verbindung stehen kann, gemäß einer Ausführungsform darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind hier nach Bedarf offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann, lediglich beispielhaft sind. Die Figuren entsprechen nicht zwingend einer detaillierten Konzeption, und einige schematische Darstellungen können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um eine Funktionsübersicht darzustellen. Demnach sind hier offenbarte konkret strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend, sondern lediglich als repräsentative Basis zu verstehen, um einen Fachmann eine vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
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Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Elementen verwendet wird, dass jedes einzelne der aufgezählten Elemente allein verwendet werden kann oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Elemente verwendet werden kann. Wenn eine Zusammensetzung beispielsweise als die Komponenten A, B und/oder C enthaltend beschrieben ist, kann die Zusammensetzung nur A; nur B; nur C; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
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Die folgende Offenbarung beschreibt eine Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugladesystem. Die Beleuchtungsanordnung kann eine oder mehrere photolumineszierende Strukturen aufweisen, die dazu ausgelegt ist/sind, ein Anregungslicht, das von einer damit verbundenen Lichtquelle empfangen wird, in ein umgewandeltes Licht mit einer anderen Wellenlänge umzuwandeln, die typischerweise im sichtbaren Spektrum auftritt. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Beleuchtungsanordnung in Verbindung mit einem Fahrzeugsensor zum Überwachen eines Bereichs verwendet werden, der das Fahrzeug umgibt.
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Unter Bezugnahme auf die 1A–1C sind verschiedene Ausführungsbeispiele für photolumineszierende Strukturen 10 dargestellt, die jeweils mit einem Substrat 12 koppelbar sind, das einer Fahrzeugeinrichtung oder einem fahrzeugbezogenen Ausrüstungsteil entsprechen kann, so etwa einem drahtlosen Fahrzeugladesystem 28 (2). In 1A ist die photolumineszierenden Struktur 10 im Allgemeinen als eine als Beschichtung (z. B. eine Folie) erhaltene Struktur dargestellt, die auf eine Oberfläche des Substrats 12 aufgebracht werden kann. In 1B ist die photolumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als ein einzelnes Teilchen dargestellt, das in ein Substrat 12 integriert werden kann. In 1C ist die photolumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als Vielzahl einzelner Teilchen dargestellt, die in ein Trägermedium 14 (z. B. eine Folie) eingeschlossen werden kann, das dann (wie abgebildet) aufgebracht oder in das Substrat 12 integriert werden kann.
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Auf der untersten Ebene weist eine bestimmte photolumineszierende Struktur 10 eine Energieumwandlungsschicht 16 auf, die eine oder mehrere Unterschichten aufweisen kann, die in den 1A und 1B beispielhaft durch gestrichelte Linien dargestellt sind. Jede Unterschicht der Energieumwandlungsschicht 16 kann eine oder mehrere photolumineszierende Materialien 18 enthalten, die Energieumwandlungselemente mit Phosphoreszenz- oder Fluoreszenzeigenschaften aufweisen. Jedes photolumineszierende Material 18 kann durch Empfangen eines Anregungslichts 24 einer spezifischen Wellenlänge angeregt werden, was dazu führt, dass das Licht einen Umwandlungsvorgang vollzieht. Gemäß dem Prinzip der Abwärtswandlung wird das Anregungslicht 24 in umgewandeltes Licht 26 mit einer längeren Wellenlänge umgewandelt, das von der photolumineszierenden Struktur 10 ausgegeben wird. Umgekehrt wird das Anregungslicht 24 gemäß dem Prinzip der Aufwärtswandlung in ein Licht mit einer kürzeren Wellenlänge umgewandelt, das von der photolumineszierenden Struktur 10 ausgegeben wird. Wenn mehrere unterschiedliche Lichtwellenlängen gleichzeitig von der photolumineszierenden Struktur 10 ausgegeben werden, können sich die Lichtwellenlängen vermischen und als vielfarbiges Licht wiedergegeben werden.
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Licht, das durch eine Lichtquelle 76 (5B) entsendet wird, ist hier als Anregungslicht 24 bezeichnet und ist hier durch durchgehende Pfeile dargestellt. Im Gegensatz dazu ist Licht, das von der photolumineszierenden Struktur 10 entsendet wird, hier als umgewandeltes Licht 26 bezeichnet und ist hier durch gestrichelte Pfeile darstellt. Die Mischung aus Anregungslicht 24 und umgewandeltem Licht 26, die gleichzeitig entsendet werden können, ist hier als ausgegebenes Licht bezeichnet.
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Die Energieumwandlungsschicht 16 kann durch Dispergieren des photolumineszierenden Materials 18 in einer Polymermatrix zur Bildung eines homogenen Gemischs unter Verwendung einer Vielzahl von Verfahren hergestellt werden. Derartige Verfahren können die Herstellung der Energieumwandlungsschicht 16 aus einer Formulierung in einem flüssigen Trägermedium 14 und das Beschichten der Energieumwandlungsschicht 16 auf einem gewünschten Substrat 12 umfassen. Die Energieumwandlungsschicht 16 kann auf ein Substrat 12 durch Lackieren, Siebdruck, Sprühen, Schlitzdüsenbeschichtung, Tauchbeschichtung, Walzenbeschichtung und Stabbeschichtung aufgebracht werden. Alternativ kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Verfahren hergestellt werden, bei denen kein flüssiges Trägermedium 14 verwendet wird. Beispielsweise kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Dispergieren des photolumineszierenden Materials 18 in eine Festzustandslösung (homogenes Gemisch in trockenem Zustand) erhalten werden, die in eine Polymermatrix eingeschlossen werden kann, die durch Extrusion, Spritzgießen, Formpressen, Kalandrierung, Thermoformen usw. gebildet werden kann. Die Energieumwandlungsschicht 16 kann dann unter Verwendung von beliebigen einem Fachmann bekannten Verfahren in ein Substrat 12 eingeschlossen werden. Wenn die Energieumwandlungsschicht 16 Unterschichten umfasst, kann jede Unterschicht nacheinander beschichtet werden, um die Energieumwandlungsschicht 16 zu bilden. Alternativ können die Unterschichten getrennt hergestellt und später zusammenlaminiert oder -geprägt werden, um die Energieumwandlungsschicht 16 zu bilden. Ferner kann die Energieumwandlungsschicht 16 alternativ durch Koextrusion der Unterschichten gebildet werden.
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In einigen Ausführungsformen kann das umgewandelte Licht 26, das abwärts- oder aufwärtsgewandelt wurde, verwendet werden, um ein weiteres photolumineszierendes Material / weitere photolumineszierende Materialien 18 anzuregen, das/die in der Energieumwandlungsschicht 16 auffindbar ist/sind. Der Vorgang des Verwendens des umgewandelten Lichts 26, das von einem photolumineszierenden Material 18 ausgegeben wird, um ein weiteres anzuregen und so weiter, ist im Allgemeinen als Energiekaskade bekannt und kann als Alternative zum Erzielen verschiedener ausgedrückter Farben dienen.
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In Bezug auf jedes der Umwandlungsprinzipien ist der Wellenlängenunterschied zwischen dem Anregungslicht 24 und dem umgewandelten Licht 26 als Stokes-Verschiebung bekannt und dient als grundsätzlicher Antriebsmechanismus für einen Energieumwandlungsvorgang, der einer Änderung der Lichtwellenlänge entspricht. In den verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen kann jede der photolumineszierenden Strukturen 10 nach jedem der Umwandlungsprinzipien funktionieren.
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Erneut unter Bezugnahme auf die 1A und 1B kann die photolumineszierende Struktur 10 gegebenenfalls wenigstens eine Stabilitätsschicht 20 enthalten, um das photolumineszierende Material 18, das in der Energieumwandlungsschicht 16 enthalten ist, vor photolytischem und thermischem Abbau zu schützen. Die Stabilitätsschicht 20 kann als separate Schicht ausgelegt sein, die optisch mit der Energieumwandlungsschicht 16 gekoppelt und haftend verbunden ist. Alternativ kann die Stabilitätsschicht 20 in die Energieumwandlungsschicht 16 integriert sein. Die photolumineszierende Struktur 10 kann außerdem optional eine Schutzschicht 22 enthalten, die optisch an die Stabilitätsschicht 20 oder eine andere Schicht (z. B. die Umwandlungsschicht 16, in Abwesenheit der Stabilitätsschicht 20) gekoppelt und mit dieser haftend verbunden ist, um die photolumineszierende Struktur 10 vor physischer und chemischer Beschädigung durch Umweltexposition zu schützen. Die Stabilitätsschicht 20 und/oder die Schutzschicht 22 kann bzw. können durch aufeinanderfolgendes Beschichten oder Drucken jeder Schicht, aufeinanderfolgendes Laminieren oder Prägen oder eine beliebige andere geeignete Weise mit der Energieumwandlungsschicht 16 kombiniert sein.
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Zusätzliche Informationen bezüglich des Aufbaus photolumineszierender Strukturen
10 sind in
US-Patent Nr. 8,232,533 von Kingsley et al. mit dem Titel „PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION“ offenbart, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung und Verwendung photolumineszierender Materialien zum Erzielen verschiedener Lichtemissionen finden sich in
US-Patent Nr. 8,207,511 von Bortz et al. mit dem Titel „PHOTOLUMINESCENT FIBERS, COMPOSITIONS AND FABRICS MADE THEREFROM“;
US-Patent Nr. 8,247,761 von Agrawal et al. mit dem Titel „PHOTOLUMINESCENT MARKINGS WITH FUNCTIONAL OVERLAYERS“;
US-Patent Nr. 8,519,359 B2 von Kingsley et al. mit dem Titel „PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION“;
US-Patent Nr. 8,664,624 B2 von Kingsley et al. mit dem Titel „ILLUMINATION DELIVERY SYSTEM FOR GENERATING SUSTAINED SECONDARY EMISSION“;
US-Patentveröffentlichung Nr. 2012/0183677 von Agrawal et al. mit dem Titel „PHOTOLUMINESCENT COMPOSITIONS, METHODS OF MANUFACTURE AND NOVEL USES“;
US-Patent Nr. 9,057,021 von Kingsley et al. mit dem Titel „PHOTOLUMINESCENT OBJECTS“; und
US-Patentveröffentlichung Nr. 2014/0103258 A1 von Agrawal et al. mit dem Titel „CHROMIC LUMINESCENT COMPOSITIONS AND TEXTILES“, die hiermit alle in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das photolumineszierende Material 18 organische oder anorganische fluoreszierende Farbstoffe einschließlich Rylenen, Xanthenen, Porphyrinen, Phthalocyaninen enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann das photolumineszierende Material 18 Leuchtstoffe aus der Gruppe der Ce-dotierten Granate wie etwa YAG:Ce beinhalten und kann ein photolumineszierendes Material 18 mit kurzer Nachleuchtdauer sein. Eine Emission durch Ce3+ basiert zum Beispiel auf einer elektronischen Energieübertragung von 5d1 zu 4f1 als paritätenermöglichte Übertragung. Als Folge davon ist ein Energieunterschied zwischen der Lichtabsorption und der Lichtemission durch Ce3+ gering und das Lumineszenzniveau von Ce3+ weist eine ultrakurze Lebensdauer oder Abklingzeit von 10–8 bis 10–7 Sekunden (10 bis 100 Nanosekunden) auf. Die Abklingzeit kann als Zeit zwischen dem Ende der Anregung von dem Anregungslicht 24 und dem Zeitpunkt, zu dem die Lichtintensität des umgewandelten Lichts 26, das von der photolumineszierenden Struktur 10 entsendet wird, unter eine Mindestsichtbarkeit von 0,32 mcd/m2 abfällt, definiert werden. Eine Sichtbarkeit von 0,32 mcd/m2 entspricht grob dem 100-Fachen der Empfindlichkeit des dunkeladaptierten menschlichen Auges, was einem von einem Durchschnittsfachmann allgemein verwendeten Grundbeleuchtungsniveau entspricht.
