DE102004022460B4 - Vorrichtung zur Abstrahlung von Infrarot-Signalen innerhalb von Fahrzeugen - Google Patents

Abstract

Vorrichtung (20) zur Abstrahlung von Infrarot-Signalen innerhalb von Fahrzeugen, in welcher die Infrarot-Signale Informationen mindestens einer Multimediaquelle (10, 12, 14, 16) enthalten, die mit einem Datenübertragungssystem in Verbindung steht, dessen Datensignale Auslöser für die Abstrahlung der Infrarot-Signale sind,
umfassend
– einen Montagerahmen (26), der im Innern des Fahrzeuges an einem zentralen Teil einer Dachverkleidung des Fahrzeuges befestigbar ist,
– eine Leiterplatte (29), die mit dem Montagerahmen (26) in Verbindung steht und die Datensignale empfängt,
– eine Quelle (30, 34, 37) des Infrarot-Signals, die an der Leiterplatte (29) in einem zentralen Kern gehaltert, elektrisch versorgt und derart angeordnet ist, dass die Ausbreitungsrichtung der Infrarot-Signale zu mindestens einem die Infrarot-Signale reflektierenden Element geführt ist und zumindest ein Teil der abgestrahlten Infrarot-Signale in einem ersten Feldwinkel in radialer Richtung zu einem Bereich des äußeren Umfangs des Montagerahmens (26) geführt ist,
– eine Infrarot-durchlässige Schutzabdeckung (32), die die Leiterplatte...

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstrahlung von Infrarot-Signalen innerhalb von Fahrzeugen, in welcher die Infrarot-Signale Informationen mindestens einer Multimediaquelle enthalten, die mit einem Datenübertragungssystem in Verbindung steht, dessen Datensignale Auslöser für die Abstrahlung der Infrarot-Signale sind.
• Beschreibung des Stands der Technik
• Die Übertragung von Audio- und Videosignalen innerhalb eines Fahrzeugs wird typischerweise durch Festverdrahtung einer Multimediaquelle mit einem Ausgabegerät, wie z. B. Lautsprecher, Kopfhörer und Bildschirmeinheiten, verwirklicht. Mit immer weiter zunehmender Ausstattung eines Fahrzeugs mit mehreren unterschiedlichen Arten von Multimediageräten steigt die Kompliziertheit der Herstellung und der Bedarf an zusätzlichem Raum zum Verstauen und Verlegen von Kabelbäumen zur Übertragung von Video- und Audiosignalen. Weil die Fahrzeughersteller außerdem die Anzahl weiterer elektronischer Komponentensteuermodule, wie z. B. Sicherheitsmodule, RKE-Module und dergleichen, innerhalb des Fahrzeugs erhöhen, werden solche Module an verschiedenen verborgenen Standorten, wie z. B. hinter Tür- und anderen Verkleidungen, untergebracht. Aus diesem Grunde muss der Fahrzeughersteller, um diese stark belegten Gebiete zu meiden, für die Verlegung von Kabelbäumen innovative Lösungen suchen. Fahrzeughersteller sind deshalb ständig auf der Suche nach alternativen Lösungen, die die Komplexität verringern und überfüllte Unterbringungsräume entlasten.
• Ein weiteres Problem, das die Fahrzeughersteller bei der Übertragung von Audio- und Videosignalen über ein Bussystem in einem Fahrzeug berücksichtigen müssen, sind elektromagnetische Störungen. Von elektrischen Geräten erzeugte elektromagnetische Störungen können elektrische Verzerrungen in anderen, in der Umgebung befindlichen elektrischen Komponenten bewirken. In der Vergangenheit waren Audio- und Videosignale sehr anfällig für elektromagnetische Störungen, weil diese Signale traditionell in Kabelbäumen übertragen wurden, die oft sehr dicht an anderen elektrischen Geräten oder anderen Kabelbäumen verlegt waren, die elektromagnetische Störungen leiten oder abstrahlen. Eine mögliche Lösung, die zur Unterdrückung der von verschiedenen elektrischen Geräten erzeugten elektromagnetischen Störungen verwendet worden ist, besteht entweder in der Abschirmung oder in der Filterung der Quelle der elektromagnetischen Störungen oder des gestörten elektrischen Geräts. Eine Filterung erfolgt durch zusätzliche Elektronik, wie z. B. Kondensatoren oder Spulen, in oder an der die elektromagnetischen Störungen erzeugenden Quelle. Zur Verhinderung des Austritts von Strahlung kann eine Abschirmung an der elektromagnetischen Störungsquelle durch Umhüllung oder Verpackung der elektromagnetischen Störungsquelle mit einem isolierenden Material, wie z. B. Folie, installiert werden. Die Abschirmung kann außerdem an Kabeln oder Kabelbäumen zur Verhinderung des Strahlungsaustritts oder des Eintritts von Strahlung in das Kabel oder den Kabelbaum verwendet werden. Elektromagnetische Abschirmungen und Filter hindern zwar gewöhnlich magnetische Strahlung am Eintritt in oder Austritt aus elektrischen Geräten, jedoch können solche Schutzmaßnahmen die Komplexität und Kosten des Teils erhöhen.
