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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Windschutzscheibe und wenigstens einem beleuchtbaren Bedienelement im Innenraum mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Derartige Kraftfahrzeuge sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits bekannt. Bedienelemente im Fahrzeug müssen für die Sichtbarkeit bei Nacht beleuchtet sein. Dabei sind deren Design und Anordnung so zu wählen, dass keine störenden Reflexionen an den Innenseiten der Scheiben auftreten. Insbesondere Reflexionen an der Innenseite der Windschutzscheibe können den Fahrer bei nächtlichen Fahrten irritieren. Auf Grund dieses Problems wird auch auf den Einsatz heller Designelemente, wie z. B. eine großflächige Interieurbeleuchtung während der Fahrt verzichtet.
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So werden auch auf Flächen, die sich in den Scheiben spiegeln können, keine beleuchtbaren Bedienelemente positioniert, abgesehen von gewollt reflektiv arbeitenden Systemen, wie beispielsweise Head-Up-Displays in der Windschutzscheibe.
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Andere Lösungen verwenden mechanische Blenden, durch die die Lichtstrahlen gegenüber den reflektierenden Scheiben abgeschirmt werden.
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Die oben genannten Lösungen zur Vermeidung von störenden Reflexionen schränken allerdings die Gestaltungsmöglichkeiten für das Kraftfahrzeug stark ein. Daraus resultieren meist unruhige und unebene Flächen und damit Einbußen in Komfort oder auch Ergonomie.
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Aus der
US 2003/0213683 A1 ist ein kostengünstiges Herstellungsverfahren für eine Bedienelement-Struktur bekannt, welche auch in einem Kraftfahrzeug integriert werden kann und bei der eine Vielzahl von Symbolen oder Buchstaben durch Hinterleuchtung sichtbar gemacht werden kann. Außerdem wird auch der Einsatz von Hologramm-Folien zur Reflexion einfallenden Lichtes mit hoher Helligkeit erwähnt, um visuelle Effekte zu verbessern.
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In der
US 2008/0158134 A1 wird der Einsatz von Hologrammen als optische Filter in einer Anzeige- und Bedieneinrichtung für mobile Endgeräte beschrieben. Es wird erwähnt, dass zur Beleuchtung des Hologramms mit Licht unterschiedlicher Einfallswinkel zwei LEDs (Licht emittierende Dioden) genutzt werden können. In Abhängigkeit des Einfallswinkels sind durch das Hologramm unterschiedliche Symbole für einen Betrachter zur Anzeige bringbar. Auf diese Weise soll die Bedien- und Lesbarkeit der Bedien- und Anzeigeeinrichtung verbessert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, durch welches die Blendung seines Fahrzeugführers bei Dunkelheit vermindert wird.
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Vorgenannte Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen beziehungsweise Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeug mit einer Windschutzscheibe und wenigstens einem beleuchtbaren Bedienelement im Innenraum des Kraftfahrzeugs, wobei das Bedienelement wenigstens ein Hologramm enthält, welches durch wenigstens eine Lichtquelle beleuchtbar ist oder beleuchtet wird. Das wenigstens eine Hologramm ist derart beleuchtbar oder wird derart beleuchtet, dass für einen Betrachter wenigstens ein Symbol sichtbar wird.
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Die Erfindung schlägt nun vor, dass Lichtstrahlen der wenigstens einen Lichtquelle durch das wenigstens eine Hologramm derart ablenkbar sind oder abgelenkt werden, dass aus dem Bedienelement austretende Lichtstrahlen nicht auf die Windschutzscheibe fallen.
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Auf diese Weise ist eine deutliche Verminderung der Blendwirkung des beleuchtbaren Bedienelementes bzw. von beleuchtbaren Bedienelementen im Innenraum des Kraftfahrzeugs möglich.
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Mit anderen Worten wird durch die Erfindung mittels holographischer Folien eine gezielte Steuerung des Sichtbarkeitsbereichs beleuchteter Bedienelemente im Innenraum des Kraftfahrzeugs vorgenommen, derart, dass aus diesem austretende Lichtstrahlen nicht unmittelbar auf die Windschutzscheibe fallen und somit nicht durch Reflexionen an dieser als zusätzlicher Lichtstrahl in das Auge des Fahrzeugführers fallen können.