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Gemäß einer Ausführungsform kann ein Ce
3+-Granat verwendet werden, das ein Spitzenanregungsspektrum aufweist, das in einem kürzeren Wellenlängenbereich liegen kann als dem von herkömmlichen Leuchtstoffen des Typs YAG:Ce. Dementsprechend weist Ce
3+ eine kurze Nachleuchtdauer auf, sodass seine Abklingzeit 100 Millisekunden oder weniger betragen kann. Demnach kann das Seltenerdaluminiumgranat des Ce-Leuchtstofftyps in einigen Ausführungsformen als photolumineszierendes Material
18 mit ultrakurzen Nachleuchtdauern dienen, das das umgewandelte Licht
26 durch Absorbieren von lila bis blauem Anregungslicht
24, das von einer Lichtquelle
76 entsendet wird, entsenden kann. Gemäß einer Ausführungsform kann ein ZnS:Ag-Leuchtstoff verwendet werden, um ein blaues umgewandeltes Licht
26 zu erzeugen. Ein ZnS:Cu-Leuchtstoff kann verwendet werden, um ein gelblichgrünes umgewandeltes Licht
26 zu erzeugen. Ein Y
2O
2S:Eu-Leuchtstoff kann verwendet werden, um rotes umgewandeltes Licht
26 zu erzeugen. Zudem können die vorstehend genannten phosphoreszierenden Materialien kombiniert werden, um eine breite Palette von Farben zu bilden, einschließlich weißen Lichts. Es versteht sich, dass ein beliebiges in der Technik bekanntes photolumineszierendes Material mit kurzer Nachleuchtdauer verwendet werden kann, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen. Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung photolumineszierender Materialien mit kurzer Nachleuchtdauer sind in
US-Patent Nr. 8,163,201 von Kingsley et al. mit dem Titel „PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLY STABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCY ELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINED SECONDARY EMISSION” offenbart, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann das in der photolumineszierenden Struktur 10 angeordnete photolumineszierende Material 18 gemäß einer Ausführungsform ein photolumineszierendes Material mit langer Nachleuchtdauer 18 umfassen, das das umgewandelte Licht 26 entsendet, sobald es durch das Anregungslicht 24 aufgeladen wurde. Das Anregungslicht 24 kann von einer beliebigen Anregungsquelle (z. B. einer beliebigen natürlichen Lichtquelle 76 wie etwa der Sonne und/oder einer beliebigen künstlichen Lichtquelle 76) entsendet werden. Das photolumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann so definiert sein, dass es eine aufgrund seiner Fähigkeit, das Anregungslicht 24 zu speichern und das umgewandelte Licht 26 schrittweise über einen Zeitraum von mehreren Minuten oder Stunden hinweg abzugeben, sobald das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist, eine lange Abklingzeit aufweist.
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Das photolumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann gemäß einer Ausführungsform dazu dienen, nach einem Zeitraum von 10 Minuten Licht mit oder über einer Intensität von 0,32 mcd/m2 zu entsenden. Zusätzlich kann das photolumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 dazu dienen, nach einem Zeitraum von 30 Minuten und in einigen Ausführungsformen für einen Zeitraum von im Wesentlichen über 60 Minuten (der Zeitraum kann z. B. 24 Stunden oder mehr übersteigen und in einigen Fällen kann der Zeitraum 48 Stunden übersteigen) Licht über oder mit einer Intensität von 0,32 mcd/m2 zu entsenden. Dementsprechend kann das photolumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 als Reaktion auf die Anregung von beliebigen, das Anregungslicht 24 entsendenden Lichtquellen 76, zu denen, ohne darauf beschränkt zu sein, natürliche Lichtquellen (z. B. die Sonne) und/oder beliebige künstliche Lichtquellen 76 zählen, kontinuierlich leuchten. Die regelmäßige Absorption des Anregungslichts 24 von einer beliebigen Anregungsquelle kann eine im Wesentlichen nachhaltige Ladung des photolumineszierenden Materials mit langer Nachleuchtdauer 18 bieten, um eine dauerhafte passive Beleuchtung bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann ein Lichtsensor die Beleuchtungsintensität der photolumineszierenden Struktur 10 überwachen und eine Anregungsquelle aktivieren, wenn die Beleuchtungsintensität unter 0,32 mcd/m2 oder ein beliebiges anderes vorab definiertes Intensitätsniveau abfällt.
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Das photolumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann alkalischen Erdaluminaten und Silikaten, zum Beispiel dotierten Disilikaten oder einer beliebigen anderen Verbindung, entsprechen, die fähig ist, Licht über einen Zeitraum hinweg zu entsenden, sobald das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist. Das photolumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann mit einem oder mehreren Ionen dotiert sein, die Seltenerdelementen, zum Beispiel Eu2+, Tb3+ und/oder Dy3+, entsprechen können. Gemäß einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel enthält die photolumineszierende Struktur 10 ein phosphoreszierendes Material im Bereich von etwa 30 % bis etwa 55 %, ein flüssiges Trägermedium im Bereich von etwa 25 % bis etwa 55 %, ein polymeres Harz im Bereich von etwa 15 % bis etwa 35 %, ein stabilisierendes Additiv im Bereich von etwa 0,25 % bis etwa 20 % und leistungssteigernde Additive im Bereich von etwa 0 % bis etwa 5 %, jeweils basierend auf dem Gewicht der Formulierung.
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Die photolumineszierende Struktur 10 kann gemäß einer Ausführungsform im unbeleuchteten Zustand eine durchscheinende weiße Farbe haben und in einigen Fällen reflektieren. Sobald die photolumineszierende Struktur 10 das Anregungslicht 24 einer bestimmten Wellenlänge erhalten hat, kann die photolumineszierende Struktur 10 Licht von einer beliebigen Farbe (z. B. blau oder rot) davon in einer beliebigen gewünschten Helligkeit entsenden. Gemäß einer Ausführungsform kann ein blau emittierendes phosphoreszierendes Material die Struktur Li2ZnGeO4 aufweisen und durch ein Hochtemperaturfestphasenreaktionsverfahren oder durch beliebige andere mögliche Verfahren und/oder Prozesse hergestellt werden. Das Nachleuchten kann über eine Dauer von zwei bis acht Stunden hinweg anhalten und von dem Anregungslicht 24 und d-d-Übergängen von Mn2+-Ionen ausgehen.
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Gemäß einem alternativen nichteinschränkenden Ausführungsbeispiel können 100 Teile eines handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Polyurethans, wie beispielsweise Mace-Harz 107–268 mit 50 % Fest-Polyurethan in Toluol/Isopropanol, 125 Teile eines blaugrünen Leuchtstoffs mit langer Nachleuchtdauer, wie beispielsweise der Leistungsindikator PI-BG20, und 12,5 Teile einer Farbstofflösung, die 0,1 % Lumogen Gelb F083 in Dioxolan enthält, gemischt werden, um eine photolumineszierende Struktur 10 mit geringem Seltenerdmineralanteil zu erhalten. Es versteht sich, dass es sich bei den hier bereitgestellten Zusammensetzungen um nichteinschränkende Beispiele handelt. Somit kann ein beliebiger in der Technik bekannter Leuchtstoff in der photolumineszierenden Struktur 10 verwendet werden, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen. Außerdem wird erwogen, dass ein beliebiger in der Technik bekannter Leuchtstoff mit langer Nachleuchtdauer ebenfalls verwendet werden kann, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen.
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Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung von photolumineszierenden Materialien mit langer Nachleuchtdauer sind in
US-Patent Nr. 8,163,201 von Agrawal et al. mit dem Titel „HIGH-INTENSITY, PERSISTENT PHOTOLUMINESCENT FORMULATIONS AND OBJECTS, AND METHODS FOR CREATING THE SAME“ offenbart, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Zusätzliche Informationen zu phosphoreszierenden Strukturen mit langer Nachleuchtdauer finden sich in
US-Patent Nr. 6,953,536 von Yen et al. mit dem Titel „LONG PERSISTENT PHOSPHORS AND PERSISTENT ENERGY TRANSFER TECHNIQUE“;
US-Patent Nr. 6,117,362 von Yen et al. mit dem Titel „LONG-PERSISTENT BLUE PHOSPHORS“; und
US-Patent Nr. 8,952,341 von Kingsley et al. mit dem Titel „LOW RARE EARTH MINERAL PHOTOLUMINESCENT COMPOSITIONS AND STRUCTURES FOR GENERATING LONG-PERSISTENT LUMINESCENCE“, die hiermit alle in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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In Bezug auf 2 ist ein beispielhaftes Fahrzeugladesystem 28, das eine Primärspulanordnung 30 und eine Sekundärspulanordnung 32 zum drahtlosen Aufladen einer Fahrzeugenergiequelle wie einer Batterie 34 an einem Fahrzeug 36 dargestellt. Die Primärspulanordnung 30 kann Teil einer im Wesentlichen festen Ladestation 94 sein, die mit einer externen Energiequelle 38 verbunden ist und eine Ladestationsschnittstelle 40 aufweist. Das Fahrzeug 36 kann eine wiederaufladbare Batterie 34 und eine daran befestigte Gleichrichteranordnung 42 aufweisen. Die Gleichrichteranordnung 42 kann mit der Sekundärspulanordnung 32 verbunden und dazu ausgelegt sein, elektrischen Strom von der Sekundärspulanordnung 32 in die Batterie 34 zu übertragen, um die Batterie 34 aufzuladen. Die Primär- und Sekundärspulanordnung 30, 32 kann jeweils mindestens eine Spule 52, 54 (4) aufweisen. Die Spule 52 der Primärspulanordnung 30 kann mit einer zweiten Spulen 54 der Sekundärspulanordnung 32 wirkverbunden sein, z. B. induktiv. Wenn Strom durch die Primärspule 52 fließt, wird ein Magnetfeld erzeugt. Die von der Primärspule 52 entsendete Energie kann an der Sekundärspule 54 aufgenommen werden, die wiederum zum Aufladen der Batterie 34 verwendet wird.
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Das Fahrzeugladesystem 28 kann in öffentlichen Ladestationen und/oder in Wohngegenden verwendet werden. Die Ladestation 94 kann an Parkplätzen, öffentlichen Parkhäusern, privaten Garagen, privaten Zufahrten usw. installiert sein, um ein häufiges Aufladen elektrisch betriebener Fahrzeuge 36 zu ermöglichen, um die Reichweite und die Verwendbarkeit des Fahrzeugs 36 zu verbessern. Bei der drahtlosen Energieübertragung handelt es sich um ein berührungsloses Energieübertragungssystem, bei dem eine induktive Kopplung zwischen zwei magnetisch gekoppelten Spulanordnungen 30, 32 verwendet wird. Die Qualität der Magnetkopplung zwischen einer Primärspulanordnung 30 (z. B. Ladestation 94) und einer Sekundärspulanordnung 32 (z. B. Fahrzeugspulanordnung) ist ein Faktor beim Bestimmen der Systemgesamteffizienz des drahtlosen Ladesystems 28. Es versteht sich, dass das hier beschriebene drahtlose Ladesystem 28 ein Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeugladesystem 28 ist und dass ein beliebiges Fahrzeugladesystem 28 im Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Ferner sind drahtlose Ladesysteme 28 zur Verwendung zusammen mit dem Fahrzeug 36 ebenfalls im Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung enthalten, so zum Beispiel induktive Ladesysteme für eine elektronische Vorrichtung 178 (10).
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3A und 3B sind Ausführungsbeispiele für Koppleranordnugnen, die die wichtigsten Komponenten typischer Kopplertopologien darstellen, die für induktive drahtlose Energieübertragungssysteme vorgeschlagen werden. Die Primärspulanordnung 30 und die Sekundärspulanordnung 32 können jeweils eine Hinterlegplatte 44, ein Ferritkissen 46 und eine Spule oder Spulen 48 aufweisen, um Magnetfelder aus den Strömen der Energiequelle 38 herzustellen. Die Hinterlegplatte 44 kann aus Aluminium oder einem sonstigen nichtmagnetischen leitfähigen Material gefertigt sein. Das Ferritkissen 46 kann eine Vielzahl von Ferritkissen umfassen. Das Ferritkissen 46 kann dazu ausgelegt sein, den magnetischen Fluss durch die Spule(n) 48 und zwischen den magnetischen Polen des Kopplers zu leiten, aus denen die Felder eintreten /austreten und mit der Sekundärspulanordnung 32 verbunden sind. Die Hinterlegplatte 44 kann eine Abschirmung für ein zwischen den gekoppelten Spulen 48 erzeugtes Magnetfeld erzeugen. Eine solche Abschirmung kann darüber hinaus die Kopplung verbessern, indem das Magnetfeld zu der Sekundärspulanordnung 32 gerichtet wird.
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Die Spulen 48 können eine Kupferwicklungsspule umfassen, die an dem Ferritkissen 46 angeordnet ist. Die Spulen 48 können eine durchgängige ringartige Form bilden, die eine Spulenöffnung definiert. Zum Beispiel können die Spulen 48 eine Kreisform bilden oder gerade Seiten aufweisen, die eine Viereckform bilden. Die Spulen 48 können gemäß einer Ausführungsform aus Kupferdraht ausgebildet sein. Wenn den Spulen 48 Strom zugeführt wird, kann ein Magnetfeld zwischen der Primärspulanordnung 30 und der Sekundärspulanordnung 32 erzeugt werden. In einer anderen Ausführungsform kann ein hergestelltes Kopplerpaar in ein Kopplerpaket integrierte Kondensatoren umfassen. In dem hergestellten Kopplerpaar können die Koppler auch in Kunststoffverpackung eingeschlossen sein, um Schutz zu bieten.