• Ein anderes Problem bei Verwendung einer Verdrahtung zur Leitung von Audio- und Videosignalen besteht darin, dass bei Verwendung eines Hörgeräts, wie z. B. Kopfhörer, zum Empfangen von Audiosignalen einer Multimediaausgabeeinheit entweder eine Ausgangsanschlussbuchse leicht erreichbar in der Nähe des Zuhörers angeordnet sein muss oder ein Kopfhörerkabel zum Erreichen der Ausgangsanschlussbuchse genügend lang sein muss. In vielen Fällen wird eine einzige Rücksitzsteuereinheit mit einem oder zwei Ausgangsanschlussbuchsen zum Einstöpseln für den Hörer an einem solchen Ort installiert, dass verschiedene Sitzplätze von den Anschlussbuchsen relativ weit entfernt sind. Ein weiteres Problem entsteht, wenn das Multimediaprogramm mehr Insassen mithilfe der Kopfhörer hören möchten als Ausgangsanschlussbuchsen verfügbar sind. Falls für jeden Insassen im Fahrzeug eine Ausgangsanschlussbuchse an jedem Sitz bereitgestellt wird, wären die Verdrahtungskosten inakzeptabel.
• Im Fachgebiet der Datenübertragung ist die drahtlose Übertragung von Audiosignalen mithilfe von Infrarotwellen von einer Quelle zu einem Empfänger allgemein bekannt. Drahtlose Kopfhörer sind Geräte, die zum Empfang eines in Fahrzeugen drahtlos übertragenen Datensignals, wie z. B. eines DVD-Audiosignals, verwendet werden. In gegenwärtig produzierten Systemen jedoch ist ein Transmitter in einem bestimmten Bereich des Fahrzeugs angeordnet und sendet das Datensignal lediglich an die Insassen, die an einer bestimmten Stelle des Fahrzeugs sitzen. Ein Funkaudiotransmitter für ein DVD-Unterhaltungssystem ist zum Beispiel an einem oder in der Nähe eines Bildschirms angeordnet und ist auf einen Bereich derjenigen Insassen ausgerichtet, die den Bildschirm sehen können. Da das Datensignal im Wesentlichen in eine Richtung und nur an die Insassen gesendet wird, die den Bildschirm sehen können, sind Insassen eines Fahrzeugs, die den Bildschirm nicht sehen können, nicht in der Lage, das IR-Datensignal zu empfangen.
• Außerdem hat ein typischer LED-Transmitter einen kleinen Bedeckungsbereich. Da nur ein Teil des Fahrgastbereichs durch eine LED bedeckt werden kann; müssen für das Bedecken sämtlicher Fahrgäste mehrere LEDs und/oder mehrere Transmittermodule verwendet und überall im Fahrzeug platziert werden.
• Einige der oben genannten und weitere Probleme weisen die nachfolgend angegebenen Übertragungseinrichtungen innerhalb von Fahrzeugen auf.
• Eine Mehrfachkanal-Übertragungseinrichtung ist in der Druckschrift US 2003/0083024 A1 beschrieben, die umfasst:
• – eine Vielzahl von Eingängen für das Empfangen von digitalen Audiosignalen,
• – einen Multiplexer, der mit den Eingängen zur Verbindung der Steuerkodes und den empfangenen Audiosignalen in einem vorgegebenen Format verbunden ist, um ein Signal zu bilden, wobei die Steuerkodes zum Steuern/Überwachen des Betriebes einer Fernbedienung dienen, die zum Verarbeiten eines Signals ausgerüstet ist, um daraus die Audiosignale gemäß dem vorgegebenen Format auszufiltern, und
• – einen Übertrager, der mit dem Multiplexer verbunden ist, um das Signal für den Empfang über die Fernbedienung zu übertragen.
• Die Übertragungseinheit kann eine Infrarot-Quelle zur Übertragung des Signals in Form eines Infrarot-Lichtsignals aufweisen.
• Des Weiteren ist ein optisches Übertragungsmodul in der Druckschrift US 6,424,442 B1 beschrieben, wobei das Übertragungsmodul mit
• – einer Gruppierung von infrarotes Licht aussendenden Dioden, die in einer regelmäßigen und symmetrischen Weise angeordnet sind und die entweder einzeln oder gemeinsam adressierbar sind, und
• – einem kuppelförmigen Gehäuse, das einen Hohlraum bildet, versehen ist.
• Innerhalb des Hohlraums des Moduls befindet sich die Gruppierung. Das kuppelförmige Gehäuse enthält Streumittel, so dass infrarotes Licht von der Gruppierung innerhalb des Hohlraums über das Streumittel, das für eine scheinbare Vergrößerung der Quelle sorgt, ausgesendet wird. Als Signal-Streumittel ist ein Diffusor vorgesehen, der die Infrarot-Signale nach Durchgang in alle Richtungen streut.
• Ein Problem besteht darin, da s der Diffusor vom Aufbau her eine geschlossene Röhre darstellt, die nach Montage an der Dachabdeckung eines Fahrzeuges in den Fahrgastraum hineinragt, aber durch seine Überragung als störendes Element empfunden wird.
