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Die Erfindung betrifft eine Dachbedieneinheit für ein Fahrzeug mit einem beleuchtbaren Oberflächenelement.
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In modernen Fahrzeugen werden zunehmend Bedieneinheiten im Fahrzeug-Cockpit oberhalb des Fahrers (vorliegend genannt: „Dachbedieneinheiten”) integriert. Diese Dachbedieneinheiten umfassen beispielsweise Schalter oder Taster, insbesondere Tastschalter zum Auslösen eines Notrufes per im Fahrzeug eingebauter Funkschnittstelle (GSM-, UMTS, LTE-Schnittstelle). In Notsituationen müssen derartige Taster schnell gefunden werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dachbedieneinheit anzugeben, die ein einfaches und intuitives Auffinden der Dachbedieneinheit und/oder von Bedienelementen der Dachbedieneinheit insbesondere in Notfällen ermöglicht.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Aufgabe ist gelöst durch eine Dachbedieneinheit für ein Fahrzeug mit einem beleuchtbaren Oberflächenelement. Die Dachbedieneinheit umfasst zumindest einen flächig ausgebildeten Lichtleiter mit einer ersten Oberfläche, wobei der Lichtleiter derart in der Dachbedieneinheit angeordnet ist, dass die erste Oberfläche dem Oberflächenelement zu dessen Beleuchtung zugewandt ist. Weiterhin ist die erste Oberfläche zur Lichtauskoppelung derart eingerichtet und ausgeführt, dass für einen Betrachter bei Aufsicht auf die erste Oberfläche durch das ausgekoppelte Licht ein dreidimensionaler optischer Effekt erzeugt wird. Schließlich umfasst die Dachbedieneinheit zumindest eine Lichtquelle, mit der Licht in den Lichtleiter einkoppelbar ist.
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Je nach geometrischer und gestalterischer Auslegung der ersten Oberfläche kann der dreidimensionale Effekt beispielsweise durch eine entsprechende Strukturierung der ersten Oberfläche erzeugt werden, die dazu führt, dass die ausgekoppelte Lichtmenge zumindest in einer Flächenrichtung der ersten Oberfläche einen Gradienten aufweist.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Dachbedieneinheit zeichnet sich dadurch aus, dass der Lichtleiter an seiner ersten Oberfläche eine Anzahl n, mit n ≥ 2, parallel zueinander verlaufende Lichtauskoppelbänder Li, i = 1, 2, ..., n, aufweist, die jeweils eine Lichtmenge Qi = Qi(Li) aus dem Lichtleiter homogen auskoppeln, wobei die Lichtbänder Li und Li+1 auf der ersten Oberfläche direkt benachbart angeordnet sind, und wobei der Lichtleiter derart ausgeführt ist, dass für die von den Lichtauskoppelbändern Li ausgekoppelten Lichtmengen Qi(Li) gilt: Qi(Li) > Qi+1(Li+1) oder (1) Qi(Li) < Qi+1(Li+1). (2)
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Der vorgeschlagene Lichtleiter der Dachbedieneinheit erzeugt einen dreidimensionalen Effekt, der bei einem Betrachter des beleuchteten Oberflächenelements den Eindruck einer über das Oberflächenelement variierenden optischen Tiefe oder Erhöhung erzeugt. So können beispielsweise Bereiche des Oberflächenelements optisch vermeintlich über das Oberflächenelement herausgehoben bzw. vermeintlich unter dem Oberflächenelement angeordnet werden. Durch diese optische Täuschung kann die Dachbedieneinheit als Ganzes und/oder einzelne Schalter oder Taster der Dachbedieneinheit, insbesondere Tastschalter zum Auslösen eines Notrufes optisch hervor gehoben, und somit in Notsituationen schnell gefunden werden.
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In dem flächigen Lichtleiter wird das durch die zumindest einen Lichtquelle eingekoppelte Licht mittels Totalreflexion geleitet. Die zumindest eine Lichtquelle koppelt in einer Ausführungsform Licht am Umfangsrand des Lichtleiters in den Lichtleiter ein. Dies kann lokal aber auch entlang eines Abschnitts des Umfangsrands erfolgen. Die zumindest eine Lichtquelle kann alternativ Licht über eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche des Lichtleiters in den Lichtleiter einkoppeln. Natürlich kann eine Lichtquelle Licht am Umfangsrand und eine weitere Lichtquelle Licht über die zweite Oberfläche in den Lichtleiter einkoppeln. Als Lichtquelle werden bevorzugt LED's verwendet.