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In Bezug auf 4 ist ein Ausführungsbeispiel für ein polarisiertes Solenoidkopplerpaar 50 dargestellt, bei dem sich die Sekundärspulanordnung 32 über der Primärspulanordnung 30 befindet. Das Kopplermodell 50 umfasst die Primärspulanordnung 30, die eine das Ferritkissen 46 umschließende Wicklungsspul-48-Anordnung aufweist. Die Primärspulanordnung 30 kann ein Magnetfeld erzeugen, wenn Strom auf die Primärspule 52 angelegt wird. Die Sekundärspulanordnung 32 kann über der Primärspulanordnung 30 angeordnet sein, um die von der Primärspule 52 entsendete Energie aufzunehmen. Die Sekundärspulanordnung 32 kann eine Kupferwicklungsspule 54 und das Ferritkissen 46 aufweisen. Die Sekundärspulanordnung 32 kann eine nichtmetallische hochleitfähige Metallabschirmung über dem Ferritkissen 46 aufweisen, um das Fahrzeug 36 vor dem zwischen den gekoppelten Spulen 52, 54 erzeugten Magnetfeld zu schützen.
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Unter Bezugnahme auf die 5A und 5B kann die Primärspulanordnung 30 des Fahrzeugladesystems 28 eine externe Energiequelle 38 und die Ladestationsschnittstelle 40 aufweisen. Wie vorstehend erörtert kann das Fahrzeug 36 die wiederaufladbare Batterie 34 und die Sekundärspulanordnung 32 umfassen. Wie vorstehend erläutert kann die Sekundärspulanordnung 32 bei Aufnahme der elektrischen Energie von einer externen Energiequelle den elektrischen Strom an die Batterie 34 übertragen. Die Sekundärspulanordnung 32 kann die Energie von der Primärspulanordnung 30 aufnehmen, die mit der externen Energiequelle 38 wirkverbunden ist. Ferner kann, wenngleich die Sekundärspulanordnung 32 und die Primärspulanordnung 30 an sich hier beschrieben sind, die Sekundärspulanordnung 32 auch als Sendespule ausgelegt sein und die Primärspulanordnung 30 auch als Empfangsspule ausgelegt sein.
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Die Ladestationsschnittstelle 40 kann an einer vorhandenen Wand 60 befestigt sein und einen Stromkanal der vorhandenen Wand verwenden. Bei der Ladestationsschnittstelle 40 kann es sich darüber hinaus um einen freistehenden Sockel handeln, der eine unterirdische Energiequelle 38 zur Versorgung der Primärspulanordnung 30 mit Strom verwendet. Bei der Energiequelle 38 kann es sich um eine Wechselstrom(AC)-Energiequelle handeln oder eine Verbindung mit einem Stromnetz (nicht dargestellt) ermöglichen. Die Energiequelle 38 kann sich darüber hinaus entweder direkt oder indirekt mit einer erneuerbaren Quelle wie zum Beispiel einem Solarpanel oder einer Windkraftanlage verbinden.
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Die Ladestationsschnittstelle 40 kann ferner ein Steuermodul 62 aufweisen, das ein oder mehrere Schalter 64 zum Einstellen der Funktionen der Ladestation 94 umfassen kann. Das Steuermodul 62 kann ferner eine Anzeige 66 aufweisen. Bei der Anzeige 66 kann es sich um eine visuelle Anzeigevorrichtung wie eine Flüssigkristallanzeige (Liquid-Crystal Display – LCD) oder einen sonstigen Anzeigetyp einschließlich Plasmaanzeigen, LED-Anzeigen (Light Emitting Diode) usw. handeln, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Weiterhin in Bezug auf die 5A und 5B kann gemäß einer Ausführungsform die Primärspulanordnung 30 ferner eine Beleuchtungsanordnung 68 darin und/oder daran aufweisen. Die Beleuchtungsanordnung 68 kann ein passives Beleuchtungssystem 70 (5A) und/oder ein aktives Beleuchtungssystem 72 (5B) aufweisen.
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In Bezug auf 5A kann das passive Beleuchtungssystem 70 eine erste photolumineszierende Struktur 10 aufweisen, die dazu ausgelegt sein kann, als Reaktion auf ein Anregungslicht 24 zu lumineszieren. Die von dem passiven Beleuchtungssystem 70 gezeigte Lumineszenz kann eine oder mehrere verschiedene Beleuchtungsfunktionen bereitstellen. Zum Beispiel kann die erste photolumineszierende Struktur 10 in einer ersten Farbe lumineszieren, um die Position der Spulanordnung 52 anzuzeigen. In einem anderen Beispiel kann das passive Beleuchtungssystem 70 in einer zweiten Farbe lumineszieren, die sich von der ersten Farbe visuell unterschiedet, um Indices wie ein Indentititätsmerkmal eines Fahrzeugherstellers oder sonstige Informationen zu beleuchten, deren Übertragung an die Primärspulanordnung 30 und/oder das Fahrzeugladesystem 28 möglicherweise wünschenswert ist.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das passive Beleuchtungssystem 70 zwischen der Primär- und der Sekundärspule 52, 54 und/oder in dem Magnetfeld angeordnet sein, das von der Primärspule 52 gebildet wird. Das passive Beleuchtungssystem 70 in dem von der Primärspulanordnung 30 erzeugten Magnetfeld kann keine Unterbrechungen oder negativen Auswirkungen auf die Ladeleistung des Fahrzeugladesystems 28 aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist in die erste photolumineszierende Struktur 10 ein photolumineszierendes Material mit langer Nachleuchtdauer 18 eingeschlossen. Gemäß einer Ausführungsform kann das photolumineszierende Material 18 mit langer Nachleuchtdauer dazu ausgelegt sein, umgewandeltes Licht 26 vier Stunden lang oder mehr nach der Aufnahme des Anregungslichts 24, wie vorstehend beschrieben, oder über einen beliebigen anderen gewünschten Zeitraum hinweg zu entsenden.
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In Bezug auf 5B umfasst die Beleuchtungsanordnung 68 zusätzlich oder alternativ dazu ein aktives Beleuchtungssystem 72, das eine zweite photolumineszierende Struktur 74 umfasst, die mit einer oder mehreren Lichtquellen 76 wirkverbunden ist. Die Lichtquellen 76 können dazu ausgelegt sein, Anregungslicht 24 zu entsenden, das die photolumineszierende Struktur 74 dazu veranlasst, als Reaktion auf das Empfangen des Anregungslichts 24 zu lumineszieren. Gemäß einer Ausführungsform kann die erste photolumineszierende Struktur 10 umgewandeltes Licht 26 mit einer ersten Farbe (z. B. blau oder weiß) entsenden, während die zweite photolumineszierende Struktur 74 umgewandeltes Licht 26 mit einer zweiten Farbe (z. B. grün) entsenden kann.
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Die Lichtquelle 76 kann eine beliebige Form einer Lichtquelle enthalten. Zum Beispiel können fluoreszierende Beleuchtung, Leuchtdioden (LEDs), organische LEDs (OLEDs), Polymer-LEDs (PLEDs), Festkörperbeleuchtung oder eine beliebige andere Art der Beleuchtung, die dazu ausgelegt ist, Licht zu entsenden, verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform können eine oder mehrere Lichtquellen 76 dazu ausgelegt sein, eine Wellenlänge von Anregungslicht 24 zu entsenden, die als ultraviolettes Licht (~ 10–400 Nanometer Wellenlänge), violettes Licht (~ 380–450 Nanometer Wellenlänge), blaues Licht (~ 450–495 Nanometer Wellenlänge) und/oder Infrarotlicht (IR) (~ 700 nm–1 mm Wellenlänge) gekennzeichnet ist, um die relativ niedrigen Kosten, die diesen Arten von LEDs zugeordnet werden können, auszunutzen.
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Weiterhin in Bezug auf 5B kann die Ladestation 94 ferner eine Lichterkennungsvorrichtung 78 umfassen. Die Lichterkennungsvorrichtung 78 nimmt die Beleuchtungsverhältnisse der Umgebung wahr, zum Beispiel, ob sich die Ladeanordnung unter tagähnlichen Bedingungen (d. h. Bedingungen mit höherer Lichtintensität) und/oder sich die Ladeanordnung unter nachtähnlichen Bedingungen (d. h. Bedingungen mit niedrigerer Lichtintensität) befindet. Die Lichterkennungsvorrichtung 78 gibt darüber hinaus ein tagähnliches Signal aus, wenn tagähnliche Bedingungen festgestellt werden, und die Lichterkennungsvorrichtung 78 gibt ein nachtähnliches Signal aus, wenn nachtähnliche Bedingungen erkannt werden. Bei der Lichterkennungsvorrichtung 78 kann es sich um einen beliebigen geeigneten Typen handeln und sie kann die tagähnlichen und nachtähnlichen Bedingungen auf geeignete Weise erkennen. Zum Beispiel umfasst in einer Ausführungsform die Lichterkennungsvorrichtung 78 einen Lichtsensor, der die Lichtmenge (z. B. Sonneneinstrahlung) erkennt, die die Ladestation 94 beeinflusst, um zu bestimmen, ob tagähnliche oder nachtähnliche Bedingungen vorherrschen.
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Die Primärspulanordnung 30 weist eine nahe gelegene Seite 80 auf, die näher an einem vorderen Abschnitt 82 des Fahrzeugs 36 ist, und eine entfernte Seite 84 auf, die weiter von dem vorderen Abschnitt 82 des Fahrzeugs 36 entfernt ist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Lichterkennungsvorrichtung 78 nahe der entfernten Seite 84 der Primärspulanordnung 30 angeordnet, sodass die Lichterkennungsvorrichtung 78 die Umweltbedingungen (z. B. die Umgebungslichtstärke) an einer der Positionen der Primärspulanordnung 30 erfasst, die am wenigstens anfällig für einfallendes Licht 128 ist, wenn das Fahrzeug 36 über der Primärspulanordnung 30 angeordnet ist.
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Die Intensität des aus den Lichtquellen 76 entsendeten Lichts kann auf Grundlage der von der Lichterkennungsvorrichtung 78 erkannten Umweltbedingungen eingestellt werden. Zum Beispiel können die Lichtquellen 76 eine höhere Intensität des Anregungslichts 24 davon entsenden, wenn die Lichterkennungsvorrichtung 78 tageslichtähnliche Bedingungen wahrnimmt, und eine geringere Intensität des Anregungslichts 24, wenn die Lichterkennungsvorrichtung 78 nachtähnliche Bedingungen wahrnimmt.
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Gemäß einer Ausführungsform entsendet die zweite photolumineszierende Struktur 74 grünes umgewandeltes Licht 26 aufgrund der hohen Empfindlichkeit des menschlichen Auges gegenüber grünem Licht bei geringen Stärken. Grünes umgewandeltes Licht 26 kann darüber hinaus ein ausreichendes Gleichgewicht zwischen tagähnlichen und nachtähnlichen Bedingungen bereitstellen.
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Es versteht sich, dass das aktive Beleuchtungssystem 72 zusätzlich oder alternativ dazu Lichtquellen 76 umfassen kann, die das Anregungslicht 24 in einem sichtbaren Bereich entsenden. Dementsprechend enthalten einige Ausführungsformen der hier beschriebenen Beleuchtungsanordnung 68 möglicherweise nicht die erste und/oder die zweite photolumineszierende Struktur 10, 74. Stattdessen können einige Ausführungsformen eine oder mehrere Lichtquellen 76 aufweisen, die an der Primärspulanordnung 30 angeordnet sind und dazu ausgelegt sind, das sichtbare Anregungslicht 24 zu entsenden.
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In Bezug auf 6 ist eine Querschnittsansicht der Primärspulanordnung 30 entlang der Linie VI-VI in 5B dargestellt. Wie in 6 dargestellt umfasst das passive Beleuchtungssystem 70 die erste photolumineszierende Struktur 10 und ist über der Primärspule angeordnet. Das aktive Beleuchtungssystem 72 ist außerhalb des passiven Beleuchtungssystems 70 angeordnet und umfasst die zweite photolumineszierende Struktur 74. Wie vorstehend erörtert kann das passive Beleuchtungssystem 70 beleuchtet sein, ohne das von der Primärspule gebildete Magnetfeld zu stören. Die zweite photolumineszierende Struktur 74 kann mit Lichtquellen 76 wirkverbunden und zur Entsendung des Anregungslichts 24 und/oder des umgewandelten Lichts 26 gemäß zuvor definierten Ereignissen ausgelegt sein. Zum Beispiel kann das aktive Beleuchtungssystem 72 immer dann leuchten, wenn die Lichterkennungsvorrichtung 78 eine abrupte Änderung der Lichtverhältnisse wahrnimmt, immer dann, wenn eine nachtähnliche Bedingung wahrgenommen wird, wenn sich das passive Beleuchtungssystem 70 in einem nichtbeleuchteten Zustand befindet, wenn die Ladestationsschnittstelle 40 von einem Nutzer verwendet wird usw.
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Es kann ein Grundmaterial 86 an einem unteren Abschnitt der Primärspulanordnung 30 angeordnet sein. Das Grundmaterial 86 kann nichtleitende Eigenschaften aufweisen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Grundmaterial 86 einen hohen statischen Reibungskoeffizienten (z.B. über 3 µs) aufweisen, um zur Beibehaltung einer konstanten Position der Primärspulanordnung 30 am Boden oder einem beliebigen sonstigen Untergrund beizutragen, auf dem die Primärspulanordnung 30 angeordnet ist.