• Es ist ein Fernbedienungssystem für Fahrzeuge in der Druckschrift DE 44 07 911 A1 beschrieben, wobei die Sendeeinheit – ein Handsender – außerhalb des Fahrzeuges und die Empfangseinheit in einem zentralen Teil der Dachverkleidung angeordnet ist. Der außerhalb des Fahrzeuges bedienbare Handsender ist mit einer Infrarot-Sendediode versehen, wobei die Empfangseinheit im Fahrzeug eine Infrarot-Empfangsdiode enthält.
• Ein Problem besteht darin, dass nur eine Empfindlichkeitsverbesserung der in der Dachabdeckung einbaubaren Empfängerdiode für die optische Strahlung erreicht werden soll.
• Ein Fahrzeugunterhaltungssystem zur Verteilung eines Funkinformationssignals in einem Fahrzeug ist in der Druckschrift GB 2 400 251 A beschrieben, wobei das Fuinkunterhaltungssystem umfasst:
• – ein Wiedergabegerät zur Erzeugung eines Videosignals und eines Hilfssignals,
• – ein zwischen einer Betrachterposition und einer Parkposition bewegbarer Bildschirm zur Anzeige des Videosignals in einem Betrachtungsbereich, wenn sich der Bildschirm in der Betrachterposition befindet,
• – ein mit dem Bildschirm bewegbarer erster Emitterport zum Abstrahlen des Funkinformationssignals in den gesamten Betrachtungsbereich in Reaktion auf das Hilfssignal, wenn sich der Bildschirm in der Betrachtungsposition befindet,
• – ein zweiter Emitterport zum Abstrahlen des Funkinformationssignals in den gesamten Betrachtungsbereich, wenn sich der Bildschirm in der Parkposition befindet.
• Der erste Emitterport enthält mindestens eine Infrarot-LED sowie ein reflektierendes Ablenkblech zum Abstrahlen des Funkinformationssignals in den Betrachtungsbereich.
• Die Infrarot-LED ist rückwärtig zum reflektierenden Ablenkblech gerichtet an dem oder in der Nähe des Bildschirms angeordnet, wobei die Infrarot-Signale einen kleineren Feldwinkelbereich in den Fahrgastraum erzeugen, weil die Infrarot-Signale nur auf den Bereich derjenigen Insassen des Fahrzeuges ausgerichtet sind, die den Bildschirm sehen können.
• Ein Problem besteht darin, da die Infrarot-Signale im Wesentlichen in eine Richtung und nur an die Insassen gesendet werden, die den Bildschirm sehen können, dass die Insassen des Fahrzeugs, die den Bildschirm nicht sehen können, nicht in der Lage sind, die Infrarot-Signale zu empfangen.
• Wesen der Erfindung
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abstrahlung von Infrarot-Signalen innerhalb von Fahrzeugen anzugeben, die derart geeignet ausgebildet ist, dass der Bedeckungsbereich der aus der Vorrichtung abgestrahlten Infrarot-Signale auf den gesamten Fahrgastraum ausgedehnt wird und die Strahlspreizung der zugehörigen Quelle des Infrarot-Signals wesentlich vergrößert wird.
• Die Aufgabe wird durch die Vorrichtungs-Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Die Vorrichtung zur Abstrahlung von Infrarot-Signalen innerhalb von Fahrzeugen, in welcher die Infrarot-Signale Informationen mindestens einer Multimediaquelle enthalten, die mit einem Datenübertragungssystem in Verbindung steht, dessen Datensignale Auslöser für die Abstrahlung der Infrarot-Signale sind, umfasst gemäß dem Patentanspruch 1
• – einen Montagerahmen, der im Innern des Fahrzeuges an einem zentralen Teil einer Dachverkleidung des Fahrzeuges befestigbar ist,
• – eine Leiterplatte, die mit dem Montagerahmen in Verbindung steht und die Datensignale empfängt,
• – eine Quelle des Infrarot-Signals, die an der Leiterplatte in einem zentralen Kern gehaltert, elektrisch versorgt und derart angeordnet ist, dass die Ausbreitungsrichtung der Infrarot-Signale zu mindestens einem die Infrarot-Signale reflektierenden Element geführt ist und zumindest ein Teil der abgestrahlten Infrarot-Signale in einem ersten Feldwinkel in radialer Richtung zu einem Bereich des äußeren Umfangs des Montagerahmens geführt ist,
• – eine Infrarot-durchlässige Schutzabdeckung, die die Leiterplatte und die Quelle des Infrarot-Signals umhüllt und am Montagerahmen befestigt ist,
• – einen zumindest im Bereich des äußeren Umfangs des Montagerahmens angeordneten, ringförmigen, die Quelle des Infrarot-Signals umgebenden und konvex gekrümmten, eine 360-Grad-umlaufende Reflexionsfläche aufweisenden Reflektor zum Umlenken der Infrarot-Signale, die vom Reflektor umgelenkt einen zweiten vertikal zur radialen Richtung gerichteten Feldwinkel aufweisen, der wesentlich größer als der erste Feldwinkel ist und eine Strahlspreizung in einem 360-Grad-Umkreis überstreicht, und
• – mindestens einen zwischen der Quelle und der Schutzabdeckung befindlichen, die Ausbreitungsrichtung der Infrarot-Signale ändernden Strahlmodifikator.
