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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft allgemein Hintergrundbeleuchtungspaneele. Insbesondere
betrifft diese Erfindung Hintergrundbeleuchtungspaneele, die kontaktlose
Schaltersensoren enthalten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In
einer Ausführungsform
betrifft die vorliegende Erfindung ein Licht aussendendes Paneel
mit einem ersten und einem zweiten Paneel, die aus einem allgemein
transparenten Material konstruiert sind und so verbunden sind, daß das zweite
Paneel im Winkel gegenüber
dem ersten Paneel positioniert ist. Das erste Paneel hat erste und
zweite gegenüberliegende
Flächen,
wobei wenigstens ein Abschnitt der Flächen ein darauf angeordnetes
reflektierendes Material hat und eine Öffnung durch das reflektierende
Material an der ersten Fläche
positioniert ist. Eine Lichtquelle ist mit dem zweiten Paneel verbunden und
ein kontaktloser Schaltersensor ist an der zweiten Fläche positioniert.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine beispielhafte Darstellung eines hintergrundbeleuchteten Paneels
mit kontaktlosen Schaltersensoren gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie 2-2 in 1.
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2A ist
eine vergrößerte Darstellung
des Teils des hintergrundbeleuchteten Paneels, der in 2 als 2A bezeichnet
ist, ohne die als A1 und A2 bezeichneten Pfeile.
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3 ist
eine Rückansicht
der Querschnittsdarstellung der 2.
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Detaillierte
Beschreibung
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Mit
Bezug auf 1 ist ein beispielhaftes hintergrundbeleuchtetes
Paneel mit kontaktlosen Schaltersensoren allgemein bei 10 gezeigt.
Das hier beschriebene beispielhafte Paneel ist ein integriertes mittiges
Stapelpaneel für
ein Kraftfahrzeug, jedoch versteht es sich, daß die Konzepte der vorliegenden Erfindung
zur Verwendung bei jedem Paneel verwendet oder angepaßt werden
können,
das kontaktlose Schaltersensoren enthält und bei dem Hintergrundbeleuchtung
gewünscht
ist.
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Mit
Bezug auf die 2 und 2a hat
das Paneel 10 ein Frontpaneel 20 und ein Seitenpaneel 30,
das vorzugsweise integral mit dem Frontpaneel 20 geformt
ist, so daß ein
vorbestimmter Radius r zwischen dem Front- und dem Seitenpaneel 20, 30 gebildet
ist. Alternativ können
das Frontpaneel 20 und das Seitenpaneel 30 durch
jede andere bekannte Methode verbunden sein. Der Radius „r", der zwischen dem
Frontpaneel und dem Seitenpaneel 20, 30 gebildet
ist, überträgt wirkungsvoll
Licht von der Licht aussendenden Diode 40 (unten in näheren Einzelheiten
beschrieben) zu dem Frontpaneel 20. Das Frontpaneel und
das Seitenpaneel 20, 30 sind vorzugsweise aus
einem transparenten Material wie einem Polycarbonat oder Acryl konstruiert
und können unter
Verwendung einer Vielzahl bekannter Methoden wie Spitzgießen, Vakuumformen,
thermischem Formen etc. hergestellt werden. Alternativ können das
Front- und Seitenpaneel 20, 30 aus einem durchscheinenden
Material oder aus jedem anderen Material konstruiert sein, das die Übertragung
von Licht durch das Material zuläßt.
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Das
Frontpaneel 20 hat eine Frontfläche 22 und eine Rückfläche 24,
und das Seitenpaneel 30 hat eine Außenseitenfläche 32, die an die
Frontfläche 22 des
Frontpaneels 20 anschließt, und einen Innenseitenfläche 34,
die an die Rückfläche 24 des
Frontpaneels 20 anschließt. Die Front- und Rückflächen 22, 24 des
Frontpaneels 20 und die Außenseiten- und Innenseitenflächen 32, 34 des Seitenpaneels 30 haben ein
darauf angeordnetes reflektierendes Material 50, um Licht
innerhalb des Front- und Seitenpaneels 20, 30 zu
reflektieren, um zu verhindern, daß Licht von den Paneelen ausgestrahlt
wird. Das reflektierende Material 50 ist bevorzugt eine
aufgesprühte
weiße Farbe,
kann aber auch eine weiße
oder andere Licht reflektierende Anstrichfarbe oder Tinte sein,
die auf die Flächen 22, 24, 34 und 32 gemalt
oder siebgedruckt ist, oder es kann jedes andere Material sein, das
durch jedes andere Verfahren auf die Flächen aufgebracht ist, das für eine vorgegebene
Anwendung geeignet ist, solange das Material in der Lage ist, Licht
zu reflekieren und daran zu hindern, von unerwünschten Bereichen des Vorder-
und Seitenpaneels 20, 30 ausgestrahlt zu werden.