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Es kann ein Übergussmaterial 88 um eine Oberfläche 90 und/oder eine oder mehrere Seitenflächen 92 der Primärspulanordnung 30 und über dem Beleuchtungssystem angeordnet sein. Das Übergussmaterial 88 kann die Lichterzeugungsanordnung 100 vor physischer und chemischer Beschädigung durch Umweltexposition schützen. Das Übergussmaterial 88 kann eine Viskoelastizität (d. h. sowohl Viskosität als auch Elastizität), ein geringes Youngsches Modul und/oder eine hohe Versagensspannung im Vergleich zu anderen Materialien aufweisen, sodass das Übergussmaterial 88 die Beleuchtungsanordnung 68 schützen kann, wenn dazu ein Kontakt hergestellt wird. Zum Beispiel kann das Übergussmaterial 88 die Lichterzeugungsanordnung 100 vor den Umweltrückhaltungen, wie beispielsweise Schmutz und Wasser, die in Kontakt mit der Primärspulanordnung 30 kommen können, schützen.
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Das Übergussmaterial 88 kann bei niedrigen Temperaturen wie etwa Temperaturen unter 0 Grad Celsius seine flexiblen Eigenschaften beibehalten. Das Übergussmaterial 88 kann ferner beständig gegenüber UV-Licht, das von natürlichen Lichtquellen bereitgestellt wird, und im Wesentlichen beständig gegenüber Verwitterung sein. Darüber hinaus kann das Übergussmaterial 88 die Oberfläche 90 und/oder die Seitenflächen 92 der Primärspulanordnung 30 ausreichend verschließen. Gemäß einer Ausführungsform kann das Übergussmaterial 88 aus einem Material ausgebildet sein, das Silikon darin enthält.
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Unter Bezugnahme auf die 7A–7E ist eine Querschnittsansicht der Lichtquelle 76, die mit einer externen photolumineszierenden Struktur 74 verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform entlang der Linie VI-VI der 1. Wie in 7A dargestellt umfasst das aktive Beleuchtungssystem 72 eine Lichtquelle 76, die eine gestapelte Anordnung aufweisen kann, die eine Lichterzeugungsanordnung 100, die zweite photolumineszierende Struktur 74, einen sichtbaren Abschnitt 102, eine Reflexionsschicht 104 und ein Übergussmaterial 88 umfasst. Es versteht sich, dass der sichtbare Abschnitt 102 und das Übergussmaterial 88 zwei separate Komponenten darstellen können oder einstückig als einzelne Komponente ausgebildet sein können. Darüber hinaus versteht es sich, dass einige Ausführungsformen möglicherweise nicht alle der in den 7A–7E dargestellten Komponenten aufweisen.
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Die Lichterzeugungsanordnung 100 kann einer dünnschichtigen oder gedruckten lichtentsendenden Dioden-(LED)-Anordnung entsprechen und ein Substrat 106 als ihre unterste Schicht aufweisen. Das Substrat 106 kann ein Material aus Polycarbonat, Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polyethylenterephthalat (PET) in der Größenordnung von 0,005 bis 0,060 Zoll Dicke umfassen und ist über dem beabsichtigten Fahrzeugsubstrat angeordnet, auf dem die Lichtquelle 76 aufgenommen werden soll (z. B. die Hinterlegplatte 44). Alternativ dazu kann das Substrat 106 als Maßnahme zur Kosteneinsparung direkt einer bereits bestehenden Struktur entsprechen (z. B. der Hinterlegplatte 44 usw.).
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Die Lichterzeugungsanordnung 100 umfasst eine positive Elektrode 108, die über dem Substrat 106 angeordnet ist. Die positive Elektrode 108 umfasst ein leitendes Epoxid wie beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, ein silberhaltiges oder kupferhaltiges Epoxid. Die positive Elektrode 108 ist elektrisch mit zumindest einem Abschnitt einer Vielzahl von LED-Quellen 110 verbunden, die in einer Halbleitertinte 112 angeordnet sind, und über der positiven Elektrode 108 angebracht. Ebenso ist eine negative Elektrode 114 mit wenigstens einem Abschnitt der LED-Quellen 110 elektrisch verbunden. Die negative Elektrode 114 ist über der Halbleitertinte 112 angeordnet und enthält ein transparentes oder durchsichtiges leitendes Material wie beispielsweise, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Indiumzinnoxid. Zusätzlich ist jede von der positiven Elektrode und der negativen Elektrode 108, 114 über eine entsprechende Sammelschiene 118, 120 und leitfähige Leitungen 122, 124 mit einer Steuerung 116 und der Energiequelle 38 elektrisch verbunden. Die Sammelschienen 118, 120 können entlang gegenüberliegenden Kanten der positiven und negativen Elektroden 108, 114 gedruckt werden und die Anschlusspunkte zwischen den Sammelschienen 118, 120 und den leitfähigen Leitungen 122, 124 können sich an gegenüberliegenden Ecken jeder Sammelschiene 118, 120 befinden, um eine gleichmäßige Stromverteilung entlang der Sammelschienen 118, 120 zu unterstützen. Es versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen die Ausrichtung von Komponenten innerhalb der Lichterzeugungsanordnung 100 geändert werden kann, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise kann die negative Elektrode 114 unterhalb der Halbleitertinte 112 angeordnet sein und die positive Elektrode 108 kann über der vorstehend genannten Halbleitertinte 112 angeordnet sein. Ebenso können auch zusätzliche Komponenten wie etwa die Sammelschienen 118, 120 in einer beliebigen Ausrichtung angeordnet sein, sodass die Lichterzeugungsanordnung 100 ausgegebenes Licht 26 in Richtung einer gewünschten Stelle entsenden kann.
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Die LED-Quellen 110 können auf zufällige oder kontrollierte Weise in der Halbleitertinte 112 dispergiert sein und können dazu ausgelegt sein, fokussiertes oder nichtfokussiertes Licht in Richtung der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 zu entsenden. Die LED-Quellen 110 können Mikro-LEDs aus Galliumnitrid-Elementen in der Größenordnung von etwa 5 bis etwa 400 Mikrometern in der Größe entsprechen und die Halbleitertinte 112 kann verschiedene Bindemittel und dielektrische Materialien wie beispielsweise, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, eines von Gallium, Indium, Siliciumcarbid, Phosphor und/oder durchscheinenden Polymerbindemittel enthalten.
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Die Halbleitertinte
112 kann durch verschiedene Druckprozesse einschließlich Tintenstrahl- und Siebdruckprozessen auf einen ausgewählten Abschnitt bzw. ausgewählte Abschnitte der positiven Elektrode
108 aufgebracht werden. Insbesondere ist beabsichtigt, dass die LED-Quellen
110 in der Halbleitertinte
112 dispergiert sind und so geformt und dimensioniert sind, dass sich eine wesentliche Menge der LED-Quellen
110 (z. B. mehr als 50 %) während der Ablagerung der Halbleitertinte
112 an den positiven und negativen Elektroden
108,
114 ausrichtet. Der Abschnitt der LED-Quellen
110, der letztlich elektrisch mit den positiven und negativen Elektroden
108,
114 verbunden ist, kann durch eine Kombination aus den Sammelschienen
118,
120, der Steuerung
116, der Energiequelle
38 und den leitfähigen Leitungen
122,
124 beleuchtet werden. Zusätzliche Informationen bezüglich der Aufbaus von Lichterzeugungsanordnungen sind in
US-Patent Nr. 9.299.887 von Lowenthal et al. mit dem Titel „ULTRA-THIN PRINTED LED LAYER REMOVED FROM SUBSTRATE“ offenbart, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Nach wie vor unter Bezugnahme auf 7A ist die zweite photolumineszierende Struktur 74 über der negativen Elektrode 114 als Beschichtung, Schicht, Folie oder andere geeignete Ablagerung angeordnet. In Bezug auf die hier darstellte Ausführungsform kann die zweite photolumineszierende Struktur 74 als mehrschichtige Struktur angeordnet werden, einschließlich einer Energieumwandlungsschicht 16, einer optionalen Stabilitätsschicht 20 und einer optionalen Schutzschicht 22, wie oben beschrieben.
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In einigen Ausführungsformen kann eine dekorative Schicht 126 zwischen dem sichtbaren Abschnitt 102 und der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 angeordnet sein. In alternativen Ausführungsformen kann die dekorative Schicht 126 an einer beliebigen anderen Stelle in der Beleuchtungsanordnung 68 angeordnet sein. Die dekorative Schicht 126 kann ein Polymermaterial oder ein beliebiges anderes geeignetes Material enthalten und ist dazu ausgelegt, ein Erscheinungsbild des sichtbaren Abschnitts 102 zu steuern oder zu verändern. Zum Beispiel kann die dekorative Schicht 126 dazu ausgelegt sein, dem sichtbaren Abschnitt 102 ein metallisches Erscheinungsbild zu geben. Das metallische Erscheinungsbild kann rückseitig von dem sichtbaren Abschnitt 102 durch beliebige nach dem Stand der Technik bekannte Verfahren aufgebracht sein, zu denen Sputterabscheidung, Vakuumabscheidung (Vakuumverdampfungsbeschichtung), Elektroplattierung oder direktes Drucken auf eine Komponente der Beleuchtungsanordnung 68 zählen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Das metallische Erscheinungsbild kann aus einem breiten Spektrum von reflektierenden Materialien und/oder Farben einschließlich Silber, Chrom, Kupfer, Bronze, Gold oder einer beliebigen anderen metallischen Oberfläche ausgewählt sein, ohne darauf beschränkt zu sein. Zusätzlich kann zudem ein Imitator eines beliebigen metallischen Materials verwendet werden, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen.
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In anderen Ausführungsformen kann die dekorative Schicht 126 in einer beliebigen Farbe eingefärbt sein, um die Fahrzeugstruktur zu ergänzen, an der die Beleuchtungsanordnung 68 aufgenommen werden soll. In jedem Fall kann die dekorative Schicht 126 wenigstens teilweise lichtdurchlässig sein, sodass das umgewandelte Licht 26 nicht daran gehindert wird, den sichtbaren Abschnitt 102 zu beleuchten.
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Eine Reflexionsschicht 104 kann ebenfalls über der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 angeordnet sein. Die Reflexionsschicht 104 kann klare, durchscheinende und/oder undurchsichtige Abschnitte enthalten und in einer beliebigen gewünschten Farbe eingefärbt sein. Die Reflexionsschicht 104 kann ein beliebiges rückreflektierendes Material enthalten, das im Allgemeinen dazu dient, einfallendes Licht 128 zu reflektieren, das von der Umgebung nahe der Beleuchtungsanordnung 68 in Richtung des sichtbaren Abschnitts 102 gelenkt wird.
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Die Reflexionsschicht 104 kann reflektierend und/oder rückreflektierend sein. Dementsprechend kann das einfallende Licht 128 in Ausführungsformen, in denen die Reflexionsschicht 104 Reflexionseigenschaften aufweist, verteilt, gebrochen und/oder gestreut werden, wenn das einfallende Licht 128 dadurch strömt. In Ausführungsformen, in denen die Reflexionsschicht 104 Retroreflexionseigenschaften aufweist, kann das in Richtung der Reflexionsschicht 104 geleitete einfallende Licht 128 das einfallende Licht 128 in einer im Wesentlichen ähnlichen Richtung ablenken, wie der Richtung, in der sich das einfallende Licht 128 der Reflexionsschicht 104 genähert hat.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Reflexionsschicht 104 als Vielzahl von Perlen 130 ausgelegt. Die Perlen 130 können aus einem Glasmaterial, einem Polymermaterial, einem beliebigen anderen möglichen Material und/oder einer Kombination davon gebildet sein. In einigen Ausführungsformen kann es sich bei einem Abschnitt der Perlen 130 um ein erstes Material (z. B. ein Glas) und bei einem zweiten Abschnitt der Perlen 130 um ein zweites Material handeln (z. B. ein Polymermaterial). Die Perlen 130 können massiv ausgebildet sein oder hohl sein. In Ausführungsformen, in denen die Perlen 130 einen hohlen Kern aufweisen, kann der innere Hohlraum eine beliebige Art von Material, Feststoff, Flüssigkeit oder Gas enthalten, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen. Es versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen andere rückreflektierende Materialien als Perlen in der Reflexionsschicht verwendet werden können, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Material in den Perlen 130 einen anderen Brechungsindex aufweisen als das Material der Perlen 130. Die Perlen 130 können eine im Wesentlichen sphärische Form, eine längliche Form, eine unregelmäßige Form oder Kombinationen davon aufweisen. Die Perlen 130 können in einem Größenbereich von etwa 60 μm (0,0024 Zoll) bis etwa 850 μm (0,034 Zoll) liegen. Die Größe der Perlen 130 kann in einer US-Siebgrößenummer oder der Größe des Maschensiebs ausgedrückt werden, durch das eine Perle 130 passt. Eine US-Siebnummer 20 ermöglicht es zum Beispiel Perlen mit einem Durchmesser von 840 μm (0,033 Zoll) oder weniger, das Sieb zu durchdringen, wohingegen es ein Sieb der US-Siebnummer 200 Perlen 130 mit 74 μm (0,0029 Zoll) oder weniger ermöglicht, dieses zu durchdringen. Gemäß einer Ausführungsform können die Perlen 130 aus einer US-Siebgrößennummer von 20 bis 200 ausgewählt sein. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei den Perlen 130 um Perlen mit einer im Wesentlichen monodispersen Größe und/oder Form. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Perlen 130 in einer Vielzahl von Größen und/oder Formen ausgelegt sein, die in einer lichtdurchlässigen Haftschicht 132 zufällig verteilt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Reflexionsschicht 104 über 10, 100 oder 1.000 Perlen 130, die an die Lichterzeugungsanordnung 100 gebunden sind, pro Quadratfuß in der lichtdurchlässigen Haftschicht 132 enthalten. Die Perlen 130 und/oder die Haftschicht 132 können bzw. kann auf die Lichterzeugungsanordnung 100 gedruckt werden. Statt das Licht zu streuen, können die Perlen 130 das einfallende Licht 128 (z. B. Umgebungslicht) streuen und das einfallende Licht 128 von der Lichterzeugungsanordnung 100 weg ablenken, wodurch Reflexionseigenschaften erzeugt werden. Damit die Perlen 130 Licht zurückreflektieren, können die Perlen 130 teilweise transparent und im Wesentlichen rund sein. Es versteht sich jedoch, dass die Perlen durchscheinend und/oder in einer beliebigen anderen Form sein können, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen.