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Als Hologramm bezeichnet man eine mit holographischen Belichtungstechniken hergestellte, photographische Aufnahme, die nach Ausarbeitung und Beleuchtung mit kohärentem Licht ein echtes (ggf. dreidimensionales) Abbild des Ursprungsgegenstandes wiedergibt.
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Die Herstellungstechniken (Belichtungstechniken) zur Herstellung von Hologrammen sind zur Genüge bekannt und brauchen im Rahmen dieser Erfindung nicht weiter erläutert zu werden.
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Je nach Belichtungstechnik unterscheidet man zwischen Transmissionshologrammen und Reflexionshologrammen. Für eine Erzeugung eines Bildes muss das Transmissionshologramm von hinten mit einer geeigneten Lichtquelle durchleuchtet werden. Transmissionshologramme arbeiten nicht wellenlängenselektiv, d. h., die Erzeugung von Farbeffekten ist bei derartigen Transmissionshologrammen nicht möglich. Zudem müssen monochromatische Lichtquellen (beispielsweise Blau, Grün oder Rot) eingesetzt werden. Sollen Symbole oder dergleichen bei Dunkelheit in weißem Licht erscheinen, sind Transmissionshologramme nicht einsetzbar.
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Reflexionshologramme hingegen reflektieren das einfallende Licht, so dass die Lichtquelle, im Gegensatz zu Transmissionshologrammen, auf der Seite des Betrachters angeordnet sein kann.
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Gemäß einer ersten Ausbildung der Erfindung sind innerhalb des Bedienelementes in wenigstens einem von der wenigstens einen Lichtquelle erzeugbaren Strahlengang mehrere Hologramme hintereinander angeordnet. Von diesen Hologrammen enthält wenigstens ein Hologramm wenigstens ein Symbol.
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Der Begriff "Symbol" ist im Rahmen der Erfindung weit zu verstehen und kann beispielsweise ein Buchstabe, eine Zahl, ein Sonderzeichen, eine Figur, ein Piktogramm oder dergleichen beinhalten.
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Bei der Herstellung wurden die Hologramme nun derart belichtet, dass von der wenigstens einen Lichtquelle ausgehendes Licht von einem weiter von der Lichtquelle beabstandeten Hologramm in Richtung eines dichter zur Lichtquelle beabstandeten Hologramms reflektierbar ist oder reflektiert wird und von diesem wiederum in Richtung eines Fahrgastraums reflektierbar ist oder reflektiert wird.
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Unter Berücksichtigung der späteren Einbauposition des Bedienelementes im Innenraum des Kraftfahrzeugs kann bei der Belichtung der Hologramme aufgrund der dadurch sehr genau beeinflussbaren Abstrahlcharakteristik eine genaue Festlegung des Abstrahlwinkels der Lichtstrahlen festgelegt werden.
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Dabei gestattet es die erwähnte Weiterbildung, dass als Hologramme Reflexionshologramme eingesetzt werden und dennoch die eingesetzte Lichtquelle zur Beleuchtung der Hologramme in einer Einbauposition des Bedienelementes unterhalb der Hologramme, also von einem Betrachter abgewandt, positioniert werden kann.
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Gemäß einer anderen zweckmäßigen Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass innerhalb des Bedienelementes wenigstens zwei Lichtquellen angeordnet sind und in wenigstens einem von den Lichtquellen erzeugbaren Strahlengang wenigstens drei Hologramme hintereinander angeordnet sind. Von diesen Hologrammen enthalten zumindest zwei Hologramme jeweils wenigstens ein Symbol. Die Hologramme wurden bei ihrer Herstellung derart belichtet, dass von einer ersten Lichtquelle ausgehendes Licht von einem am weitesten von der Lichtquelle beabstandeten Hologramm in Richtung eines ersten, dichter zur Lichtquelle beabstandeten Hologramms reflektierbar ist oder reflektiert wird und von einer zweiten Lichtquelle ausgehendes Licht von dem am weitesten von der Lichtquelle beabstandeten Hologramm in Richtung eines zweiten, dichter zur Lichtquelle beabstandeten Hologramms reflektierbar ist oder reflektiert wird. Das reflektierte Licht von den dichter zur Lichtquelle beabstandeten Hologrammen ist dann wiederum in Richtung eines Fahrgastraumes reflektierbar oder wird dorthin reflektiert.