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Der flächige Lichtleiter besteht bevorzugt aus Glas oder einem Kunststoffmaterial. Der flächige Lichtleiter weist in einer Ausführungsform eine eben ausgebildete erste Oberfläche auf. Alternativ weist der flächige Lichtleiter eine dreidimensional geformte (bspw. hyperbolisch geformte) erste Oberfläche auf.
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Unter dem Begriff „Lichtauskoppelband” wird vorliegend ein bandförmiger Bereich, d. h. mit der Länge L und einer entlang der Länge einheitlichen Breite B, der ersten Oberfläche verstanden. Der flächige Lichtleiter ist derart ausgeführt, dass die jeweiligen Lichtauskoppelbänder Li Licht homogen auskoppeln. Dabei bedeutet „homogenes Auskoppeln” von Licht vorliegend, dass in jedem Lichtauskoppelband Li sich die ausgekoppelte Lichtmenge Qi homogen, d. h. gleich auf die Bandfläche des Lichtauskoppelbandes Li verteilt, so dass in einem Lichtauskoppelband Li keine ortsabhängigen Helligkeitsunterschiede des ausgekoppelten Lichts auftreten bzw. wahrnehmbar sind.
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Die Gleichungen (1) und (2) besagen zunächst, dass die Lichtmengen Qi, die aus den Lichtauskoppelbändern Li ausgekoppelt werden, für jedes Lichtauskoppelband Li unterschiedlich ist, und somit jedes Lichtauskoppelband Li von einem Betrachter unterschiedlich hell wahrgenommen wird. Gleichung (1) besagt nun, dass für die Lichtmengen direkt benachbarter Lichtauskoppelbänder Li und Li+1, gilt: Qi(Li) > Qi+1(Li+1).
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Ist bspw. n = 5, dann sind auf der ersten Oberfläche fünf parallel verlaufende Lichtauskoppelbänder in einer Reihenfolge: Li=1, Li=2, Li=3, Li=4, Li=5 angeordnet. Dabei verhalten sich die ausgekoppelten Lichtmengen Qi wie: Qi=1(Li=1) > Qi=2(Li=2) > Qi=3(Li=3) > Qi=4(Li=4) > Qi=5(Li=5). Somit nimmt die vom Beobachter wahrgenommene Helligkeit des ausgekoppelten Lichts gerichtet, d. h. senkrecht zum Verlauf der Lichtauskoppelbänder Li von Band L1 zu Band L5 ab. Dadurch entsteht eine räumlicher Effekt, da die heller leuchtenden Lichtauskoppelbänder (L1, L2) näher am Betrachter, und damit höher wirken, als die schwächer leuchtenden Lichtauskoppelbänder (L4, L5).
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Gleichung (2) besagt, dass für die Lichtmengen direkt benachbarter Lichtauskoppelbänder Li und Li+1, gilt: Qi(Li) < Qi+1(Li+1). Damit dreht sich im Unterschied zum vorangehenden Beispiel lediglich die Richtung des Helligkeitsverlaufs um, d. h. Qi=1(Li=1) < Qi=2(Li=2) < Qi=3(Li=3) < Qi=4(Li=4) < Qi=5(Li=5).). Somit nimmt die vom Beobachter wahrgenommene Helligkeit des ausgekoppelten Lichts gerichtet, d. h. senkrecht zum Verlauf der Lichtauskoppelbänder Li von Band L1 zu Band L5 zu.