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Die Transparenz der Glasperlen 130 kann es einfallendem Licht 128 oder Umgebungslicht ermöglichen, in die Perlen 130 einzudringen und dann aus diesen heraus abgelenkt zu werden. Wenn das einfallende Licht 128 in die Perlen 130 eindringt, kann es durch die abgerundete Oberfläche der Perlen 130 bis zu einem Punkt gebogen (gebrochen) werden, unter dem die Perlen 130 in einer Haftschicht 132 eingebettet sind. Das einfallende Licht 128, das auf die Rückseite der Oberfläche der Perlen 130 auftrifft, die in der Haftschicht 132 eingebettet ist, kann dann in einer zu der Richtung, in der das einfallende Licht 128 in die Perlen 130 eingedrungen ist, im Wesentlichen konvergenten Richtung nach außen reflektiert werden, wobei nur ein kleiner Teil des einfallenden Lichts in Richtung der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 und/oder der Lichterzeugungsanordnung 100 zurückfällt. In einigen Ausführungsformen kann es sich bei der dekorativen Schicht und der Haftschicht 132 um eine einzige Schicht handeln.
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Die Glasperlen 130 können in einer vorgemischten Lösung auf die zweite photolumineszierende Struktur 74 und/oder die Lichterzeugungsanordnung 100 aufgebracht werden, in der nassen Haftschicht 132 angeordnet werden, auf ein vorgemischtes Zweikomponentenepoxidmaterial oder thermoplastisches Material geschüttet werden und/oder durch einen beliebigen anderen im Stand der Technik bekannten Vorgang aufgebracht werden. Gemäß einer Ausführungsform können die Glasperlen 130 um mehr als etwa 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 % oder 60% des Durchmessers der Perlen 130 eingebettet werden. Anders ausgedrückt kann ein Abschnitt der Perlen aus der Haftschicht 132 hervorstehen. Es versteht sich, dass mehrere benachbarte Schichten von Perlen 130 in dem Lack verwendet werden können, sodass einige Perlen 130 vollständig von der Haftschicht 132 umgeben sind, während andere Perlen 130 hervorstehen können. Die Tiefe der Perlen 130 in der Haftschicht 132 kann über die Beleuchtungsanordnung 68 einheitlich sein oder kann über die Beleuchtungsanordnung 68 variieren, sodass bestimmte Bereiche hervorgehoben werden. In einigen Ausführungsformen kann es erwünscht sein, eine einheitliche Qualität sowohl der Perlen 130 als auch der Dicke der Haftschicht 132 bereitzustellen, um eine gleichmäßige Retroreflexion entlang der Beleuchtungsanordnung 68 zu fördern.
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Das von den Glasperlen 130 zurückreflektierte Licht kann eine Funktion aus drei Variablen sein, einschließlich des Brechungsindexes der Glasperlen 130; der Form, Größe und Oberflächeneigenschaften der Perlen 130; und der Anzahl an Perlen 130, die vorhanden und gegenüber dem einfallenden Licht 128 exponiert sind. Der Brechungsindex (RI) der Perlen 130 ist eine Funktion der chemischen Zusammensetzung der Perlen 130. Je höher der RI ist, desto mehr einfallendes Licht 128 wird zurückreflektiert. Gemäß einer Ausführungsform weisen die auf der Lichterzeugungsanordnung 100 angeordneten Perlen 130 einen Brechungsindex im Bereich von 1 bis 2 auf.
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Der sichtbare Abschnitt 102 ist über der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 angeordnet. In einigen Ausführungsformen wird das Übergussmaterial 88 über die Reflexionsschicht 104, die zweite photolumineszierende Struktur 74 und/oder die Lichterzeugungsanordnung 100 geformt. Bevorzugt sollte der sichtbare Abschnitt 102 wenigstens teilweise lichtdurchlässig sein. Auf diese Weise wird der sichtbare Abschnitt 102 jedes Mal, wenn ein Energieumwandlungsvorgang stattfindet und/oder immer, wenn die LED-Quellen beleuchtet sind, durch die photolumineszierende Struktur 74 beleuchtet. Außerdem kann der sichtbare Abschnitt 102 durch äußeres Abdichten auch dazu fungieren, die zweite photolumineszierende Struktur 74 und die Lichterzeugungsanordnung 100 zu schützen. Der sichtbare Abschnitt 102 kann in einer planaren Form und/oder einer gebogenen Form angeordnet sein, um das Sichtbarkeitspotential zu erhöhen. Wie die zweite photolumineszierende Struktur 74 und die Lichterzeugungsanordnung 100 kann der sichtbare Abschnitt 102 auch von einer dünnen Gestaltung profitieren und dadurch dazu beitragen, dass die Lichtquelle 76 in kleine Einbauräume passt.
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In einigen Ausführungsformen kann die zweite photolumineszierende Struktur 74 separat und von der Lichterzeugungsanordnung 100 entfernt verwendet werden. Zum Beispiel kann die zweite photolumineszierende Struktur 74 auf einer Felge, einem Reifen, einem Fenster und/oder einer beliebigen Oberfläche, die in der Nähe liegt, jedoch nicht in physischem Kontakt zur Lichterzeugungsanordnung 100 steht, positioniert sein. Es versteht sich, dass in Ausführungsformen, in denen die zweite photolumineszierende Struktur 74 in verschiedene Komponenten eingeschlossen ist, die von der Lichtquelle 76 getrennt sind, die Lichtquelle 76 trotzdem noch die gleiche oder eine ähnliche Struktur wie die Lichtquelle 76 aufweisen kann, die unter Bezugnahme auf 7A beschrieben ist.
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In Bezug auf 7B ist ein Energieumwandlungsvorgang 134 zum Erzeugen von einfarbiger Lumineszenz gemäß einer Ausführungsform darstellt. Zur Veranschaulichung wird der Energieumwandlungsvorgang 134 nachfolgend unter Verwendung der Lichtquelle 76 beschrieben, die in 7A dargestellt ist. In dieser Ausführungsform enthält die Energieumwandlungsschicht 16 der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 ein einziges photolumineszierendes Material 18, das dazu ausgelegt ist, das Anregungslicht 24, das von LED-Quellen 110 empfangen wurde, in ein umgewandeltes Licht 26 mit einer Wellenlänge, die sich von der Wellenlänge unterscheidet, die mit dem Anregungslicht 24 verbunden ist, umzuwandeln. Konkreter ist das photolumineszierende Material 18 so formuliert, dass es ein Absorptionsspektrum aufweist, das die Emissionswellenlänge des Anregungslichts 24, das von den LED-Quellen 110 bereitgestellt wird, enthält. Das photolumineszierende Material 18 ist auch so formuliert, dass es eine Stokes-Verschiebung aufweist, die dazu führt, dass das sichtbare umgewandelte Licht 26 ein Emissionsspektrum aufweist, das in einer gewünschten Farbe ausgedrückt ist, die je nach Beleuchtungsanwendung variieren kann. Das sichtbare umgewandelte Licht 26 wird von der Lichtquelle 76 über den sichtbaren Abschnitt 102 ausgegeben, was dazu führt, dass der sichtbare Abschnitt 102 in der gewünschten Farbe leuchtet. Die durch den sichtbaren Abschnitt 102 bereitgestellte Beleuchtung kann eine einzigartige, im Wesentlichen einheitliche und/oder attraktive Betrachtungserfahrung bieten, die durch nichtphotolumineszierende Mittel schwer zu duplizieren sein kann.
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In Bezug auf 7C wird ein zweiter Energieumwandlungsvorgang 136 zum Erzeugen von verschiedenfarbigem Licht gemäß einer Ausführungsform darstellt. Aus Gründen der Einheitlichkeit wird der zweite Energieumwandlungsvorgang 136 nachfolgend ebenfalls unter Verwendung der Lichtquelle 76 beschrieben, die in 7A dargestellt ist. In dieser Ausführungsform enthält die Energieumwandlungsschicht 16 das erste und das zweite photolumineszierende Material 18, 138, die in der Energieumwandlungsschicht 16 dispergiert sind. Alternativ können die photolumineszierenden Materialien 18, 138, wenn gewünscht, voneinander isoliert werden. Es versteht sich außerdem, dass die Energieumwandlungsschicht 16 mehr als zwei unterschiedliche photolumineszierende Materialien 18 und 138 enthalten kann, wobei in diesem Fall die nachfolgend bereitgestellten Lehren auf ähnliche Weise zutreffen. In einer Ausführungsform tritt der zweite Energieumwandlungsvorgang 136 durch Abwärtswandlung unter Verwendung von blauem, violettem und/oder UV-Licht als die Anregungsquelle ein.
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In Bezug auf die hier darstellte Ausführungsform schließen sich die Anregung der photolumineszierenden Materialien 18, 138 gegenseitig aus. Das bedeutet, die photolumineszierenden Materialien 18, 138 sind so formuliert, dass sie nicht überlappende Absorptionsspektren und Stokes-Verschiebungen aufweisen, die verschiedene Emissionsspektren erzielen. Bei dem Formulieren der photolumineszierenden Materialien 18, 138 sollte außerdem darauf geachtet werden, die entsprechenden Stokes-Verschiebungen derart zu wählen, dass das von einem der photolumineszierenden Materialien 18, 138 entsendete umgewandelte Licht 26 nicht das jeweils andere anregt, es sei denn, dies ist gewünscht. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein erster Abschnitt der LED-Quellen 110, der beispielhaft als LED-Quellen 110a dargestellt ist, dazu ausgelegt, ein Anregungslicht 24 zu entsenden, das eine Emissionswellenlänge aufweist, die lediglich das photolumineszierende Material 18 anregt und dazu führt, dass das Anregungslicht 24 in ein umgewandeltes Licht 26 einer ersten Farbe (z. B. weiß) umgewandelt wird. Ebenso ist ein zweiter Abschnitt der LED-Quellen 110, der beispielhaft als LED-Quellen 110b dargestellt ist, dazu ausgelegt, ein Anregungslicht 24 zu entsenden, das eine Emissionswellenlänge aufweist, die lediglich das zweite photolumineszierende Material 138 anregt und bewirkt, dass das Anregungslicht 24 in ein umgewandeltes Licht 26 einer zweiten Farbe (z. B. rot) umgewandelt wird. Vorzugsweise sind die erste Farbe und die zweite Farbe visuell voneinander unterscheidbar. Auf diese Weise können die LED-Quellen 110a und 110b unter Verwendung der Steuerung 116 selektiv aktiviert werden, um zu bewirken, dass die zweite photolumineszierende Struktur 74 in einer Vielzahl von Farben luminesziert. Die Steuerung 116 kann zum Beispiel lediglich die LED-Quellen 110a aktivieren, um ausschließlich das photolumineszierende Material 18 anzuregen, was bewirkt, dass der sichtbare Abschnitt 102 in der ersten Farbe leuchtet. Alternativ kann die Steuerung 116 lediglich die LED-Quellen 110b aktivieren, um ausschließlich das zweite photolumineszierende Material 138 anzuregen, was bewirkt, dass der sichtbare Abschnitt 102 in der zweiten Farbe leuchtet.