Außerdem
ist in der bevorzugten Ausführungsform
ein zweites Material 52 über dem reflektierenden Material 50 auf
der Vorder- und Außenfläche 22, 32 zu ästhetischen Zwecken
angeordnet. Z.B. könnte
das Paneel so bemalt sein, daß es
zu der Farbe des Innenraums des Kraftfahrzeugs paßt.
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Eine
Lichtquelle 40, vorzugsweise eine aufgesetzte Licht emittierende
Diode (LED), die eine Längsachse
L1 hat, ist innerhalb des Seitenpaneels 30 positioniert,
um für
die Illuminierung der Hintergrundbeleuchtung des Paneels zu sorgen.
Die Lichtquelle 40 ist in einem Hohlraum positioniert,
der in dem Seitenpaneel 30 gebildet ist, um die Lichtquelle 40 aufzunehmen,
jedoch könnte
jede andere bekannte Methode ebenfalls angewendet werden. Anstelle
einer aufgesetzten LED könnte
alternativ eine verkabelte LED, eine Glühlampe oder andere geeignete
Lichtquelle ebenso verwendet werden. Die Positionierung der Lichtquelle 40 in
dem Seitenpaneel 30 ermöglicht
es, daß das
Frontpaneel 20 eine im wesentlichen gleichförmige Dicke
hat und vermeidet die Entstehung dicker Querschnitte in dem Frontpaneel 20,
die Sinkstellen oder Hohlräume
in der Frontfläche 22 verursachen
können.
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Von
dem Frontpaneel 20 wird Licht durch eine Öffnung 54 ausgestrahlt,
die durch das reflektierende Material 50 und das zweite
Material 52 geformt ist. Die Öffnung 54 kann als
ein grafischer, beispielsweise ein Gefahrenlichtindikator, rückwärtiger Entfrosterindikator
etc. gebildet sein, wie 1 zeigt, kann als Text geformt
sein, oder sie kann jede andere Öffnung 54 sein,
die für
eine vorgegebene Anwendung geeignet ist. Die Öffnung 54 kann unter
Verwendung vieler bekannter Techniken ausgebildet werden wie Laserätzen der Öffnung 54 durch
das reflektierende und das zweite Material 50, 52,
Abdecken der Öffnung 54 während der
Aufbringung des reflektierenden und zweiten Materials 50,
etc.
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Ein
Feldeffektschalterglied 60 mit einer Längsachse L2 ist an dem reflektierenden
Material 50 an der Rückseite 24 des
Frontpaneels 20 befestigt, oder alternativ direkt an der
Rückfläche 24 des Frontpaneels 20,
direkt gegenüber
der Öffnung 54. Das
Feldeffektschalterglied 60 ist durch ein Klebemittel befestigt
oder kann unter Verwendung jeder anderen Methode befestigt sein,
die für
das besondere reflektierende Material oder Frontpaneelenmaterial
geeignet ist, wie Wärmeeinsatz,
Kalteinsatz, Befestigungsmittel etc. Anstelle eines Feldeffektschalterglieds
kann alternativ ein kapazitives Schalterglied, ein Widerstandsschalterglied
oder jeder andere kontaktlose Schaltersensor verwendet werden, der
für eine
vorgegebene Anwendung geeignet ist.
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Mit
Bezug auf die 2, 2A und 3 ist
eine Kompressionsrampe 70 in der Rückfläche 24 des Frontpaneels 20 geformt,
um die reflektierende Frequenz eines Teils des Lichts innerhalb
des Frontpaneels 20 zu verkürzen, um dieses Licht zu der Öffnung 54 zu
reflektieren und zu richten. Die Kompessionsrampe 70 hat
eine Längsachse
L3 und ist zwischen der Lichtquelle 40 und dem Feldeffektschalterglied 60 positioniert,
so daß die
Längsachsen
der Lichtquelle, des Feldeffektschalterglieds und der Kompressionsrampe
L1, L2 und L3 allgemein in derselben Ebene ausgerichtet sind (3).
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In
der bevorzugten Ausführungsform
hat die Kompressionsrampe 70 eine reflektierende Wand 72, eine
Endwand 77 und ein Paar Seitenwände 78, 79. Die
reflektierende Wand 72 ist allgemein eben und bewirkt Reflektion
in Verbindung mit dem reflektierenden Material 50, das
hinter der reflektierenden Wand 72 positioniert ist, und
ein Zurückleiten
von Licht innerhalb des Frontpaneels 20. Die reflektierende
Wand 72 erstreckt sich entlang ihrer Längsachse von der Rückfläche 24 an
einem ersten Rand 74 und in das Frontpaneel 20 zu
dem Feldeffektschalterglied 60 zu einem zweiten Rand 76.