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Die Lichtauskoppelbänder Li verlaufen parallel, was nicht zwangsläufig bedeutet, dass diese auch geradlinig verlaufen. So sind ein kurvenförmiger oder ein schlangenlinienförmiger paralleler Verlauf der Lichtauskoppelbänder Li ebenso möglich, wie ein zumindest Abschnittsweiser geradliniger Verlauf der Lichtauskoppelbänder Li. Die Lichtauskoppelbänder Li haben in einer Ausführungsform voneinander zumindest abschnittsweise einen jeweils gleichen Abstand D. In einer weiteren Ausführungsform haben die Lichtauskoppelbänder Li zumindest abschnittsweise eine gleiche Bandbreite B.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Dachbedieneinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtauskoppelbänder Li jeweils geschlossene Bänder sind. Die Bandform ist dabei bevorzugt rechteckig, insbesondere mit abgerundeten Ecken. Der optische Effekt einer Hervorhebung bzw. einer Tieferstellung ist bei geschlossenen, d. h. umlaufenden Bändern am auffälligsten.
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Zur Auskoppelung von Licht an den Lichtauskoppelbändern Li, kann die erste Oberfläche entsprechend strukturiert werden, so dass die Totalreflexion lokal gestört wird und Licht lokal ausgekoppelt wird. Die Auskoppelung unterschiedlicher Lichtmengen Qi an den Lichtauskoppelbändern Li kann bspw. durch eine unterschiedlich feine Oberflächenstrukturierung der ersten Oberfläche erreicht werden.
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Eine Weiterbildung der Dachbedieneinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die zwischen den parallel verlaufenden Lichtauskoppelbändern Li liegenden Bereiche der ersten Oberfläche lichtundurchlässig beschichtet sind. Dies bewirkt eine kontrastreiche und eindeutige Abgrenzung der Lichtauskoppelbänder Li von den Bereichen zwischen den Lichtauskoppelbändern Li und verstärkt den optischen 3D-Eindruck. Die Beschichtung kann bspw. in einer Verspiegelung bestehen.
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Eine Weiterbildung der Dachbedieneinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Dachbedieneinheit einen manuell betätigbaren Taster oder Schalter aufweist, der von dem beleuchtbaren Oberflächenelement umgeben ist, oder dessen Tasteroberfläche das beleuchtbare Oberflächenelement ist. Bevorzugt ist dabei der Lichtleiter derart ausgeführt, dass er den Taster oder eine Zentralachse der Tasteroberfläche axial umschließt. Auf dem Lichtleiter bspw. aufgebrachte Lichtauskoppelbänder Li sind bevorzugt als geschlossene Bänder ausgeführt, die den Taster oder die Zentralachse der Tasteroberfläche koaxial umschließen. Sind die dem Taster bzw. der Zentralachse nächst liegenden Lichtauskoppelbänder Li am hellsten, und nimmt die in den Lichtauskoppelbändern Li ausgekoppelte Lichtmenge Qi vom Taster bzw. der Zentralachse nach außen hin ab, so erscheint der Taster optisch hervorzustehen. Dies eignet sich bspw. zur optischen Hervorhebung eines Notruftasters.
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Eine Weiterbildung der Dachbedieneinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Oberfläche relativ zum Oberflächenelement geneigt angeordnet ist. Dadurch kann der optische 3D-Effekt verstärkt werden. Alternativ kann die erste Oberfläche relativ zum Oberflächenelement im Wesentlichen parallel angeordnet sein.
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In einer Weiterbildung der der Dachbedieneinheit ist die zweite Oberfläche für Licht transparent ausgeführt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin en Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer Dachbedieneinheit, wie vorstehend beschrieben.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
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1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Dachbedieneinheit,
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2 Querschnitt durch die Dachbedieneinheit nach 1 entlang der Linie a-a gemäß einer ersten Ausführungsform, und
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3 Querschnitt durch die Dachbedieneinheit nach 1 entlang der Linie a-a gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Die 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Dachbedieneinheit 100 für ein Fahrzeug mit einem beleuchtbaren Oberflächenelement 101. Die Dachbedieneinheit 100 umfasst einen Notruftaster mit einer Tasteroberfläche 108. Das Drücken dieses Tasters löst die Übermittlung eines Notrufs vom Fahrzeug an eine Zentrale aus. Das beleuchtbare Oberflächenelement 101 ist vorliegend die Fläche, die die Tasteroberfläche 108 mit den dargestellten geschlossenen Bändern 106 bzw. L1 bis L4 umgibt.