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Ferner kann die Steuerung 116 die LED-Quellen 110a und 110b alternativ gemeinsam aktivieren, was bewirkt, dass beide der photolumineszierenden Materialien 18, 138 angeregt werden, wodurch in der Folge der sichtbare Abschnitt 102 in einer dritten Farbe leuchtet, wobei es sich um ein Farbgemisch aus der ersten und zweiten Farbe handelt (z. B. rosafarben). Die Intensitäten des Anregungslichts 24, das von jeder Lichtquelle 76 entsendet wird, können auch zueinander proportional verändert sein, sodass zusätzliche Farben erzielt werden können. Für Energieumwandlungsschichten 16, die mehr als zwei verschiedene photolumineszierende Materialien 18 enthalten, kann eine größere Vielfalt an Farben erreicht werden. Vorgesehene Farben schließen rot, grün, blau und Kombinationen davon ein, einschließlich weiß, von denen alle durch Auswählen der angemessenen photolumineszierenden Materialien 18 und die richtige Einstellung der entsprechenden LED-Quellen 110 erreicht werden können.
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In Bezug auf 7D umfasst ein dritter Energieumwandlungsvorgang 140 eine Lichterzeugungsanordnung 100, wie beispielsweise unter Bezugnahme auf 7A beschrieben, und ist ein photolumineszierendes Material 138, das auf dieser angeordnet ist, gemäß einer alternativen Ausführungsform darstellt. Das photolumineszierende Material 138 ist dazu ausgelegt, Anregungslicht 24, das von LED-Quellen 110 empfangen wurde, in ein umgewandeltes Licht 26 mit einer Wellenlänge, die sich von der Wellenlänge unterscheidet, die mit dem Anregungslicht 24 verbunden ist, umzuwandeln. Insbesondere ist die zweite photolumineszierende Struktur 74 so formuliert, dass sie ein Absorptionsspektrum aufweist, das die Emissionswellenlänge des Anregungslichts 24, das von den LED-Quellen 110 bereitgestellt wird, enthält. Das photolumineszierende Material 18 ist darüber hinaus so formuliert, dass es eine Stokes-Verschiebung aufweist, die dazu führt, dass das umgewandelte Licht 26 ein Emissionsspektrum aufweist, das in einer gewünschten Farbe ausgedrückt ist, die je nach Beleuchtungsanwendung variieren kann.
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Die zweite photolumineszierende Struktur 74 kann auf einen Abschnitt der Lichterzeugungsanordnung 100, zum Beispiel auf vereinfachte Weise, angewandt werden. Zwischen den photolumineszierenden Strukturen 10 können sich lichtdurchlässige Abschnitte 142 befinden, die es ermöglichen, dass von den LED-Quellen 110 entsendetes Anregungslicht 24 diese mit der ersten Wellenlänge durchdringen kann. Bei den lichtdurchlässigen Abschnitten 142 kann es sich um einen offenen Raum oder ein transparentes oder durchsichtiges Material handeln. Das Anregungslicht 24, das durch die lichtdurchlässigen Abschnitte 142 entsendet wird, kann von der Lichterzeugungsanordnung 100 in Richtung einer zusätzlichen photolumineszierenden Struktur geleitet werden, die nahe der Lichterzeugungsanordnung 100 angeordnet ist. Die zusätzliche photolumineszierende Struktur kann dazu ausgelegt sein, in Reaktion auf das Anregungslicht 24 zu lumineszieren, das durch die lichtdurchlässigen Abschnitte 142 gerichtet ist.
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In Bezug auf 7E ist ein vierter Energieumwandlungsvorgang 144 zum Erzeugen von verschiedenfarbigem Licht unter Verwendung der Lichterzeugungsanordnung 100, wie beispielsweise die eine unter Bezugnahme auf 7A beschriebene, und einer zweiten photolumineszierenden Struktur 74, die auf dieser angeordnet ist, dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die zweite photolumineszierende Struktur 74 über einem oberen Abschnitt der Lichterzeugungsanordnung 100 angeordnet. Die Anregung von photolumineszierendem Material 18 ist so formuliert, dass ein Abschnitt des Anregungslichts 24, der von den LED-Quellen 110 entsendet wird, durch die zweite photolumineszierende Struktur 74 mit der ersten Wellenlänge hindurchgeht (d. h. das Anregungslicht 24, das von der Lichtquelle 76 entsendet wird, wird nicht durch die zweite photolumineszierende Struktur 74 umgewandelt). Die Intensität des ausgegebenen Lichts (d. h. die Kombination aus Anregungslicht 24 und umgewandeltem Licht 26) kann durch Pulsbreitenmodulation oder Stromregelung modifiziert werden, um die Menge des von den LED-Quellen 110 entsendeten Anregungslichts 24, das durch die zweite photolumineszierende Struktur 74 hindurchgeht, ohne zu einer zweiten Wellenlänge umgewandelten Lichts 26 umgewandelt zu werden, zu verändern. Wenn die Lichtquelle 76 zum Beispiel dazu ausgelegt ist, Anregungslicht 24 mit niedriger Intensität zu entsenden, kann im Wesentlichen das gesamte Anregungslicht 24 in umgewandeltes Licht 26 umgewandelt werden. In dieser Ausführung kann eine Farbe von umgewandeltem Licht 26, die der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 entspricht, von der Lichterzeugungsanordnung 100 entsendet werden. Wenn die Lichtquelle 76 dazu ausgelegt ist, Anregungslicht 24 mit hoher Intensität zu entsenden, kann nur ein Abschnitt der ersten Wellenlänge von der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 umgewandelt werden. In dieser Konfiguration kann ein erster Abschnitt des ausgegebenen Lichts von der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 umgewandelt werden und ein zweiter Abschnitt des ausgegebenen Lichts kann von der Lichterzeugungsanordnung 100 mit der ersten Wellenlänge in Richtung zusätzlicher photolumineszierender Strukturen entsendet werden, die nahe der Lichtquelle 76 angeordnet sind. Die zusätzlichen photolumineszierenden Strukturen können als Reaktion auf das von der Lichtquelle 76 entsendete Anregungslicht 24 lumineszieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein erster Abschnitt der LED-Quellen 110, der beispielhaft als LED-Quellen 110a dargestellt ist, dazu ausgelegt, ein Anregungslicht 24 zu entsenden, das eine Wellenlänge aufweist, die das photolumineszierende Material 18 in der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 anregt und dazu führt, dass das Anregungslicht 24 in ein umgewandeltes Licht 26 einer ersten Farbe (z. B. weiß) umgewandelt wird. Gleichermaßen ist ein zweiter Abschnitt der LED-Quellen 110, der beispielhaft als LED-Quellen 110c dargestellt ist, dazu ausgelegt, ein Anregungslicht 24 zu entsenden, das eine Wellenlänge aufweist, die durch die zweite photolumineszierende Struktur 74 hindurchgeht und zusätzliche photolumineszierende Strukturen anregt, die in der Nähe der Beleuchtungsanordnung 68 angeordnet sind, und dadurch in einer zweiten Farbe leuchten. Die erste und die zweite Farbe können sichtbar voneinander unterscheidbar sein. Auf diese Weise können die LED-Quellen 110a und 110c unter Verwendung der Steuerung 116 selektiv aktiviert werden, um die Beleuchtungsanordnung 68 dazu zu veranlassen, in einer Vielzahl von Farben zu lumineszieren.
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Die Lichterzeugungsanordnung 100 kann auch eine Optik 146 enthalten, die dazu ausgelegt ist, das von den LED-Quellen 110a, 110c entsendete Anregungslicht 24 und das von der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 entsendete umgewandelte Licht 26 in Richtung der vordefinierten Stellen zu richten. Zum Beispiel kann das von den LED-Quellen 110a, 110c und das von der zweiten photolumineszierenden Struktur 74 entsendete Anregungslicht 24 in Richtung des Bodens und/oder einer Stelle in der Nähe der Beleuchtungsanordnung 68 gerichtet und/oder fokussiert sein.
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In Bezug auf 8 ist eine Lichterzeugungsanordnung 100 gemäß einer Ausführungsform mit verschiedenen Typen und Konzentrationen von LED-Quellen 110a, 110d in Querrichtung entlang der Lichterzeugungsanordnung 100 in einer Draufsicht darstellt. Wie in der Darstellung enthält ein erster Abschnitt 148 der Lichterzeugungsanordnung 100 LED-Quellen 110a, die dazu ausgelegt sind, ein Anregungslicht 24 mit einer Emissionswellenlänge in einem ersten Farbspektrum (z. B. rot) zu entsenden. Ebenso umfasst ein zweiter Abschnitt 150 der Lichterzeugungsanordnung 100 LED-Quellen 110d, die dazu ausgelegt sind, ein Anregungslicht 24 mit einer Emissionswellenlänge in einem zweiten Farbspektrum (z. B. gelb) zu entsenden. Der erste und der zweite Abschnitt 148, 150 der Lichterzeugungsanordnung 100 können durch isolierende oder nicht leitfähige Barrieren 152 von in der Nähe angeordneten Abschnitten durch ein beliebiges im Stand der Technik bekanntes Mittel getrennt sein, sodass jeder Abschnitt 148, 150 unabhängig von einem beliebigen anderen Abschnitt 148, 150 beleuchtet werden kann. Die isolierenden Barrieren 152 können auch verhindern, dass eine wesentliche Menge von dem durch in der Nähe leuchtende LED-Quellen 110a, 110d entsendeten Anregungslicht 24 durch die isolierende Barriere 152 hindurchgeht. Ferner kann jeder Abschnitt 148, 150, der in der Lichterzeugungsanordnung 100 angeordnet ist, eine entsprechende Sammelschiene 118, 120, 154, 156, 158, 160 enthalten, die mit der Steuerung 116 gekoppelt und dazu ausgelegt ist, jeden entsprechenden Abschnitt 148, 150 zu beleuchten.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Farbe und die zweite Farbe visuell voneinander unterscheidbar. Auf diese Weise können die LED-Quellen 110a und 110d unter Verwendung der Steuerung 116 selektiv aktiviert werden, um zu bewirken, dass die LED-Quellen 110a, 110d in einer Vielzahl von Farben leuchten. Die Steuerung 116 kann zum Beispiel lediglich die LED-Quellen 110a aktivieren, um ausschließlich einen Abschnitt 148 der Lichterzeugungsanordnung 100 in der ersten Farbe zu beleuchten. Alternativ kann die Steuerung 116 lediglich die LED-Quellen 110d aktivieren, um ausschließlich einen Abschnitt 150 der Lichterzeugungsanordnung 100 in der zweiten Farbe zu beleuchten. Es versteht sich, dass die Lichterzeugungsanordnung 100 eine beliebige Anzahl an Abschnitten 148, 150 mit unterschiedlichen LED-Quellen 110a, 110d, die in einer beliebigen gewünschten Farbe leuchten können, enthalten kann. Zudem versteht sich, dass die Abschnitte mit unterschiedlichen LED-Quellen 110a, 110d auf jede mögliche Weise ausgerichtet sein können und nicht benachbart angeordnet sein müssen.
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Wie vorstehend beschrieben kann eine zweite photolumineszierende Struktur 74 auf einem Abschnitt der Lichterzeugungsanordnung 100 angeordnet sein. Bei Bedarf kann jede der LED-Quellen 110a, 110d verwendet werden, um ein beliebiges photolumineszierendes Material 18 anzuregen, das in der Nähe von und/oder über der Lichterzeugungsanordnung 100 angeordnet ist.
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Die Halbleitertinte 112 kann auch verschiedene Konzentrationen an LED-Quellen 110a, 110d beinhalten, sodass die Konzentration von LED-Quellen 110a, 110d oder die Anzahl der LED-Quellen 110a, 110d pro Flächeneinheit für verschiedene Beleuchtungsanwendungen angepasst werden kann. In einigen Ausführungsformen kann die Konzentration von LED-Quellen 110a, 110d entlang der Länge der Lichterzeugungsanordnung 100 variieren. Zum Beispiel kann ein erster Abschnitt 148 der Lichterzeugungsanordnung 100 eine größere Konzentration an LED-Quellen 110 aufweisen als abwechselnde Abschnitte 150 oder umgekehrt. In solchen Ausführungsformen können die Lichtquelle 76 und/oder die Zeichen heller erscheinen oder eine größere Luminanz aufweisen, um vordefinierte Stellen bevorzugt zu beleuchten. In anderen Ausführungsformen kann die Konzentration an LED-Quellen 110a, 110d in dem Maße steigen oder sinken, wie sich die Entfernung von einem vorausgewählten Punkt erhöht.
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Gemäß einer Ausführungsform enthält die Lichterzeugungsanordnung 100 eine höhere Konzentration an LED-Quellen 110a im zweiten Abschnitt 150, sodass der zweite Abschnitt 150 als eine Seitenmarkierung oder ein Fahrtrichtungsanzeiger leuchten kann, während der erste Abschnitt 148 Umgebungsbeleuchtung bereitstellt.
