车辆天窗的星空顶
背景介绍：
随着汽车产业的不断发展，在追求驾驶安全性之余，人们也逐步提升对驾乘舒适性的关注。在车内安装氛围灯不仅能够满足车内照明的需求，还能营造车内氛围，提升汽车品质，增加驾驶者和乘客的舒适性。星空顶作为汽车氛围灯的一种，目前越来越受到消费者的青睐。车辆天窗的星空顶，顾名思义，指的是在配有天窗的车型基础上加入星空顶，从而形成星空效果。传统的星空顶通过光纤将光源的光传导到车内顶棚处，以形成星空效果。
针对不同种类的汽车顶棚，星空顶主要分为两种，一种是设置在一体式汽车顶棚的星空顶，即未配置有天窗玻璃的汽车顶棚，在制作星空顶时一般采用光纤作为光源，并且需要在车顶内衬板上开孔以将光纤的一端外露，光纤的其余部分固定在车顶内衬板内。另一种是设置在配置有天窗玻璃车顶的星空顶，安装于车顶的天窗玻璃属于汽车顶棚的一部分，在制备星空顶时一般也采用上述光纤作为光源，将光纤布置在天窗玻璃周围，此外需要在玻璃的内表面雕刻微结构，利用光的全反射原理，使微结构定向出光，以实现星空效果。
在具有天窗玻璃的汽车顶棚安装星空顶时，发现相关技术中至少存在以下缺陷：使用光纤作为光源，光线出射的角度是固定的，很难与天窗玻璃上微结构进行精确地配合，因此星空效果较差。另一方面，雕刻特定的微结构灵活性也较差，难以根据用户的需求进行改装。此外，从制作工艺的角度来看，在车顶内衬板上开孔和在玻璃内表面雕刻特定的微结构，对车顶内衬板和天窗玻璃的结构造成了一定的破坏，降低了二者的耐用性。并且这一过程也较为复杂繁琐，效率低下，浪费人力物力，很难实现工业化批量生产。
为此，奇瑞发明专利CN 115447480 A提供了一种车辆天窗的星空顶，包括光源和天窗车顶，其中天窗车顶包括天窗玻璃、车顶钢板和车顶内衬板，在车顶内衬板与车顶钢板之间存在间隙层，光源设置在天窗玻璃四周的间隙层内，该光源包括多个灯光组和对该灯光组进行定位的固定架。天窗玻璃内置有反射层，多个灯光组能够从多个角度发射光线至天窗玻璃的反射层，反射层反射该由多个角度射出的光线，从而形成星空图案，该车辆天窗星空顶能够受到来自多个不同角度的光线的照射，并且能够稳定、有效地反射该光线，使光线均匀射出，呈现的星空效果可靠性较高。
车辆天窗的星空顶的组成：
车辆天窗的星空顶包括光源和天窗车顶，天窗车顶包括天窗玻璃、车顶钢板和车顶内衬板，车顶内衬板位于车顶钢板之下，车顶内衬板和车顶钢板之间存在间隙层，天窗玻璃穿过车顶钢板和车顶内衬板而镶嵌安装。
1、光源，11、灯光组，12、固定架，2、天窗车顶，21、天窗玻璃，211、玻璃层，212、反射层，24、间隙层。
光源设置在天窗玻璃的周围且位于间隙层内，光源包括固定架和定位与固定架的多个灯光组，光源的类型包括固定光源和可移动光源，针对不同的光源类型，设置相应的固定架，将灯光组固定在固定架的适当位置，从而使光源能够实现从多个角度发射光线至天窗玻璃。天窗玻璃包括两层玻璃层和位于两层玻璃层之间的反射层，反射层内均匀地掺混有表面能够反射光线的反射粉末。灯光组用于从多个角度发射光线至天窗玻璃的反射层，反射层用于反射灯光组发射的光线。
1、光源，11、灯光组，12、固定架，21、天窗玻璃，22、车顶钢板，23、车顶内衬板。
在装配有天窗玻璃的车辆中，天窗玻璃穿过车顶钢板和车顶内衬板而镶嵌安装具体可以为，天窗玻璃被整车骨架中的车顶钢板固定，而在铺设车顶内衬板时需要避开天窗玻璃，即车顶内衬板不覆盖天窗玻璃。车顶内衬板位于车顶钢板之下，在车顶内衬板和车顶钢板之间存在间隙层，该间隙层可为空气间隙层，也可以填充有由功能性材料制备的夹层，例如隔音夹层、防火夹层等。