Der Winkel, der zwischen der Rückfläche 24 und
der reflektierenden Wand 72 gebildet ist (gezeigt in 2 und 2A als α) liegt zwischen
2 bis 5°.
Der erste Rand 74 liegt in gleicher Ebene wie die Rückfläche 24 und
allgemein senkrecht zu der Längsachse
L3, und der zweite Rand 76 befindet sich vorzugsweise nahe
dem Rand des Feldeffektschaltergliedes 60. In der bevorzugten
Ausführungsform
hat der zweite Rand 76 eine Breite, die etwa dieselbe Abmessung
hat wie die Breite des Feldeffektschaltergliedes 60, und
die Kontur des zweiten Randes 76 ist im wesentlichen dieselbe
wie die äußere Kontur
des Feldeffektschaltergliedes 60. Wie 3 zeigt,
ist beispielsweise in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das
Feldeffektschalterglied 60 kreisförmig (obwohl es jede gewünschte Form
haben kann) weshalb die Breite W des Seitenrandes 76 etwa
dieselbe ist wie der Durchmesser D des Feldeffektschalterglieds 60,
und der zweite Rand 76 ist gekrümmt, um der äußeren Kontur des
Feldeffektschalterglieds 60 zu entsprechen. Die Endwand 77 ist
im wesentlichen senkrecht zu der Rückfläche 24 und erstreckt
sich von der Rückfläche 24 zu
dem zweiten Rand 76 der reflektierenden Wand 72,
wie in den 2 und 2A zu
sehen ist. Die Seitenwände 78, 79 sind
ebenfalls im wesentlichen senkrecht zu der Rückfläche 24 und schneiden die
reflektierende Wand 72 und die Endwand 77. Obwohl
die hier beschriebene Kompressionsrampe 70 bevorzugt allgemein
dreieckig ist in der Querschnittsgeometrie (wie in den 2 und 2A zu
sehen ist), versteht es sich, daß die Kompressionsrampe 70 jede
gewünschte
Geometrie haben könnte,
solange sie eine reflektierende Wand hat, die die reflektierende
Frequenz eines Teils des Lichts innerhalb des Frontpaneels verkürzen kann,
um das Licht zu der Öffnung 54 zu
reflektieren und zurückzuleiten.
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Eine
Reflektorrampe 80 ist außerdem in der Rückfläche 24 des
Frontpaneels 20 geformt, um einen Teil der Lichtquellen,
die an der Öffnung 54 vorbeireflektiert
wurden, zurück
zu der Öffnung 54 zu
leiten. Die Reflektorrampe 80 hat eine Querachse T1 und
ist an der gegenüberliegenden
Seite des Feldeffektschaltgliedes 60 gegenüber der
Kompressionsrampe 70 positioniert, so daß die Längsachsen
von LED, Feldeffektschaltglied und Kompressionsrampe L1, L2 und
L3 und die Querachse der Reflektorrampe T1 allgemein in derselben
Ebene ausgerichtet sind (3).
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In
der bevorzugten Ausführungsform
hat die Reflektorrampe 80 eine reflektierende Wand 82,
eine Endwand 87 und ein Paar Seitenwände 88, 89.
Die reflektierende Wand 82 ist allgemein eben und bewirkt
zusammen mit dem reflektierenden Material 50, das hinter
der reflektierenden Wand 82 angeordnet ist, eine Reflektion
und ein Zurückleiten
des Lichtes, das vorbei an der Öffnung 54 reflektiert
wurde, zurück
zu der Öffnung 54.
Die reflektierende Wand 82 erstreckt sich von einem ersten
Rand 84 in das Frontpaneel 80 und weg von dem
Feldeffektschalterglied 60 zu einem zweiten Rand 86.
Der Winkel, der zwischen der Rückfläche 24 und
der reflektierenden Wand 82 gebildet ist (gezeigt in den 2 und 2A als β) beträgt etwa
45°. In
der bevorzugten Ausführungsform
hat, wie in 3 zu sehen ist, der erste Rand 84 eine
Breite, die etwa dieselbe Abmessung hat wie die Breite des Feldeffektschalterglieds 60,
und die Kontur des ersten Randes 84 ist im wesentlichen
dieselbe wie die äußere Kontur
des Feldeffektschaltergliedes 60. Wie 3 zeigt,
ist beispielsweise in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das
Feldeffektschalterglied 60 kreisförmig (obwohl es jede gewünschte Form
haben kann), weshalb die Breite W2 des ersten Randes 84 etwa
dieselbe ist wie der Durchmesser D des Feldeffektschalterglieds 60,
und der erste Rand 84 ist gekrümmt, um zu der Außenkontur
des Feldeffektschalterglieds 60 zu passen. Die Endwand 87 ist
im wesentlichen senkrecht zu der Rückfläche 24 und erstreckt
sich von der Rückfläche 24 zu
dem zweiten Rand 86 der reflektierenden Wand 82.