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Auch hierbei erfolgt unter Berücksichtigung des späteren Einbauortes des Bedienelementes im Kraftfahrzeug die Belichtung der Hologramme derart, dass das in den Innenraum gelangende Licht nicht auf die Windschutzscheibe fällt.
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Durch diese Weiterbildung der Erfindung wird es ermöglicht, auf dem Bedienelement, je nach Wunsch, mehrere Symbole erscheinen zu lassen.
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Als Lichtquellen eignen sich vorzugsweise polychromatische Lichtquellen, welche beispielsweise als RGB-LEDs oder auch Laser ausgebildet sein können.
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RGB-LEDs sind in der Lage, Licht mit den Wellenlängen von rotem (R), von grünem (G) und von blauem (B) Licht auszustrahlen und durch Farbaddition auch weißes Licht zu erzeugen.
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Selbstverständlich ist jedoch auch der Einsatz von monochromatischen Lichtquellen denkbar.
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Auch bei dieser Weiterbildung der Erfindung sind die hintereinander angeordneten Hologramme als Reflexionshologramme ausgebildet.
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Es besteht also auch hier die Möglichkeit, die Lichtquellen in Montageposition des Bedienelementes unter den Hologrammen, also von einem Betrachter abgewandt, zu positionieren.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens wird jedoch auch vorgeschlagen, innerhalb des Bedienelementes wenigstens eine, monochromatisches Licht aussendende Lichtquelle und in wenigstens einem von der wenigstens einen Lichtquelle erzeugbaren Strahlengang wenigstens ein Hologramm anzuordnen. Das Hologramm enthält wiederum wenigstens ein Symbol und ist bei seiner Herstellung derart belichtet, dass von der wenigstens einen Lichtquelle ausgehendes Licht durch das Hologramm unter Beugung in Richtung eines Fahrgastraums hindurch tritt.
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Das Hologramm ist also als Transmissionshologramm ausgebildet.
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Diese Ausbildung der Erfindung ermöglicht unter Einsatz von nur einem einzigen Hologramm eine gezielte Steuerung des Sichtbarkeitsbereichs des beleuchteten Bedienelementes, also die gezielte Ablenkung der in den Fahrgastraum eintretenden Lichtstrahlen weg von der Windschutzscheibe.
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Auf diese Weise kann das Bedienelement sehr kompakt und kostengünstig ausgebildet werden.
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Allerdings ist es durch Einsatz eines Transmissionshologramms lediglich möglich, eine monochromatische Lichtquelle einzusetzen, welche ebenfalls als LED oder Laser ausgebildet sein kann.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.
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Es zeigen, jeweils schematisch
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1 eine Darstellung eines Teils des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
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2 eine Darstellung eines möglichen Aufbaus von einem beleuchtbaren Bedienelement,
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3 eine Darstellung eines weiteren möglichen Aufbaus eines beleuchtbaren Bedienelementes,
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4 eine Darstellung noch eines weiteren möglichen Aufbaus eines beleuchtbaren Bedienelementes.
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Zunächst wird auf die 1 Bezug genommen. Darin ist ein Kraftfahrzeug K im Bereich einer Windschutzscheibe 1 und einer Instrumententafel 2 ersichtlich. Der Übersichtlichkeit halber ist ein Lenkrad nicht dargestellt.
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Mit der Instrumententafel 2 ist ein Bedienelement 3 fest verbaut.
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Das Bedienelement 3 kann als Tast-, Wipp-, Dreh- oder Schiebeschalter ausgebildet sein. Die Aufzählung ist als nicht abschließend zu betrachten.
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Das Bedienelement 3 ist über wenigstens eine, in der Figur nicht ersichtliche Lichtquelle beleuchtbar. Ferner weist das Bedienelement 3 wenigstens ein, ebenfalls in der Figur nicht ersichtliches Hologramm auf, in das wenigstens ein Symbol durch entsprechende Belichtung eingebracht wurde.
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Mit L1, L2 und L3 sind von der Lichtquelle erzeugbare bzw. erzeugte und in Richtung eines Innenraums I des Kraftfahrzeugs K austretende Lichtstrahlen beziffert.