光源设置在天窗玻璃的周围且位于间隙层内。具体地，天窗玻璃的形状不是唯一的，可以为多边形、圆形等，但无论天窗玻璃的形状如何，光源总是围绕天窗玻璃进行布置，即光源设置在天窗玻璃的周围，以使得一旦光源被点亮，光源能够照亮整个天窗玻璃。因此光源包括设置在天窗玻璃的周围的多个灯光组，根据天窗玻璃形状的不同，灯光组的设置方式也不同，例如，天窗玻璃为四边形，灯光组可以布置在天窗玻璃的两两相对的侧边旁。
反射层为覆盖两层玻璃层之一的内表面的涂层，涂层为均匀地掺混有反射粉末的透明清漆，透明清漆喷涂在玻璃层的主表面，干燥后形成光滑且透明的薄膜，喷涂的厚度为20‑90μm。此外透明清漆还具有一定的抗腐蚀性、抗紫外线性和耐候性等，以延缓该反射层的老化，还能够适 应长期射向该反射层的太阳光。
反射层也可以为铺设在玻璃层的主表面的薄膜，该薄膜由掺混有反射粉末的透镜胶制成，透镜胶为经过紫外线照射后才能实现固化的一种胶粘剂，常用于玻璃制品之间的粘结。可选的，该反射层薄膜也可以由其他透明的材料与反射粉末掺混来制得。反射层布置在天窗玻璃的两层玻璃层之间，即反射层由两层玻璃层固定加紧，两层玻璃层形成了对该反射层的保护，从而避免车内外温度或湿度的变化对该反射层的影响，延缓反射层的老化。
反射层通过在透明的基体内掺混均匀的反射粉末来实现定向反射光源射出的光线，当车内乘客望向天窗玻璃时，能够看到在天窗玻璃上形成的亮斑点，从而营造出一种星空效果。反射粉末均匀地掺混在反射层中，因此照射到该反射层的光线能够通过均匀地分布在反射层的反射粉末被反射至各个方向，使车内乘客身处车内的任何位置均能看到星空效果。
能够反射光线的反射粉末由金属材料或有机宝石材料制成，反射粉末也可以为珍珠粉。此外反射粉末还可以具有扁平的片状结构，片状结构表面平滑，并且反射率高，照射到反射粉末表面的光线能够实现镜面反射，从而使反射层能够有效地反射其表面接收到的光线。此外，根据用户的不同需求，在不影响该天窗玻璃的通透性的前提下，可对反射层的星空图案进行设计，例如设计流星或月亮的图案，可以通过聚集反射粉末以形成流星或月亮的轮廓来实现。
当光源为固定光源时，灯光组可以包括多个出光模块，其中，多个出光模块具有不同的出光方向。具体的，出光模块包括至少一个发光单元，即出光模块可以仅包括一个发光单元，或包括多个发光单元。当出光模块仅包括一个发光单元时，该一个发光单元的出光面朝向天窗玻璃。当出光模块包括多个发光单元时，多个发光单元呈阵列排布，同一出光模块中的多个发光单元的出光面均朝向相同的方向，即多个发光单元具有相同的投光角度，它们射出的光线互相平行，并以相同的角度射向天窗玻璃。
灯光组布置在天窗玻璃的周围，具体地，灯光组中的多个出光模块并排或并列布置。其中，多个出光模块可以沿着同一水平轴线的方向并排布置，也可以沿着同一竖直轴线的方向并列布置。多个出光模块可以紧密排布，即相邻的两个出光模块相互贴合，多个出光模块之间不存在间隔。多个出光模块也可以以固定的间距进行排布。图2为本发明实施例提供的一种车辆天窗的星空顶的结构示意图，其中，以多个出光模块排布在天窗玻璃的一条侧边为例，将该多个出光模块紧密排布，即相邻的两个出光模块相互接触。
110、出光模块，21、天窗玻璃。
