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Die Erfindung betrifft ein Signalmodul zur Leuchtanzeige von Anzeigeelementen. Die Erfindung betrifft ferner eine Aufnahmeeinrichtung für ein Signalmodul. Ein weiterer Gedanke der Erfindung betrifft eine modulare Signaleinrichtung eines Fahrzeugs.
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Signalmodule zur Leuchtanzeige von Anzeigeelementen sind aus der Praxis für viele Anwendungen bekannt. Signalmodule werden beispielsweise zur Anzeige von Betriebszuständen oder von ausgewählten Optionen benutzt. Eine Nutzung von Signalmodulen ist beispielsweise bei Fahrzeugen und bei technischen Anlagen gebräuchlich.
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Signalmodule dienen der optischen Anzeige von Schrift oder Symbolen. Gebräuchlich ist, Leuchtanzeigen zu verwenden. Zur Leuchtanzeige können unterschiedliche Technologien genutzt werden. Insbesondere in Fällen, in denen nur eine geringe Anzahl unterschiedlicher Symbole zur Anzeige vorgesehen ist, kann aus Kostengründen die Bereitstellung von angepassten und nicht veränderlichen Leuchtanzeigen vorgesehen sein. Die Bereitstellung unveränderlicher Leuchtanzeigen geht jedoch mit dem Nachteil einher, dass je nach Anwendungszweck und Anzahl der vorgesehenen Symbole die Herstellung der entsprechenden Leuchtanzeigen angepasst werden muss. Dies führt zu verhältnismäßig hohen Kosten im Herstellungsprozess.
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Vor dem Hintergrund dieser Ausgangslage ist es Aufgabe der Erfindung, ein flexibles System bereitzustellen, mit dem Anzeigeelemente für unterschiedliche Systeme und bei geringen Herstellungskosten ermöglicht werden.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Signalmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit einer Aufnahmeeinrichtung für ein Signalmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie mit einer modularen Signaleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17.
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Es ist ein Signalmodul zur Leuchtanzeige von Anzeigeelementen vorgesehen. Das Signalmodul weist eine Symbolplatte mit einer Symbolplattenvorderseite und einer Symbolplattenhinterseite auf. Die Symbolplatte weist wenigstens einen für Licht semitransparenten oder transparenten Symbolbereich auf. Auf oder in dem Symbolbereich ist eine Anzahl von Anzeigeelementen angeordnet, mindestens jedoch ein Anzeigeelement. Bei dem Anzeigeelement kann es sich beispielsweise um ein Piktogramm handeln, das in einer lichtundurchlässigen Farbe in dem ansonsten lichtdurchlässigen transparenten oder semitransparenten Symbolbereich auf der Symbolplatte angeordnet ist. Auch invers in dem wenigstens einen für sichtbares Licht semitransparenten oder transparenten Symbolbereich mit lichtundurchlässiger Farbe aufgebrachte Anzeigeelemente können vorgesehen sein, ebenso wie beispielsweise in die Symbolplatte eingelaserte, eingeätzte oder auf andere Weise in der Symbolplatte eingebrachte Muster, Beschriftungen oder dergleichen.
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Das Signalmodul weist ferner einen Lichtwellenleiter auf, der sich auf der Seite der Symbolplattenhinterseite von einer Ausleuchteposition ausgehend zu einer Einkopplungsposition hin erstreckt. In der Ausleuchteposition ist eine erste Stirnfläche des Lichtwellenleiters frontal zu der Position des Anzeigeelements auf der Symbolplatte gerichtet, um das Anzeigeelement mittels Leuchtanzeige zu hinterleuchten. Das Hinterleuchten des Anzeigeelements erfolgt mittels Licht, welches von der Einkopplungsposition hin durch den Lichtwellenleiter zu der Ausleuchteposition hin geleitet wird.
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Erfindungsgemäß wird also Licht in einen Lichtwellenleiter eingeleitet und mittels des Lichtwellenleiters hinter die Symbolplatte geführt. Hinter der Symbolplatte erfolgt ein Hinterleuchten des Anzeigeelements. Das Anzeigeelement ist somit, wenn es mittels Licht hinterleuchtet wird, auf der anderen Seite aufgrund des Hinterleuchtens für den Bediener optisch wahrnehmbar. Der Bediener erkennt also bei Betrachtung der Symbolplattenvorderseite das hinterleuchtete Anzeigeelement, wenn Licht in den Lichtwellenleiter eingeleitet wird. Das Anzeigeelement erscheint dem Bediener als Leuchtanzeige.