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In Bezug auf 9 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugladesystems 28 dargestellt, bei dem die Beleuchtungsanordnung 68 in der Primärspulanordnung 30 angeordnet ist. Es versteht sich jedoch, dass die hier beschriebene Beleuchtungsanordnung 68 zusätzlich an oder in dem Fahrzeug 36 angeordnet sein kann, ohne dass vom Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird. Die Beleuchtungsanordnung 68 kann Beleuchtung bereitstellen, die einen Fahrer, der das Fahrzeug 36 in die Ladestation 94 bewegt, über die Position der Primärspulanordnung 30 benachrichtigt.
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Wie vorstehend erläutert umfasst die Ladestation 94 die an die Primärspulanordnung 30 gekoppelte Energiequelle 38 und stellt elektrische Energie bereit, um eine Sekundärspulanordnung 32 mit Energie zu versorgen. Die Sekundärspulanordnung 32, die in einem Energiesystem 162 des Fahrzeugs 36 angeordnet sein kann, ist mit der Gleichrichteranordnung 42 wirkverbunden, die mit einer Energiespeicherquelle an dem Fahrzeug 36 wie der Batterie 34 wirkverbunden ist.
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Das Fahrzeug 36 kann ferner ein Steuersystem 164 aufweisen, das mit dem Energiesystem 162 des Fahrzeugs 36 wirkverbunden ist. Das Steuersystem 164 kann eine Benutzerschnittstelle 58 mit einer Anzeige 166 und einer Steuerung 168 aufweisen, die mit der Benutzerschnittstelle 58 gekoppelt sind. Die Anzeige 166 kann in dem Fahrzeug 36 befestigt sein und so angeordnet sein, dass sie von einem Fahrer des Fahrzeugs 36 gesehen wird, sodass die Steuerung 168 dem Fahrer über die Anzeige 166 Informationen zeigen kann. Zu den Informationen können Ladeeinstellungen, Ladestatus, Fahrzeugausrichtung in Bezug auf die Primärspulanordnung 30 usw. zählen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Steuerung 168 einen Speicher 170, einen Prozessor 172 und einen Fahrzeugsendeempfänger 174. Der Speicher 170 beinhaltet Anweisungen für den Betrieb der Steuerung 168. Der Prozessor 172 ist an den Speicher 170 gekoppelt und dazu ausgelegt, die auf dem Speicher 170 enthaltenen Anweisungen auszuführen. Der Fahrzeugsendeempfänger 174 ist mit dem Prozessor 172 gekoppelt und dazu ausgelegt, Nachrichten an den Prozessor 172 zu senden und Nachrichten von diesem zu empfangen.
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Weiterhin in Bezug auf 9 können das Beleuchtungssystem 68 und/oder das Fahrzeug 36 ferner einen oder mehrere drahtlose Kommunikationssendeempfänger 174, 176 aufweisen, die dazu ausgelegt sein können, mit einer elektronischen Vorrichtung 178 zu interagieren. Die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 können mit der elektronischen Vorrichtung 178 über ein Drahtlossignal (z. B. eine Funkfrequenz) kommunizieren. In einem nichteinschränkenden Beispiel kann es sich bei den drahtlosen Kommunikationsssendeempfängern 174, 176 um ein BluetoothTM RN4020-Modul oder ein energiearmes RN4020 BluetoothTM PICtail-Board handeln, das zur Kommunikation mit der elektronischen Vorrichtung 178 unter Verwendung energiearmer BluetoothTM-Signale ausgelegt ist. Die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 können einen Sender und einen Empfänger zum Senden und Empfangen von Drahtlossignalen (z. B. BluetoothTM-Signalen) an die und von der elektronischen Vorrichtung 178, an die und von der Beleuchtungsanordnung 68 und/oder an das und von dem Fahrzeug 36 umfassen. Es versteht sich, dass die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 sonstige Formen der Drahtloskommunikation mit der elektronischen Vorrichtung 178 und sonstige drahtlose Kommunikationssendeempfänger 174, 176 wie zum Beispiel Wi-FiTM nutzen können.
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Die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 können an oder in den Steuerungen 116, 168 angeordnet sein. Bei den Steuerungen 116, 168 kann es sich um eine dafür vorgesehene Steuerung oder eine gemeinsame Steuerung (z. B. für mehrere Lichtanordnungen) handeln. Die Steuerungen 116, 168 können einen Prozessor und einen Speicher 180 zum Ausführen gespeicherter Abläufe oder zum Speichern von Informationen (z. B. bezüglich des Betriebs der Beleuchtungseinrichtung 68, der Ladestation 94 und/oder der elektronischen Vorrichtung 178) umfassen. Der drahtlose Kommunikationssendeempfänger 174 ist dazu ausgelegt, mit dem Prozessor so zu kommunizieren, dass eine oder mehrere in dem Speicher 180 gespeicherte Abläufe aktiviert werden.
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Die elektronische Vorrichtung 178 kann eine oder mehrere Abläufe umfassen, die die Kommunikation zwischen dem drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174 und der elektronischen Vorrichtung 178 steuern. Zum Beispiel kann in Mobiltelefonausführungsformen der elektronischen Vorrichtung 178 das Mobiltelefon eine oder mehrere Anwendungen 182 umfassen, die dazu ausgelegt sind, mit den drahtlosen Kommunikationssendeempfängern 174, 176 zu kommunizieren. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Speicher 180 der Steuerung 116 eine Lichtsteuerungsablauf 184 und einen Standorterfassungsablauf 186. In verschiedenen Ausführungsformen handelt es sich bei den drahtlosen Kommunikationsssendeempfängern 174, 176 um eine eigenständige Vorrichtung, die nicht mit anderen Komponenten der Ladestation 94 und/oder Merkmalen des Fahrzeugs 36 in Verbindung steht. Zum Beispiel sind die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 möglicherweise nur in der Lage, mit der Beleuchtungsanordnung 68 und der elektronischen Vorrichtung 178 zu kommunizieren. In anderen Ausführungsformen können die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 mit dem Fahrzeug 36, anderen integrierten Steuerungen des Fahrzeugs 36 und/oder der Ladestationsschnittstelle 40 kommunizieren.
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Das Fahrzeug 36 und/oder die Ladestation 94 können eine Vielzahl drahtlose Kommunikationssendeempfänger 174, 176 umfassen, die in Verbindung miteinander stehen können oder untereinander mit einer Master-Steuerung oder einem -Modul (z. B. Bordnetzsteuermodul des Fahrzeugs 36) in Verbindung stehen können. Die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 können in anderem Zubehör des Fahrzeugs 36 oder der Ladestation 94 angeordnet sein oder es kann sich dabei um eigenständige Einheiten handeln. Die elektronische Vorrichtung 178 kann mit allen, einigen oder keinen der drahtlosen Kommunikationssendeempfängern 174, 176 kommunizieren, wenn die elektronische Vorrichtung 178 in den Kommunikationsbereich der Sendeempfänger 174, 176 eintritt und aus diesem austritt. Jeder der drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 kann sich seiner Position im Fahrzeug 36 bewusst und dazu in der Lage sein, seine Position mit der elektronischen Vorrichtung 178 zu teilen.
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In verschiedenen Ausführungsformen sind die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 in der Lage, mit der elektronischen Vorrichtung 178 zu kommunizieren, sodass die Position der elektronischen Vorrichtung 178 davon (z. B. auf Grundlage der Signalstärke und/oder Rücklaufzeit des Signals) bestimmt werden und umgekehrt. Gemäß einer Ausführungsform kann der Standorterfassungsablauf 186 in dem Speicher 180 der Steuerungen 116, 168 die Signalstärke und die Rücklaufzeit der Signale zwischen der Vielzahl drahtloser Kommunikationssendeempfänger 174, 176 und der elektronischen Vorrichtung 178 verwenden, um die Position der elektronischen Vorrichtung 178 zu triangulieren, wenn sich der Insasse um das Fahrzeug 36 herum und in demselben und/oder außerhalb desselben bewegt. In Ausführungsformen, in denen die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 mit einem Mastermodul kommunizieren, kann der Standort der elektronischen Vorrichtung 178 in dem Mastermodul berechnet werden. Der Standort der elektronischen Vorrichtung 178 kann eine ausreichende Auflösung aufweisen, um die Ausrichtung des Fahrzeugs 36 in Relation zu der Primärspulanordnung 30 zu bestimmen und Informationen in Bezug darauf auf der elektronischen Vorrichtung 178 und/oder der Fahrzeuganzeige 166 anzuzeigen. Es versteht sich, dass der Standorterfassungsablauf 186 an der elektronischen Vorrichtung 178, dem Fahrzeug 36 und/oder der Ladestation 94 angeordnet sein kann und dass Standortbestimmungen von der elektronischen Vorrichtung 178 vorgenommen werden und mit den drahtlosen Kommunikationssendeempfängern 174, 176 geteilt werden können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Der Lichtsteuerungsablauf 184 kann Signale von den drahtlosen Kommunikationssendeempfängern 174, 176 (z. B. den Standort der elektronischen Vorrichtung 178 und/oder des Fahrzeugs 36) verarbeiten, um die Beleuchtungsanordnung 68 anzuschalten. In Abhängigkeit von den von dem drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174 und/oder den Fahrzeugsensoren empfangenen Signalen kann der Lichtsteuerungsablauf 184 angeschaltet werden. Der Lichtsteuerungsablauf 184 kann eine oder mehrere zuvor festgelegte Beleuchtungsabfolgen für die Beleuchtungsanordnung 68 auf Grundlage erkannter Eigenschaften der elektronischen Vorrichtung 178 (z. B. bekannte oder unbekannte Vorrichtung, Standort und benutzerspezifische Daten) und/oder der Fahrzeugposition speichern. Zum Beispiel kann der Lichtsteuerungsablauf 184 die Beleuchtungsanordnung 68 so steuern, dass sie der elektronischen Vorrichtung 178 folgt, in dem sie eine Beleuchtungsabfolge auf Grundlage der Position der elektronischen Vorrichtungen 178 anschaltet. Die elektronische Vorrichtung 178 kann benutzerspezifische Daten und Präferenzen bezüglich der Beleuchtungsanordnung 68 (z. B. Farbe, Intensität, Muster, Anschaltentfernung usw.) speichern und/oder der Speicher 180 (z. B. der Lichtsteuerungsablauf 184) kann diese Daten speichern. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Beleuchtungsanordnung 68 in einer ersten Farbe leuchten, wenn das Fahrzeug 36 sich nicht über der Primärspulanordnung 30 befindet, und in einer zweiten Farbe, wenn das Fahrzeug 36 ausreichend über der Primärspulanordnung 30 angeordnet ist, um die Fahrzeugladeabfolge zu starten.
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Das Auswählen dessen, welchen elektronischen Vorrichtungen 178 vertraut werden und somit Zugang zur Erteilung von Befehlen an die Steuerung(en) 116 und/oder den drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174 (z. B. der Beleuchtungsanordnung 68 und/oder dem Fahrzeug 36) gewährt werden sollte, kann auf Grundlage dessen bestimmt werden, ob die elektronische Vorrichtung 178 sich zuvor bereits in dem Fahrzeug 36 befand. Der Speicher der drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 kann Identifikationsinformationen bezüglich elektronischer Vorrichtungen 178 speichern, die in dem Fahrzeug 36 erkannt wurden (z. B. unter Verwendung des Positionserkennungsablaufs 186) und die deshalb im Allgemeinen als „freundlich“ und/oder als Besitzer des Fahrzeugs 36 betrachtet werden können.
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In einem beispielhaften Verfahren zum Bestimmen, dass eine unbekannte elektronische Vorrichtung 178 freundlich ist, erkennen die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 das Vorhandensein einer unbekannten elektronischen Vorrichtung 178, erkennen über verschiedene drahtlose Kommunikationssendeempfänger 174, 176 eine charakteristische Signalverschiebung (z. B. Schwächung oder Steigerung des Signals an entsprechenden drahtlosen Kommunikationsssendeempfängern 174, 176), die darauf hinweist, dass die unbekannte elektronische Vorrichtung 178 in das Fahrzeug 36 gelangt oder sich in diesem befindet, und speichern zur zukünftigen Identifizierung charakteristische Informationen über die elektronische Vorrichtung 178. Es versteht sich, dass eine Bestimmung dessen, dass sich der Standort der elektronischen Vorrichtung 178 in dem Fahrzeug 36 befindet, ein Speichern charakteristischer Informationen über die elektronische Vorrichtung 178 zur zukünftigen Identifizierung veranlassen kann. Die Verwendung des letzten und/oder aktuellen Standorts der elektronischen Vorrichtung 178 als Sicherheitsmerkmal zum Bestimmen, ob ihr Zugang zu den Steuerungen 116, 168 gewährt werden darf, kann besonders vorteilhaft sein, da die Replikation der Signalverschiebung, die darauf hinweist, dass die elektronische Vorrichtung 178 in das Fahrzeug 36 gelangt, und die Position der elektronischen Vorrichtung 178 besonders schwer zu fälschen sind. Ferner versteht es sich, dass mehrere herkömmliche Verfahren zum Verbinden elektronischer Vorrichtung 178 wie das Koppeln und manuelle Verbinden ebenfalls verwendet werden können, um freundliche Vorrichtungen 178 zu bestimmen.