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Auf Grund einer speziellen Belichtung des wenigstens einen Hologramms in dem Bedienelement 3 treten alle aus dem Bedienelement 3 austretenden Lichtstrahlen in einer solchen Richtung in den Innenraum I aus, dass keiner der austretenden Lichtstrahlen zunächst auf die Windschutzscheibe 1 fällt und von dort in Richtung auf das Auge eines Fahrzeugführers F reflektiert werden kann. Von den austretenden Lichtstrahlen sind nur die Lichtstrahlen L1 bis L3 beispielhaft dargestellt.
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In Bedienelementen gemäß dem Stand der Technik ist dieses jedoch möglich, was durch einen gestrichelt gezeichneten Lichtstrahl LS angedeutet werden soll.
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Durch einen solchen Lichtstrahl LS, also durch unmittelbare Reflexion von aus Bedienelementen austretenden Lichtstrahlen an der Windschutzscheibe, können bei Fahrten in der Dunkelheit Beeinträchtigungen des Fahrzeugführers F durch diese Reflexionen stattfinden.
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Die Erfindung macht sich nun die gezielte Steuerbarkeit des Sichtbarkeitsbereichs beleuchteter Bedienelemente durch den Einsatz von Hologrammen zunutze, um derartige, störende Reflexionen (LS) zu vermeiden.
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In 2 ist nun ein möglicher Aufbau eines solchen Bedienelementes 3 näher dargestellt.
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So wird ein polychromatischer Aufbau mittels einer Lichtquelle 34 realisiert, welche als sogenannte RGB-LED ausgebildet ist.
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Von der Lichtquelle 34 ist beispielhaft ein ausgehender Lichtstrahl L0 bzw. Strahlengang dargestellt.
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In diesem Strahlengang sind zwei Hologramme 31 und 32 hintereinander angeordnet.
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Die Hologramme 31 und 32 sind als holographische Folien ausgebildet und derart belichtet, dass sie als Reflexionshologramme fungieren.
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Das Hologramm 31 ist näher zur Lichtquelle 34 beabstandet und das Hologramm 32 weiter von dieser.
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Zusätzlich ist erkennbar, dass durch die Belichtung in das Hologramm 31 ein Symbol 310 eingebracht ist.
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Wird nun die Lichtquelle 34 eingeschaltet, so wird der von dieser ausgesandte Lichtstrahl L0 aufgrund der speziellen Belichtung der Hologramme 31 und 32 von dem weiter von der Lichtquelle 34 beabstandeten Hologramm 32 reflektiert und auf das näher zur Lichtquelle 34 beabstandete Hologramm 31 reflektiert.
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Der Lichtstrahl L0 wird dann wiederum vom Hologramm 31 als Lichtstrahl L2 in Richtung des Innenraums I vom Kraftfahrzeug K reflektiert. Hierdurch wird das Symbol 310 für einen im Inneren I des Kraftfahrzeugs K befindlichen Fahrzeugführer F ersichtlich (vgl. 1).
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3 zeigt eine weitere Möglichkeit der konkreten Ausgestaltung eines Bedienelementes 3.
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Im Unterschied zur vorherigen Figur sind bei diesem Bedienelement 3 drei Hologramme 31, 32, 33 und zwei Lichtquellen 34 und 35 vorhanden.
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Die Lichtquellen 34 und 35 sind ebenfalls als polychromatische Lichtquellen (beispielsweise RGB-LEDs) ausgebildet.
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Die Hologramme 31 bis 33 sind wiederum derart belichtet, dass sie als Reflexionshologramme fungieren.
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Konkret wird bei Aktivierung der Lichtquelle 34 ein Lichtstrahl L0 erzeugt, in dessen Strahlengang die drei Hologramme 31 bis 33 hintereinander angeordnet sind.
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Das Hologramm 31 ist am dichtesten zur Lichtquelle 34 bzw. 35 beabstandet, das Hologramm 33 demzufolge am weitesten von diesen Lichtquellen.