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Das Oberflächenelement 101 ist vorliegend optisch transparent ausgebildet und ermöglicht so eine Aufsicht auf einen darunter angeordneten, flächig ausgeführten Lichtleiter, der an seiner (sichtbaren) ersten Oberfläche 103 vier parallel zueinander verlaufende Lichtauskoppelbänder Li, i = 1, 2, 3, 4, aufweist, mit denen jeweils eine Lichtmenge Qi = Qi(Li) aus dem Lichtleiter 102 homogen auskoppelbar ist. Der Lichtleiter 102 ist derart ausgeführt, dass für die von den Lichtauskoppelbändern Li ausgekoppelbaren Lichtmengen Qi(Li) gilt: Qi(Li) > Qi+1(Li+1), d. h. Qi=1(Li=1) > Qi=2(Li=2) > Qi=3(Li=3) > Qi=4(Li=4). Dadurch wird der optische Eindruck bei einem Betrachter erzeugt, dass sich der Taster dreidimensional über das Oberflächenelement 108 erhebt, was eine schnelle und intuitive Erkennung des Tasters, auch in Stress- und. Notsituation ermöglicht.
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Der Lichtleiter 102 ist dabei derart in der Dachbedieneinheit 100 angeordnet, dass die erste Oberfläche 103 dem Oberflächenelement 101 zu dessen Beleuchtung zugewandt ist. Die einzelnen Lichtauskoppelbänder Li sind durch Bereiche 106 getrennt, in denen kein Licht auskoppelbar ist. Diese Bereiche sind bevorzugt verspiegelnd beschichtet.
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Weiterhin kann der 1 eine Querschnittsebene a-a und eine Längsebene b-b entnommen werden.
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Die 2 zeigt eine schematisierte Querschnittsdarstellung der Dachbedieneinheit von 1 entlang der Linie a-a gemäß einer ersten Ausführungsform. Zu erkennen ist der zentral angeordnete Taster 107 mit seiner Tasteroberfläche 108. Das beleuchtbare Oberflächenelement bzw. die Tasteroberfläche 108 ist optisch transparent ausgeführt. Der flächig ausgeführte Lichtleiter 102 weist an seiner ersten Oberfläche 103 (die dem Oberflächenelement bzw. der Tasteroberfläche 108 zugewandt ist) bandförmige Strukturen zum Auskoppeln von Licht an den Lichtauskoppelbänder Li auf. In der 2 sind die Lichtauskoppelbänder Li im dargestellten Querschnitt durch hügelige Strukturen repräsentiert. Die der ersten Oberfläche 103 gegenüberliegende zweite Oberfläche 105 des Lichtleiters 102 ist optisch transparent ausgeführt, so dass aus dem Lichtleiter 102 austretendes Streulicht über einen Reflektor 110 einerseits wieder in den Lichtleiter 102 eingekoppelt aber auf jeden Fall in Richtung des Oberflächenelements reflektiert wird. Licht wird in den Lichtleiter 102 über LED's 104 eingekoppelt, die an seinem Umfangsrand angeordnet sind. Die LED's sowie der Lichtleiter 102 sind mit einer Platine 109 verbunden.
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3 zeigt eine schematisierte Querschnittsdarstellung der Dachbedieneinheit von 1 entlang der Linie a-a gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die 3 unterscheidet sich von der 2 dadurch, dass die Einkopplung des Lichts von den zwei dargestellten Lichtquellen 104 (LED's) in eine der ersten Oberfläche 103 gegenüberliegende zweite Oberfläche 105 des Lichtleiters 102 in den Lichtleiter 102 erfolgt. Hierzu ist an der zweiten Oberfläche 105 ein Lichtschacht 111 mit reflektierenden Innenwänden 110 angeordnet.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Dachbedieneinheit
- 101
- Oberflächenelement
- 102
- Lichtleiter
- 103
- erste Oberfläche des Lichtleiters
- 104
- Lichtquelle
- 105
- zweite Oberfläche des Lichtleiters
- 106
- zwischen den parallel verlaufenden Lichtauskoppelbändern Li liegenden Bereiche
- 107
- Taster
- 108
- Tasteroberfläche
- 109
- Platine
- 110
- Reflektor
- 111
- Lichtschacht