Die Seitenwände 88, 89 liegen ebenfalls
im wesentlichen senkrecht zu der Rückfläche 24 und verbinden
die reflektierende Wand 82 mit der Endwand 87.
Obwohl die hier beschriebene Reflektorrampe 80 bevorzugt
allgemein dreieckig in der Querschnittsgeometrie ist (wie in den 2 und 2A zu
sehen ist) versteht es sich, daß die
Reflektorrampe 80 jede gewünschte Geometrie haben könnte, solange
sie eine reflektierende Wand hat, die für die Reflektion und das Zurückleiten
des Lichts zu der Öffnung 54 sorgen
kann, das an der Öffnung 54 vorbei
reflektiert wurde.
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Die Öffnung 54,
der Feldeffektschalter 60, die Kompressionsrampe 70 und
die Reflektorrampe 80 sind oben so beschrieben, daß sie für einen
einzigen, hintergrundbeleuchteten kontaktlosen Schalter in dem Paneel 10 verwendet
werden. Es versteht sich, daß diese
Elemente so oft wiederholt werden können, wie dies für ebenso
viele hintergrundbeleuchtete, kontaktlose Schalter erforderlich
ist, die an einem vorgegebenen Paneel für eine vorgegebene Anwendung
erforderlich sind.
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Mit
bezug auf 2 werden beim Betrieb Lichtstrahlen
(dargestellt in 2 als Richtungspfeile A1 und
A2) von der Lichtquelle 40 in das Seitenpaneel 30 ausgestrahlt,
das in einer Winkelbeziehung zu dem Frontpaneel 20 steht.
Wenn die Lichtstrahlen durch das Seitenpaneel 30 verlaufen,
werden sie evtl. auf die Außenfläche oder
Innenfläche 32, 34 des Seitenpaneels 30 der
Frontfläche 22 des
Frontpaneels 20 auftreffen und durch das darauf befindliche reflektierende
Material 50 reflektiert. Da sich der Radius „r" zwischen dem Seitenpaneel 30 und
dem Frontpaneel 20 befindet, wird ein beträchtlicher
Teil der Lichtstrahlen von der Lichtquelle 40 in das Frontpaneel 20 reflektiert
und zurückgeleitet
und weiter in dem Frontpaneel 20 infolge des reflektierenden
Materials 50 auf der Vorder- und Rückfläche 22, 24 des Frontpaneels 20 zu
der Öffnung 54 reflektiert.
Wie anhand der Lichtquelle zu sehen ist, die als A1 bezeichnet ist,
werden einige Lichtquellen, die von der Lichtquelle 40 ausgesandt
werden, in und entlang des Frontpaneels 20 in einem flachen
Winkel reflektiert, und wegen des Reflektionswinkels können sie an
der Öffnung
vorbei reflektiert werden. Einige dieser Lichtquellen werden von
der reflektierenden Wand 72 der Kompressionsrampe weg reflektiert, was
die reflektierende Frequenz der Lichtquellen abkürzt und mehr dieser Lichtquellen
zu der Öffnung 54 leitet.
Wie anhand der Lichtquelle, die als A2 bezeichnet ist, auf ähnliche
Weise zu sehen ist, werden selbst mit der Kompressionsrampe 70 einige
Lichtquellen, die von der Lichtquelle 40 abgestrahlt werden,
an der Öffnung 54 vorbei
reflektiert. Einige dieser Lichtquellen werden von der reflektierenden Wand 82 der
Reflektorrampe 80 weg reflektiert, wodurch mehr dieser
Lichtquellen zurück
in Richtung der Öffnung 54 geleitet
werden. Die Zunahme der Lichtquellen, die von der Kompressionsrampe 70 und der
Reflektorrampe 80 zu der Öffnung 54 gerichtet werden,
resultiert in einer Zunahme von Lichtquellen, die durch die Öffnung 54 ausgestrahlt
werden, weshalb eine hellere Grafik auf dem Paneel 10 angezeigt wird.
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Die
vorangegangene Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
erfolgte zum Zwecke der Illustration und Beschreibung und ist nicht
dazu bestimmt, die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen
zu erschöpfen
oder zu beschränken.
Die Beschreibungen wurden ausgewählt,
um die Prinzipien der Erfindung am besten zu erklären sowie ihre
praktische Anwendung, um den Fachmann in den Stand zu setzen, die
Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen
und Modifikationen am besten zu verwenden, die für den besonderen beabsichtigten
Zweck geeignet sind. Der Schutzumfang der Erfindung soll durch die
Beschreibung nicht beschränkt werden,
sondern er wird durch die unten angegebenen Ansprüche definiert.