在同一灯光组中，相邻的两个出光模块具有不同的出光方向，具体地，灯光组中相邻的两个出光模块中的发光单元的出光面均朝向天窗玻璃，但相邻的两个出光模块中的发光单元具有不同的投光角度，从而该相邻的两个出光模块具有不同的出光方向，二者射出的光线能够从不同角度射向天窗玻璃，例如一出光模块中的发光单元射出的光线与天窗玻璃的一条中心轴线平行，与该出光模块相邻的另一出光模块射出的光线则不平行于该天窗玻璃的中心轴线，而可以相对于天窗玻璃的中心轴线沿顺时针或逆时针方向偏转一定的角度。由于灯光组包括具有不同出光方向的出光模块，因此灯光组能够实现从多个不同的角度照射天窗玻璃。
灯光组中的多个出光模块固定在固定架上，固定架用于对出光模块进行定位和支撑出光模块。为了使多个出光模块具有不同的出光方向，固定架可以为多边形的立方体。在一种可能的实现方式中，固定架可以为等腰梯形立方体，立方体具有上底表面、下底表面和两个侧腰表面，上底表面、下底表面和两个侧腰表面均为矩形，立方体还包括两个梯形表面。在间隙层内安装该等腰梯形立方体固定架时，立方体的两个梯形表面分别与车顶钢板的内壁和车顶内衬板的内壁贴合，以使固定架固定在间隙层内，立方体的上底表面朝向天窗玻璃。多个出光模块可以分别固定在立方体的两个侧腰表面和上底表面。
110、出光模块，111‑发光单元，12、固定架，123、上底表面，124、侧腰表面，125、梯形表面。
3个出光模块分别固定在立方体的两个侧腰表面和上底表面，3个出光模块中的每个出光模块包括一个发光单元，即3个出光模块对应的3个发光单元分别固定在固定架的两个侧腰表面和上底表面上。因为上底表面与腰表面存在一定的夹角，将3个出光模块分别设置在固定架的不同的表面上，能够使出光模块对应的发光单元分别从不同的角度射出光线。固定架也可以为其他多边形立方体，多边形立方体的两相邻表面存在一定的角度，将多个出光模块分别布置在多边形立方体的不同表面上时，多个出光模块能够实现从不同的角度射出光线。
110、出光模块，111、发光单元，12、固定架，123、上底表面，124、侧腰表面。
灯光组还可以包括出光控制模块，灯光组中的多个出光模块并联设置，各个出光模块可由出光控制模块控制其被点亮和熄灭，以使每一个出光模块能够在一段时间内呈现闪烁的效果。出光控制模块可以为任一种应用于灯光组中能够控制灯光亮暗的装置。在一种可能的实现方式中，出光控制模块可以控制一个出光模块在工作时间内以一个特定的频率交替地发光和熄灭，发光持续的时间和熄灭持续的时间可以相同或不同。
灯光组中出光模块的数量、出光模块中发光单元的数量和出光模块在出光控制模块的控制下进行闪烁的形式可基于装配有该星空顶的车辆的相关尺寸参数确定，例如：天窗玻璃的形状和主表面积，车辆内部的空间大小等。在不影响驾驶安全性的前提下，也可根据用户的需要对灯光组进行订制。
灯光组也可以包括多角度LED灯，每个多角度LED灯具有多个出光方向的出光，多个出光方向的出光所对应的发光器件彼此独立地点亮和熄灭。多角度LED灯可以为任一一种能够实现从多个不同角度射出光线的LED灯。在一种可能的实现方式中，多角度LED灯包括多个串联或并联的LED芯片和喇叭形支撑架，从图中可以看出，喇叭形支撑架内部形成有空腔，多个LED芯片沿周向被封装在喇叭形支撑架开口较大的一端的内壁，多个LED芯片对应的出光面具有不同的出光角度，使多角度LED灯能够从多个不同角度射出光线。
13、多角度LED灯，131、LED芯片，132、喇叭形支撑架，133、空腔。