• Die Quelle des Infrarot-Signals kann mindestens eine Infrarot-LED sein.
• Die Quelle des Infrarot-Signals kann eine Anordnung von kreisförmig und symmetrisch auf der Leiterplatte platzierten Infrarot-LED mit einer im zentralen Kern angeordneten Infrarot-LED darstellen.
• Die Infrarot-LED können an der Leiterplatte mithilfe von Zuleitungen elektrisch leitend befestigt sein und die Vielzahl von Infrarot-LED kann in einem 360-Grad-Muster um den Umfang der Leiterplatte herum in einer einzigen Ebene angeordnet sein.
• Die Vielzahl von Infrarot-LED kann als eine flächenmontierte Quelle des Infrarot-Signals ausgebildet sein, von der beabstandet der Strahlmodifikator angeordnet ist. Der Strahlmodifikator kann in Form eines reflektierenden Kreiskegels ausgebildet sein, dessen Kegelscheitelpunkt zur flächenmontierten Quelle des Infrarot-Signals gerichtet ist, wobei von der Kegelfläche aus die Infrarot-Signale in Richtung des um den äußeren Umfang der Leiterplatte herum angeordneten Reflektors umgelenkt werden.
• Der gekrümmte und ringförmig um den Kern herum und zwischen dem Montagerahmen und der Quelle des Infrarot-Signals angeordnete Reflektor kann eine parabolische Form aufweisen.
• Der Strahlmodifikator kann mindestens ein Element mit einer Brechungsfläche darstellen und unterhalb des gekrümmten Reflektors angeordnet sein, bei welcher die Brechungsfläche des mindestens einen Elements zwischen dem Reflektor und der Schutzabdeckung angeordnet ist und das Infrarot-Signal vom gekrümmten Reflektor empfängt und den ins Innere des Fahrzeuges gerichteten zweiten Feldwinkel des Infrarot-Signals vergrößert.
• Die auf der Leiterplatte platzierte Quelle des Infrarot-Signals kann koaxial zum Kern montiert sein.
• Der Strahlmodifikator kann ein Diffusorelement mit einer Diffusorfläche darstellen, wobei das Diffusorelement beabstandet vom zentralen Kern im Bereich der Schutzabdeckung angeordnet ist.
• Das Diffusorelement mit der Diffusorfläche kann aus einem reflektierend dotierten, teildurchlässigen Material bestehen, wobei ein Teil des Infrarot-Signals durch die Diffusorfläche hindurch sich ausbreitet und ein Teil des Infrarot-Signals zum gekrümmten Reflektor umgelenkt wird.
• Das Diffusorelement mit der Diffusorfläche kann ein Einsatz in der Schutzabdeckung oder in ihr eingeformt sein.
• Der vom zentralen Kern beabstandete und im Bereich der Schutzabdeckung befindliche Strahlmodifikator kann anstelle einer Diffusorfläche eine Beugungsfläche aufweisen, die nebeneinander angeordnete parallele Linien oder Rillen aufweist, um die Infrarot-Signale zu streuen und zum gekrümmten Reflektor gerichtet umzulenken.
• Das Datensignal kann als ein Funksignal an die Vorrichtung gekoppelt sein. Das Datensignal kann als ein moduliertes Signal an die Vorrichtung gekoppelt sein.
• Das Infrarot-Signal kann ein moduliertes Signal sein.
• Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Eine umfassendere Bewertung der Erfindung und vieler ihrer Vorteile wird nach Durchsicht der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung zusammen mit der zugehörigen Zeichnung und der detaillierten Spezifikation erreicht.
• 1 ist eine Ansicht eines Innenraums eines Fahrzeugs, die ein Fahrzeugunterhaltungssystem und eine Vorrichtung nach der Erfindung zeigt.
• 2 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung, die eine Abstrahlung eines IR-Signals entsprechend einer ersten Ausgestaltung darstellt.
• 3: Die 3a und 3b stellen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer Vorrichtung für ein Funkübertragungssystem entsprechend einer zweiten Ausgestaltung dar.
• 4: Die 4a und 4b stellen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer Vorrichtung für ein Funkübertragungssystem entsprechend einer dritten Ausgestaltung dar.