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Der durch die Lichtquelle 34 ausgesendete Lichtstrahl L0 wird nun auf Grund einer speziellen Belichtung der Hologramme 31 bis 33 von den ersten beiden Hologrammen 31 und 32 durchgelassen und erst von dem am weitesten beabstandeten Hologramm 33 in Richtung eines näher zur Lichtquelle 34 beabstandeten Hologramms, im Ausführungsbeispiel in Richtung des Hologramms 32 reflektiert. Von dort wird der Lichtstrahl L0 als Lichtstrahl L2 wiederum in Richtung des Innenraums I reflektiert bzw. tritt als solcher aus dem Bedienelement 3 in diesen aus.
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Durch die genannte Reflexion wird ein in das Hologramm 32 durch entsprechende Belichtung eingebrachtes Symbol 320 für einen im Innenraum I befindlichen Betrachter ersichtlich.
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Wird hingegen die Lichtquelle 35 eingeschaltet, so wird ein Lichtstrahl L0 aufgrund einer speziellen Belichtung der Hologramme 31 bis 33 ebenfalls an dem Hologramm 33 zurück in Richtung eines näher zur Lichtquelle 35 beabstandeten Hologramms reflektiert. Im Ausführungsbeispiel ist das das Hologramm 31.
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Bedingt durch spezielle Belichtungen der Hologramme 32 und 31 wird dieser Lichtstrahl L0 jedoch nicht von dem Hologramm 32 reflektiert, sondern durch dieses hindurchgelassen und erst durch das Hologramm 31 als Lichtstrahl L2 wieder zurück in Richtung des Innenraums I reflektiert.
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Bei einem solchen Strahlengang wird ein durch die Belichtung in das Hologramm 31 eingebrachtes Symbol 310 für einen Betrachter im Innenraum I des Kraftfahrzeugs K ersichtlich.
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Es können also, je nach Aktivierung einer der Lichtquellen 34 oder 35 mit ein und demselben Bedienelement 3 zwei unterschiedliche Symbole 310 oder 320 sichtbar gemacht werden.
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Schließlich wird in der 4 eine weitere, mögliche Bauform für ein Bedienelement 3 dargestellt.
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Im Unterschied zu den zuvor genannten Bauarten, wird hierbei eine monochromatische Lichtquelle 36 verwendet. Die monochromatische Lichtquelle 36 ist schmalbandig ausgebildet und sendet also nur Licht eines bestimmten, schmalen Wellenlängenbereiches aus. Dieses Licht kann beispielsweise rotes, grünes oder auch blaues Licht sein.
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Im Unterschied zu den anderen Figuren wird ein Hologramm 37 eingesetzt, welches derart belichtet wurde, dass es als Transmissionshologramm fungiert.
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Von der Lichtquelle 36 ausgehende Lichtstrahlen, von denen beispielsweise ein Lichtstrahl mit L0 beziffert ist, werden am Hologramm 36 im Bereich eines durch Belichtung eingebrachten Symbols 310 nicht reflektiert, sondern lediglich gebeugt und treten als Lichtstrahlen L2 in Richtung des Innenraums I aus dem Bedienelement 3 aus.
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Unter Berücksichtigung der konkreten Verbauposition des Bedienelementes 3 im Innenraum I kann durch geeignete Belichtung der Hologramme also eine Abstrahlung von aus dem Bedienelement 3 austretenden Lichtstrahlen in Richtung einer Windschutzscheibe und/oder natürlich auch in Richtung von Seitenscheiben gezielt verhindert werden.
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Die Erfindung ist nicht auf das bzw. die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Diese wurden nur zur allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung herangezogen. Die Erfindung kann im Rahmen ihres Schutzumfangs vielmehr auch andere als die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele bzw. Ausprägungen annehmen. Hierbei kann sie insbesondere auch solche Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus Einzelmerkmalen der jeweiligen Ansprüche darstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Windschutzscheibe
- 2
- Instrumententafel
- 3
- Bedienelement
- 31
- Hologramm
- 32
- Hologramm
- 33
- Hologramm
- 34
- Lichtquelle
- 35
- Lichtquelle
- 36
- Lichtquelle
- 37
- Hologramm
- 310
- Symbol
- 320
- Symbol
- F
- Fahrzeugführer
- I
- Innenraum
- K
- Kraftfahrzeug
- L0–L3
- Lichtstrahlen
- LS
- Lichtstrahl
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2003/0213683 A1 [0006]
- US 2008/0158134 A1 [0007]