多个灯光组布置在天窗玻璃的侧边旁，为使得多个灯光组能够照亮整个天窗玻璃，从而天窗玻璃的反射层能够接收到来自多个不同角度的光线，优选将多个灯光组对称地布置在天窗玻璃的侧边旁。在一种可能的实现方式中，车辆具有矩形的天窗玻璃，可将两个灯光组对称地布置在天窗玻璃相对的两个侧边旁，以使光源能够照亮整个天窗玻璃。在另一种可能的实现方式中，也可设置四个灯光组，两两对称地布置在天窗玻璃相对的两组侧边旁，以照亮整个天窗玻璃。
11、灯光组，21、天窗玻璃。
当光源为可移动光源时，灯光组包括至少一个发光单元，固定架能够用于使得至少一个发光单元的位置改变而改变其出光方向。
11、灯光组，121、包括旋转轴，122、基座，21、天窗玻璃，212、反射层，23、车顶内衬板。
固定架包括旋转轴和基座。其中，基座固定在车顶内衬板的内壁上，用于对光源进行定位。 旋转轴的一端与基座转动连接，旋转轴的另一端固定连接有一灯光组，旋转轴能够带动灯光组旋转，使光源在天窗玻璃上移动，从而使光源能够从多个不同的角度射向天窗玻璃，营造出一种可移动的星光效果。旋转轴包括弯折连接的两段轴，第一段轴垂直于基座的表面，第二段轴相对第一段轴倾斜。旋转轴也可以为直线轴，相对于基座的表面倾斜。
基座中还设置有驱动旋转轴转动的电机，在基座的表面设置有轴孔，旋转轴插入到轴孔中，并与基座内部的电机连接。在电机的驱动下，旋转轴可在轴孔处自转，转动范围为0°‑180°。由于该旋转轴的另一端与发光单元固定，因此旋转轴在自转的同时能够带动发光单元一起转动，从而使发光单元能够在预设的平面沿周向运动。
当光源为可移动光源时，灯光组中的发光单元在旋转轴的带动下的旋转范围，当发光单元旋转至不同的方向时，则从其旋转至的该方向发射光线至天窗玻璃，因此在灯光组旋转的过程中，天窗玻璃能够接收到来自多个角度的光线。旋转轴在电机地驱动下也可以以其他的形式移动或转动，以使灯光组能够实现从多个角度照射天窗玻璃。
111、发光单元，21、天窗玻璃，3、旋转范围。
当光源为可移动光源时，多个灯光组布置在天窗玻璃的侧边旁，为使得多个灯光组能够照亮整个天窗玻璃，使天窗玻璃的反射层能够接收到来自多个不同角度的光线，优选将多个灯光组对称地布置在天窗玻璃的侧边旁。
11、灯光组，21、天窗玻璃。
在一种可能的实现方式中，车辆具有矩形的天窗玻璃，当光源为可移动光源时，可将4个灯光组两两相对地布置在矩形天窗玻璃的4个侧边旁，以使光源能够照亮整个天窗玻璃。
综上所述，车辆天窗的星空顶包括光源和内置有反射层的天窗玻璃，光源包括多个灯光组和用于固定灯光组的固定架，多个灯光组通过固定架围绕天窗玻璃布置，从而使光源能够从多个角度照射天窗玻璃，光源的照射范围能够覆盖整个天窗玻璃的主表面。另一方面，反射层内具有均匀的反射粉末，因此反射层能够反射该由多个角度射出的光线，从而形成星光效果。相对于现有技术，在本发明实施例提供的星空顶中，天窗玻璃能够受到来自多个不同角度的光线的照 射，并且能够稳定、有效地反射该光线，使光线能够均匀射出，从而车内的乘客身处在车内的任何位置均能看到天窗玻璃的星空效果，该星空顶呈现的星空效果可靠性较高。
总结：
奇瑞车辆天窗的星空顶，包括光源和天窗车顶，其中天窗车顶包括天窗玻璃、车顶钢板和车顶内衬板，在车顶内衬板与车顶钢板之间存在间隙层，光源设置在天窗玻璃四周的间隙层内，光源包括多个灯光组和对灯光组进行定位的固定架。天窗玻璃内置有反射层，多个灯光组能够从多个角度发射光线至天窗玻璃的反射层，反射层反射由多个角度射出的光线，从而形成星空图案，车辆天窗星空顶能够受到来自多个不同角度的光线的照射，并且能够稳定、有效地反射该光线，使光线均匀射出，因此呈现的星空效果可靠性较高。