• Ausführliche Beschreibung
• Bezug nehmend auf die Zeichnung und speziell auf die 1 ist dort ein der Vorrichtung 20 zur Abstrahlung von Infrarot-Signalen entsprechendes Fahrzeugunterhaltungssystem im Inneren eines Fahrzeugs dargestellt. Das Fahrzeugunterhaltungssystem umfasst mindestens ein Multimediagerät für die Ausgabe eines Multimediaprogramms an die Insassen des Fahrzeugs. Ein Multimediagerät, auch Wiedergabegerät genannt, kann ein Rundfunkempfänger 10, ein CD-Player 12, eine Tonbandabspieleinrichtung 14, ein DVD-Player 16 oder ein Mobiltelefon 18 sein. Andere Multimediageräte können MP3-Player, Fernsehempfänger, Digitalvideoabspieleinrichtungen, Satellitenvideoeinrichtungen, persönliche Audioabspieleinrichtungen, persönliche Videoabspieleinrichtungen oder ein Festplattensystem enthalten. Die Vorrichtung 20 ist an einer zentralen Stelle im Innenraum montiert und an oder in unmittelbarer Nähe einer Dachverkleidung 21 befestigt. Alternativ kann die Vorrichtung 20 zwar an anderen Stellen innerhalb des Fahrzeugs, wie z. B. an einer Konsolenoberfläche, montiert sein, jedoch ist eine bevorzugte Stelle optimal, an der sich die Vorrichtung 20 in gleicher Entfernung und hindernisfrei in Bezug auf sämtliche Fahrgäste innerhalb des Fahrzeugs befindet. Überall im Fahrzeug befindliche Empfangseinheiten, wie z. B. von den Insassen getragene Funkkopfhörer 22, Funklautsprecher 24 oder ein Bildschirmmodul 19, empfangen Funkinformationen von den Multimediageräten und erzeugen einen Audio- oder Videooutput. Die Empfangseinheiten bestehen gewöhnlich aus einem IR-Detektor für das Erfassen und Empfangen des IR-Signals, einem Demodulator für die Wiedergewinnung eines Audiosignals aus einem modulierten Signal und einem Lautsprecher zur Ausgabe des Audiogehalts. Alternativ kann das Funkinformationssignal in Abhängigkeit der Multimediaanwendung ein Steuersignal, Textdaten oder andere Informationssignale sein.
• 2 stellt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 20 in einer ersten Ausgestaltung für ein Funkübertragungssystem dar.
• Die Vorrichtung 20 zur Abstrahlung von Infrarot-Signalen innerhalb von Fahrzeugen, in welcher die Infrarot-Signale Informationen mindestens einer der Multimediaquellen 10, 12, 14, 16 enthalten, die mit einem Datenübertragungssystem in Verbindung steht, dessen Datensignale Auslöser für die Abstrahlung der Infrarot-Signale sind, umfasst
• – einen Montagerahmen 26, der im Innern des Fahrzeuges an einem zentralen Teil einer Dachverkleidung des Fahrzeuges befestigbar ist,
• – eine Leiterplatte 29, die mit dem Montagerahmen 26 in Verbindung steht und die Datensignale empfängt,
• – eine Quelle 30 des Infrarot-Signals, die an der Leiterplatte 29 in einem zentralen Kern gehaltert, elektrisch versorgt und derart angeordnet ist, dass die Ausbreitungsrichtung der Infrarot-Signale zu mindestens einem die Infrarot-Signale reflektierenden Element geführt ist und zumindest ein Teil der abgestrahlten Infrarot-Signale in einem ersten Feldwinkel in radialer Richtung zu einem Bereich des äußeren Umfangs des Montagerahmens 26 geführt ist,
• – eine Infrarot-durchlässige Schutzabdeckung 32, die die Leiterplatte 29 und die Quelle 30 des Infrarot-Signals umhüllt und am Montagerahmen 26 befestigt ist,
• – einen zumindest im Bereich des äußeren Umfangs des Montagerahmens 26 angeordneten, ringförmigen, die Quelle des Infrarot-Signals umgebenden und konvex gekrümmten, eine 360-Grad-umlaufende Reflexionsfläche aufweisenden Reflektor 28 zum Umlenken der Infrarot-Signale, die vom Reflektor 28 umgelenkt einen zweiten vertikal zur radialen Richtung gerichteten Feldwinkel aufweisen, der wesentlich größer als der erste Feldwinkel ist und eine Strahlspreizung in einem 360-Grad-Umkreis überstreicht, und
• – mindestens einen zwischen der Quelle 30 und der Schutzabdeckung 32 befindlichen, die Ausbreitungsrichtung der Infrarot-Signale ändernden Strahlmodifikator 33.
• Die Vorrichtung 20 ist ein Lichtwellentransmitter für das Ausstrahlen eines Funkinformationssignals durch das gesamte Fahrzeug. Das Funkinformationssignal ist vorzugsweise ein Audio- oder Videosignal, das IR-Licht als Übertragungsmedium verwendet. Die Vorrichtung 20 umfasst somit einen Montagerahmen 26 für die Befestigung im Inneren des Fahrzeugs, wie z. B. an einer Dachverkleidung, eine am Montagerahmen 26 direkt oder indirekt befestigte Übertragungsleiterplatte 29, eine Vielzahl von am zentralen Kern rund um den inneren Umfang der Vorrichtung 20 herum angeordneten IR-LED, einen rund um den äußeren Umfang der Vorrichtung 20 herum angeordneten gekrümmten Reflektor 28 und eine Schutzabdeckung 32. Die Übertragungsleiterplatte 29 empfängt ein Datensignal vom Wiedergabegerät. Das Wiedergabegerät ist, wie zuvor beschrieben, ein Multimediagerät, das das den Multimediagehalt enthaltende Datensignal sendet. Das Datensignal kann ein Direktübertragungssignal oder ein aufgezeichnetes Rundfunksignal sein. Das vom Wiedergabegerät an die Übertragungsleiterplatte 29 gesendete Datensignal kann ein Funksignal sein oder konventionell über einen Draht oder ein Sammelleitungssystem übertragen werden. Eine pin-Fotodiode ist eine Art fotoelektrischer Empfänger, der zum Empfangen des Datensignals verwendet werden kann, wenn das Datensignal durch ein Lichtwellenmedium übertragen wird. Ein IrDA-Standard kann als ein Übertragungsprotokoll für das Senden und Empfangen von Informationen mithilfe von IR-Lichtwellen verwendet werden.