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Das Erkennen des Standorts der elektronischen Vorrichtung 178 in Relation zu dem Fahrzeug 36 gestattet es den drahtlosen Kommunikationsssendeempfängern 174, 176 darüber hinaus, zu bestimmen, ob sich eine unerkannte elektronische Vorrichtung 178 in der Nähe des Fahrzeugs 36 befindet. Eine derartige unerkannte elektronische Vorrichtung 178 kann von einem potenziellen Einbrecher oder einer Bedrohung für das Fahrzeug 36 besessen oder getragen werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Beleuchtungsanordnung 68 als Reaktion in einer vorab festgelegten Abfolge leuchten. Zum Beispiel kann das aktive Beleuchtungssystem 72 in solchen Situationen Anregungslicht 24 und/oder umgewandeltes Licht 26 mit einer hohen Intensität entsenden.
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Bei Ereignissen, bei denen eine unerkannte elektronische Vorrichtung 178 in der Nähe des Fahrzeugs 36 über einen längeren als einen vorab festgelegten Zeitraum erkannt wird, können die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 ein oder mehrere Gegenmaßnahmen anschalten. Zu Gegenmaßnahmen können ein Stroboskoplicht von der Beleuchtungsanordnung 68 oder das Leiten von Licht von der elektronischen Vorrichtung 178 zählen. In einigen Ausführungsformen können beliebige Identifikationsinformationen über die elektronische Vorrichtung 178 zum späteren Abruf gespeichert werden, wenn der Besitzer der elektronischen Vorrichtung 178 des Fahrzeugs 36 zu dieser Zeit nicht in der Nähe des Fahrzeugs erkannt wird. Die drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 können über fünfzig elektronische Vorrichtungen 178 speichern, die möglicherweise eine Bedrohung darstellten. Schließlich kann die Verwendung der Beleuchtungsanordnung 68 an dem Fahrzeug 36 es ermöglichen, dass eine Vielzahl von Beleuchtungslösungen für das Zurücksetzen oder Zurückfahren des Fahrzeugs 36 bereitgestellt werden können. Zum Beispiel kann das Einlegen eines Rückwärtsgangs des Fahrzeugs 36 bewirken, dass die Beleuchtungsanordnung 68 eine stärkere Beleuchtung für den Fahrer oder für eine Rückfahrkamera des Fahrzeugs 36 bereitstellt.
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Nach wie vor unter Bezugnahme auf 9 kann bei Betrieb jede photolumineszierende Struktur 10, 74 eine gleichbleibende einfarbige oder mehrfarbige Beleuchtung aufweisen. Zum Beispiel kann das passive Beleuchtungssystem 70 über der Primärspule angeordnet sein und in einigen Ausführungsformen ein photolumineszierendes Material mit langer Nachleuchtdauer 18 enthalten. Das passive Beleuchtungssystem 70 kann Positionen an der Primärspulanordnung 30 beleuchten, die in der Nähe derselben angeordnete Magnetfelder aufweisen. Die passive Beleuchtung ist in einigen Ausführungsformen dazu ausgelegt, dass sie, wenn überhaupt, eine vernachlässigbare Auswirkung auf das von der Primärspule erzeugte Magnetfeld hat.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuerung 116 mit dem aktiven Beleuchtungssystem 72 gekoppelt sein und die Lichtquelle 76 veranlassen, nur eine erste Wellenlänge des Anregungslichts 24 über die LED-Quellen 110 zu entsenden, um zu bewirken, dass die zweite photolumineszierende Struktur 74 in der ersten Farbe (z. B. bernsteinfarben) leuchtet. Alternativ dazu kann die Steuerung 116 die Lichtquelle 76 veranlassen, nur eine zweite Wellenlänge des Anregungslichts 24 über die LED-Quellen 110 zu entsenden, um zu bewirken, dass die zweite photolumineszierende Struktur 74 in der zweiten Farbe (z. B. rot) leuchtet. Als weitere Alternative kann die Steuerung 116 die Lichtquelle 76 veranlassen, gleichzeitig die erste und die zweite Wellenlänge des Anregungslichts 24 zu entsenden, um zu bewirken, dass die zweite photolumineszierende Struktur 74 in einer dritten Farbe (z. B. rosafarben) leuchtet, die durch eine additive Lichtmischung aus der ersten und der zweiten Farbe definiert ist. Des Weiteren können der Beleuchtungsanordnung 68 zusätzliche photolumineszierende Strukturen hinzugefügt werden, die das Anregungslicht 24, das von der Lichtquelle 76 entsendet wird, in eine andere Wellenlänge umwandeln. Als weitere Alternative kann die Steuerung 116 die Lichtquelle 76 veranlassen, zwischen regelmäßigem Entsenden der ersten und der zweiten Wellenlänge des Anregungslichts 24 zu wechseln, um zu bewirken, dass die zweite photolumineszierende Struktur 74 durch das Wechseln zwischen der ersten und der zweiten Farbe des umgewandelten Lichts 26 regelmäßig leuchtet. Die Steuerung 116 kann die Lichtquelle 76 veranlassen, regelmäßig die erste und/oder die zweite Wellenlänge des Anregungslichts 24 in einem regelmäßigen Zeitintervall und/oder in einem unregelmäßigen Zeitintervall zu entsenden.
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In Bezug auf die vorstehenden Beispiele kann die Steuerung 116 die Intensität des entsendeten ersten und zweiten Anregungslichts 24 durch Pulsbreitenmodulation oder Stromregelung modifizieren. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 116 dazu ausgelegt sein, eine Farbe des umgewandelten Lichts 26 durch das Aussenden von Steuersignalen zum Anpassen einer Intensität oder eines Energieausgabepegels der Lichtquelle 76 anzupassen. Zum Beispiel kann, wenn die Lichtquelle 76 dazu ausgelegt ist, das Anregungslicht 24 mit einer niedrigeren Intensität auszugeben, im Wesentlichen das gesamte Anregungslicht 24 in das ausgegebene, sichtbare umgewandelte Licht 26 umgewandelt werden. Wenn die Lichtquelle 76 dazu ausgelegt ist, Anregungslicht 24 mit einer hohen Intensität zu entsenden, kann nur ein Abschnitt des Anregungslichts 24 von der photolumineszierenden Struktur 10 in das umgewandelte Licht 26 umgewandelt werden. In dieser Konfiguration kann eine Lichtfarbe, die der Mischung aus dem Anregungslicht 24 und dem umgewandelten Licht 26 entspricht, als ausgegebene Licht ausgegeben werden. Auf diese Weise können die Steuerungen 116 jeweils eine Ausgabefarbe des ausgegebenen Lichts steuern.
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Obwohl ein niedriger und ein hoher Intensitätsgrad in Bezug auf das Anregungslicht 24 erörtert sind, versteht es sich, dass die Intensität des Anregungslichts 24 mit einer Vielzahl von Intensitätsgraden verändert werden kann, um einen Farbton, der dem entsendeten Anregungs- und/oder dem umgewandelten Licht 24, 26 von der Beleuchtungsanordnung 68 entspricht, einzustellen.
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Wie hier beschrieben kann die Farbe des umgewandelten Lichts 26 wesentlich von dem konkreten photolumineszierenden Material 18 abhängig sein, das in der photolumineszierenden Struktur 10, 74 verwendet wird. Zusätzlich dazu kann eine Umwandlungskapazität der photolumineszierenden Struktur 10, 74 wesentlich von einer Konzentration der photolumineszierenden Materialien 18 abhängig sein, die in der photolumineszierenden Struktur 10, 74 verwendet werden. Durch das Einstellen des Bereichs der Intensitäten, die von der Lichtquelle 76 entwendet werden können, können die Konzentration und Proportionen der photolumineszierenden Materialien 18 in der photolumineszierenden Struktur 10, 74 und die Arten von photolumineszierenden Materialien 18, die in der hier erörterten photolumineszierenden Struktur 10, 74 verwendet werden, dazu dienen, einen Bereich von Farbtönen des umgewandelten Lichts zu erzeugen, indem das Anregungslicht 24 mit dem umgewandelten Licht 26 gemischt wird. Es ist des Weiteren vorgesehen, dass die Intensität jeder Lichtquelle 76 gleichzeitig oder unabhängig aus einer Vielzahl anderer Lichtquellen 76 variiert werden kann.
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Es lässt sich eine Vielzahl von Vorteilen von der vorliegenden Offenbarung ableiten. Zum Beispiel kann die Verwendung der offenbarten Beleuchtungsanordnung 68 eine beständige passive und aktive Beleuchtung einer Fahrzeugladestation 94 ermöglichen. Das passive Beleuchtungssystem 70 kann vernachlässigbare Auswirkungen auf Magnetfelder und/oder sonstige elektrische Komponenten der Ladestation 94 während der Beleuchtung auslösen. Das aktive Beleuchtungssystem 72 kann das passive Beleuchtungssystem 70 ergänzen und zusätzlichen Beleuchtung für Komponenten des Fahrzeugladesystems 28 bereitstellen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Lichterkennungsvorrichtung 78 das aktive Beleuchtungssystem 72 beleuchten, wenn niedrige Lichtintensitäten von dem passiven Beleuchtungssystem 70 entsendet werden.
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Ferner ermöglicht die Verwendung drahtloser Kommunikationssendeempfänger 174, 176 das Anschalten der Beleuchtungsanordnung 68, wenn sich ein Mensch nähert. Ferner kann die Beleuchtungsanordnung 68 aufgrund des geringen Bauraumbedarfs der Beleuchtungsanordnung 68 an nahezu jedem Abschnitt der Ladestation 94 angeordnet sein. Schließlich ermöglicht die Verwendung der drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 174, 176 einen geringen Stromverbrauch des Fahrzeugs 36 und der Ladestation 94, wenn sie nicht verwendet werden.
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Dementsprechend wird eine Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugladesystem hier als vorteilhaft beschrieben. Die Beleuchtungsanordnung stellt verschiedene Vorteile bereit, einschließlich eines einfachen und kosteneffektiven Mittels, um eine Beleuchtung zu erzeugen, die als unterscheidbares Stylingelement fungieren kann, das die Raffinesse eines Fahrzeugladesystems oder eines beliebigen anderen Produkts, an dem eine Beleuchtungsanordnung angeordnet sein kann, erhöht.
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Es liegt auf der Hand, dass hier offenbarte Schaltungen oder sonstige elektrische Vorrichtungen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, integrierten Schaltungen, Speichervorrichtungen (z. B. FLASH, Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory – RAM), Nurlesespeicher (Read Only Memory – ROM), elektrisch programmierbare Nurlesespeicher (EPROM), elektrisch löschbare programmierbare Nurlesespeicher (EEPROM) oder sonstige geeignete Varianten davon) und Software umfassen kann, die miteinander zusammenwirken, um den hier offenbarten Vorgang / die hier offenbarten Vorgänge auszuführen. Darüber hinaus kann eine oder können mehrere der elektrischen Vorrichtungen dazu ausgelegt sein, ein Computerprogramm auszuführen, das in einem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium ausgeführt ist, das so programmiert ist, dass es eine Vielzahl der offenbarten Funktionen ausführt.
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Es ist ebenso wichtig festzuhalten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigt, nur veranschaulichend sind. Wenngleich nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Innovationen in dieser Offenbarung detailliert beschrieben sind, liegt für den Fachmann, der diese Offenbarung betrachtet, ohne Weiteres auf der Hand, dass etliche Abwandlungen möglich sind (z. B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Befestigungsanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des betreffenden Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig ausgebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, können einstückig ausgebildet sein, die Bedienung der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig verändert werden, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungsglieder oder anderer Elemente des Systems können variiert werden und die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Einstellpositionen kann verändert werden. Es ist zu beachten, dass die Elemente und/oder Anordnungen des Systems in beliebigen aus einer Vielzahl von Farben, Texturen und Kombinationen aus beliebigen aus einer großen Vielzahl von Materialien gefertigt werden können, die ausreichend Festigkeit oder Haltbarkeit bieten. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass sämtliche derartige Abwandlungen in den Schutzbereich der vorliegenden Innovationen eingeschlossen sind. Andere Substitutionen, Abwandlungen, Veränderungen und Auslassungen können bei der Gestaltung, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der gewünschten und bei anderen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
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Es versteht sich, dass alle beschriebenen Prozesse oder Schritte in den beschriebenen Prozessen mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten zur Bildung von Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung kombiniert werden können. Die hier offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen lediglich zu Veranschaulichungszwecken und sind nicht als einschränkend auszulegen.
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Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen der vorstehenden Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte von den folgenden Ansprüchen abgedeckt sein sollen, sofern diese Ansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes festlegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8232533 [0035]
- US 8207511 [0035]
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- US 8519359 B2 [0035]
- US 8664624 B2 [0035]
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- US 9057021 [0035]
- US 2014/0103258 [0035]
- US 8163201 [0037, 0043]
- US 6953536 [0043]
- US 6117362 [0043]
- US 8952341 [0043]
- US 9299887 [0071]