• Eine IR-LED hat im Allgemeinen eine gebündelte Strahlspreizung, die einen relativ kleinen Feldwinkel aufweist. Um einen großen Bedeckungsbereich zu erhalten, ohne eine Vielzahl von in einer x-Ebene, einer y-Ebene und einer z-Ebene angeordneten IR-LED zu verwenden, wäre die Strahlspreizung der LED zu verbreitern, wodurch sich der Feldwinkel vergrößern würde. In dieser Ausgestaltung ist die Vielzahl der IR-LED 30 an der Übertragungsleiterplatte 29 mithilfe von Zuleitungen elektrisch leitend befestigt und in einem 360-Grad-Muster um den Umfang der Leiterplatte herum in einer einzigen Ebene angeordnet. Alternativ könnte die Vielzahl der IR-LED 30 ohne Verwendung von Zuleitungen als ein flächenmontiertes Gerät befestigt sein. Die Vielzahl der IR-LED ist derart angeordnet, dass jedes IR-Signal in einem ersten Feldwinkel in Richtung des um den äußeren Umfang der Vorrichtung 20 herum angeordneten gekrümmten Reflektors 28 radial ausgestrahlt wird. Außerdem kann ein Teil des IR-Signals direkt von der Vielzahl der IR-LED 30 durch die Schutzabdeckung 32 in das Innere des Fahrzeugs ausgestrahlt werden, ohne mit dem gekrümmten Reflektor 28 in Kontakt zu kommen.
• Der gekrümmte Reflektor 28 ist eine ringförmige 360-Grad-Reflexionsfläche aus einem reflektierenden Material, das IR-Licht, wie z. B. eine verspiegelte Fläche, reflektiert. Bei Betrachtung einer Schnittdarstellung des gekrümmten Reflektors 28 ist die Reflexionsfläche parabolisch geformt, so dass das reflektierte IR-Licht defokussiert und die Strahlspreizung der LED verbreitert wird. Durch den gekrümmten Reflektor 28 wird das IR-Signal abwärts zu den überall im Inneren des Fahrzeugs angeordneten Empfangseinheiten in einem zweiten Feldwinkel in einer mehrdimensionalen Strahlcharakteristik projiziert, wobei der zweite Feldwinkel größer als der erste ist. Die am Montagerahmen 26 befestigte Schutzabdeckung 32 umhüllt die Vielzahl der IR-LED 30. Die Schutzabdeckung 32 kann aus jedem IR-lichtdurchlässigen Material gefertigt sein, das das IR-Signal weder stört noch behindert.
• Der in 2 gezeigte, zum gekrümmten Reflektor 28 gerichtete erste Teil 31 des IR-Signals wird durch die Schutzabdeckung 32 hindurch in den Innenraum des Fahrzeugs reflektiert. Ein zweiter Teil 35 des IR-Signals kann in Abhängigkeit der Positionierung der Vielzahl der IR-LED 30 direkt durch die Schutzabdeckung 32 hindurch in den Innenraum des Fahrzeugs reflektiert werden. Die von den Fahrzeuginsassen getragenen Funkkopfhörer 22 und andere überall im Innenraum des Fahrzeugs angeordnete Empfangseinheiten, wie z. B. die Lautsprecher 24 oder das Bildschirmmodul, empfangen das IR-Signal, das den Multimediagehalt enthält. Ein IR-Detektor 27, wie z. B. eine Fotozelle, empfängt das IR-Signal in einem modulierten Format und wandelt das IR-Signal in ein moduliertes elektrisches Signal um. Anschließend stellt ein Demodulator 25 das Audiosignal aus einem modulierten elektrischen Signal wieder her und die Lautsprecher 24 wandeln das elektrische Signal in Klang um. Die Funkkopfhörer 22 sind außerdem mit einem Empfänger 23 ausgestattet, der eine Fotozelle und einen Demodulator für den Empfang des IR-Signals und dessen Umwandlung in Klang enthält.
• In 2 enthält die Vorrichtung 20 einen zwischen dem gekrümmten Reflektor 28 und der Schutzabdeckung 32 angeordneten Strahlmodifikator 33. Der Strahlmodifikator 33 kann aus einer Brechungsfläche bestehen. Da das IR-Signal vom gekrümmten Reflektor 28 verteilt wird, breitet sich das IR-Signal in einem bestimmten Strahlspreizungswinkel aus. Während des Passierens durch den Strahlmodifikator 33 werden die Richtung und die Geschwindigkeit der Ausbreitung des IR-Signals geändert, um das IR-Signal zu brechen, so dass es noch mehr defokussiert wird. Dadurch wird die Strahlspreizung verbreitert, wenn das IR-Signal vom Strahlmodifikator 33 abgestrahlt wird. Daraus resultierend kann das IR-Signal an einen größeren Empfangsbereich innerhalb des Innenraums des Fahrzeugs abgestrahlt werden. Zur Verbreiterung der Strahlspreizung des IR-Signals kann der Strahlmodifikator 33 alternativ andere Arten von Ablenkflächen, wie z. B. eine Beugungs- oder eine Streufläche, verwenden.
• Die 3a und 3b stellen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer Vorrichtung 20 für ein Funkübertragungssystem entsprechend einer zweiten Ausgestaltung dar. Eine flächenmontierte LED 34 ist auf einer Oberseite innerhalb der Vorrichtung 20 angeordnet. Die flächenmontierte LED 34 projiziert ein IR-Signal abwärts in eine vertikale Richtung. Alternativ könnte eine Vielzahl von ein Feld bildenden flächenmontierten LED 37 verwendet werden, wie in 3b gezeigt. Die Vorrichtung 20 enthält eine direkt unterhalb der flächenmontierten LED 34 im zentralen Kern der Vorrichtung 20 angeordnete Reflektorfläche 36. Die Reflektorfläche 36 kann aus jedem Material gefertigt sein, welches IR-Licht, wie z. B. eine weiße spiegelnde oder eine verspiegelte Fläche, reflektiert. Die Reflektorfläche 36 ist innerhalb der Vorrichtung 20 kreiskegelförmig ausgebildet. Alternativ kann der Kegel ein Einsatz innerhalb der Vorrichtung 20 sein. Der Kegel hat einen größten Durchmesser an der Kegelbasis, die auf der oder in unmittelbarer Nähe zur Schutzabdeckung 32 angeordnet ist. Der Durchmesser des Kegels verkleinert sich zunehmend, so dass sich der Kegelscheitelpunkt der flächenmontierten LED 34 annähert. Wenn die flächenmontierte LED 34 das IR-Signal zur Reflektorfläche 36 hin abstrahlt, wird das IR-Signal mithilfe des Kegels zum äußeren Umfang der Vorrichtung 20 und zum gekrümmten Reflektor 28 hin umgelenkt. Daraufhin strahlt der gekrümmte Reflektor 28 das IR-Signal durch den gesamten Innenraum zu den innerhalb des Fahrzeugs angeordneten Empfangseinheiten aus.
• Die 4a und 4b stellen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer Vorrichtung 20 für ein Funkübertragungssystem entsprechend einer dritten Ausgestaltung dar. Wie in 3 und 4 ersichtlich, ist eine flächenmontierte LED 34 auf einer Oberseite innerhalb der Vorrichtung 20 angeordnet. Die flächenmontierte LED 34 projiziert ein IR-Signal abwärts in eine vertikale Richtung. Eine um den zentralen Kern herum am Boden der Vorrichtung 20 angeordnete Diffusorfläche 38 ist auf der oder in unmittelbarer Nähe zur Schutzabdeckung 32 befestigt. Die Diffusorfläche 38 kann ein Einsatz in der Schutzabdeckung 32 oder in ihr eingeformt sein. Die flächenmontierte LED 34 strahlt das IR-Signal zur Diffusorfläche 38 hin ab. Ein Merkmal der Diffusorfläche 38 besteht darin, dass das IR-Signal über der Diffusorfläche 38 gespreizt und zum äußeren Umfang ^zum gekrümmten Reflektor 28 hin umgelenkt wird. Alternativ kann die Diffusorfläche 38 aus einem mit einem reflektierenden Material dotierten lichtdurchlässigen Material gefertigt sein, so dass ein Teil des IR-Signals durch die Diffusorfläche 38 hindurch ausgebreitet und ein Teil des IR-Signals zum gekrümmten Reflektor 28 hin umgelenkt wird.
• Anstelle der Diffusorfläche 38, wie in 4 gezeigt, kann eine Beugungsfläche eingesetzt sein. Eine Beugungsfläche kann eng nebeneinander angeordnete parallele Linien oder Rillen haben, um einen Streueffekt des IR-Signals zu erzeugen und das IR-Signal zum gekrümmten Reflektor 28 hin umzulenken.

Claims (16)

1. Vorrichtung (20) zur Abstrahlung von Infrarot-Signalen innerhalb von Fahrzeugen, in welcher die Infrarot-Signale Informationen mindestens einer Multimediaquelle (10, 12, 14, 16) enthalten, die mit einem Datenübertragungssystem in Verbindung steht, dessen Datensignale Auslöser für die Abstrahlung der Infrarot-Signale sind, umfassend – einen Montagerahmen (26), der im Innern des Fahrzeuges an einem zentralen Teil einer Dachverkleidung des Fahrzeuges befestigbar ist, – eine Leiterplatte (29), die mit dem Montagerahmen (26) in Verbindung steht und die Datensignale empfängt, – eine Quelle (30, 34, 37) des Infrarot-Signals, die an der Leiterplatte (29) in einem zentralen Kern gehaltert, elektrisch versorgt und derart angeordnet ist, dass die Ausbreitungsrichtung der Infrarot-Signale zu mindestens einem die Infrarot-Signale reflektierenden Element geführt ist und zumindest ein Teil der abgestrahlten Infrarot-Signale in einem ersten Feldwinkel in radialer Richtung zu einem Bereich des äußeren Umfangs des Montagerahmens (26) geführt ist, – eine Infrarot-durchlässige Schutzabdeckung (32), die die Leiterplatte (29) und die Quelle (30, 34, 37) des Infrarot-Signals umhüllt und am Montagerahmen (26) befestigt ist, – einen zumindest im Bereich des äußeren Umfangs des Montagerahmens (26) angeordneten, ringförmigen, die Quelle des Infrarot-Signals umgebenden und konvex gekrümmten, eine 360-Grad-umlaufende Reflexionsfläche aufweisenden Reflektor (28) zum Umlenken der Infrarot-Signale, die vom Reflektor (28) umgelenkt einen zweiten vertikal zur radialen Richtung gerichteten Feldwinkel aufweisen, der wesentlich größer als der erste Feldwinkel ist und eine Strahlspreizung in einem 360-Grad-Umkreis überstreicht, und – mindestens einen zwischen der Quelle (30, 34, 37) und der Schutzabdeckung (32) befindlichen, die Ausbreitungsrichtung der Infrarot-Signale ändernden Strahlmodifikator (33, 36, 38).
2. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, in welcher die Quelle des Infrarot-Signals mindestens eine Infrarot-LED ist.
3. Vorrichtung (20) nach Anspruch 2, in welcher die Quelle des Infrarot-Signals eine Anordnung von kreisförmig und symmetrisch auf der Leiterplatte (29) platzierten Infrarot-LED (37) mit einer im zentralen Kern angeordneten Infrarot-LED (34) darstellt.
4. Vorrichtung (20) nach Anspruch 2 oder 3, in welcher die Infrarot-LED an der Leiterplatte (29) mithilfe von Zuleitungen elektrisch leitend befestigt und die Vielzahl von Infrarot-LED (37) in einem 360-Grad-Muster um den Umfang der Leiterplatte (29) herum in einer einzigen Ebene angeordnet sind.
5. Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher die Vielzahl von Infrarot-LED (37) als eine flächenmontierte Quelle des Infrarot-Signals ausgebildet ist, von der beabstandet der Strahlmodifikator (33, 36, 38) angeordnet ist.
6. Vorrichtung (20) nach Anspruch 5, in welcher der Strahlmodifikator (36) in Form eines reflektierenden Kreiskegels ausgebildet ist, dessen Kegelscheitelpunkt zur flächenmontierten Quelle des Infrarot-Signals gerichtet ist, wobei von der Kegelfläche aus die Infrarot-Signale in Richtung des um den äußeren Umfang der Leiterplatte (29) herum angeordneten Reflektors (28) umgelenkt werden.
7. Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welcher der gekrümmte und ringförmig um den Kern herum und zwischen dem Montagerahmen (26) und der Quelle des Infrarot-Signals angeordnete Reflektor (28) eine parabolische Form aufweist.
8. Vorrichtung (20) nach Anspruch 4, in welcher der Strahlmodifikator mindestens ein Element mit einer Brechungsfläche (33) darstellt und unterhalb des gekrümmten Reflektors (28) angeordnet ist, bei welcher Vorrichtung (20) die Brechungsfläche (33) des mindestens einen Elements zwischen dem Reflektor (28) und der Schutzabdeckung (32) angeordnet ist und das Infrarot-Signal vom gekrümmten Reflektor (28) empfängt und den ins Innere des Fahrzeuges gerichteten zweiten Feldwinkel des Infrarot-Signals vergrößert.
9. Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in welcher die auf der Leiterplatte (29) platzierte Quelle des Infrarot-Signals (34, 37) koaxial zum Kern montiert ist.
10. Vorrichtung (20) nach Anspruch 5 im Fall des direkten Rückbezugs des Anspruchs 5 auf den Anspruch 1, in welcher der Strahlmodifikator (38) ein Diffusorelement mit einer Diffusorfläche darstellt, wobei das Diffusorelement beabstandet vom zentralen Kern im Bereich der Schutzabdeckung (32) angeordnet ist.
11. Vorrichtung (20) nach Anspruch 10, in welcher das Diffusorelement (38) mit der Diffusorfläche aus einem reflektierend dotierten, teildurchlässigen Material besteht, wobei ein Teil des Infrarot-Signals durch die Diffusorfläche hindurch sich ausbreitet und ein Teil des Infrarot-Signals zum gekrümmten Reflektor (28) umgelenkt wird.
12. Vorrichtung (20) nach Anspruch 11, in welcher das Diffusorelement (38) mit der Diffusorfläche ein Einsatz in der Schutzabdeckung (32) oder in ihr eingeformt ist.
13. Vorrichtung (20) nach Anspruch 10, in welcher der vom zentralen Kern beabstandete und im Bereich der Schutzabdeckung (32) befindliche Strahlmodifikator anstelle einer Diffusorfläche (38) eine Beugungsfläche (33) aufweist, die nebeneinander angeordnete parallele Linien oder Rillen aufweist, um die Infrarot-Signale zu streuen und zum gekrümmten Reflektor (28) gerichtet umzulenken.
14. Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, in welcher das Datensignal als ein Funksignal an die Vorrichtung (20) gekoppelt ist.
15. Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, in welcher das Datensignal als ein moduliertes Signal an die Vorrichtung (20) gekoppelt ist.
16. Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, in welcher das Infrarot-Signal ein moduliertes Signal ist.