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Dass der Symbolbereich für Licht semitransparent oder transparent ausgebildet sein soll, ist dahingehend zu verstehen, dass zumindest für eine für ein gesundes menschliche Auge sichtbare Wellenlänge des Lichtspektrums ein Hinterleuchten Symbolplatte auf der Symbolplattenvorderseite eine für das gesunde menschliche Auge sichtbare Leuchtanzeige bewirkt.
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Bevorzugt ist die Symbolplatte zumindest in den Bereichen des Symbolbereichs oder, besonders bevorzugt, in ihrer gesamten lateralen Erstreckung semitransparent oder transparent für Licht jeder Wellenlänge des sichtbaren Wellenlängenspektrums mit einer Wellenlänge zwischen 380 nm und 780 nm. Je geringer die Absorption von Licht innerhalb der Symbolplatte ist, desto wirkungsvoller ist die Leuchtanzeige. Bevorzugt ist deswegen vorgesehen, dass der Symbolbereich für jede Wellenlänge aus dem sichtbaren Wellenlängenspektrum transparent ist, wobei der Begriff der Transparenz dahingehend zu verstehen ist, dass der Symbolbereich eine Transmissivität >=0,8 aufweist. Der Begriff der Transmissivität ist für den Fachmann verständlich, wobei Transmissivität T, Absorption A und Reflexivität R dem Zusammenhang A + R + T = 1 folgen.
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Wie bereits angedeutet, ist das genaue Maß der Transparenz beziehungsweise Semitransparenz nicht wesentlich. Wesentlich ist, dass ein Hinterleuchten des Anzeigeelements von der Symbolplattenhinterseite auf der Symbolplattenvorderseite zu einer für ein gesundes menschliche Auge erkennbaren Leuchtanzeige führt. Prinzipiell kann für die Funktionalität des Signalmoduls bereits ausreichen, wenn die Symbolplatte nicht intransparent für sichtbares Licht ist.
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Dadurch, dass ein Lichtwellenleiter für die Bereitstellung des zum Hinterleuchten benutzten Lichts benutzt wird, kann in vorteilhafter Weise das erforderliche Leuchtmittel selbst sowie gegebenenfalls eine entsprechende Elektronik (beispielsweise Ansteuerungselektronik) an einer von der Symbolplatte selbst vergleichsweise weit entfernten Position angeordnet werden. Leuchtmittel und Elektronik selbst sind daher auch nicht notwendigerweise Bestandteil des Signalmoduls. Dadurch, dass Leuchtmittel und Elektronik in flexibler Weise positioniert werden können, kann das Signalmodul selbst in vergleichsweise bauraumsparender Weise und einer vielen Anwendungsfällen jeweils individuell angepasster Größe und Formgebung gefertigt werden. Ferner kann durch die konzeptionelle Trennung von Leuchtmittel sowie Elektronik von den Anzeigeelementen eine trotz der hohen Anpassbarkeit gute Wirtschaftlichkeit erreicht werden.
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Dass die erste Stirnfläche des Lichtwellenleiters frontal zu der Position des Anzeigeelements hin orientiert ist, bedeutet vorzugsweise, dass die erste Stirnfläche des Lichtwellenleiters und die Symbolplatte, zumindest die Symbolplattenhinterseite im Bereich des Anzeigeelements, parallel zueinander orientiert sind oder einen Winkel einschließen, der kleiner als 20 Grad, bevorzugt kleiner als 5 Grad, ist.
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Simulationen haben gezeigt, dass eine besonders effiziente Ausleuchtung des Anzeigeelements erreicht wird, wenn die Ausleuchteposition von der Symbolplattenvorderseite mit einem vorgegebenen Abstand beabstandet ist. Besonders gute Ergebnisse haben sich gezeigt, wenn der Abstand etwa ein Zehntel bis fünf Zehntel der größten lateralen Erstreckung des Anzeigeelements auf der Symbolplatte beträgt. Mit anderen Worten kann bei kleineren Anzeigeelementen ein geringerer Abstand der Ausleuchteposition zur Symbolplattenvorderseite und damit auch zum Anzeigeelement vorgesehen sein als es bei größeren Anzeigeelementen der Fall ist.
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Um den vorgegebenen Abstand konstruktiv auf kostengünstige wie auch robuste Weise festlegen zu können, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eine Abstandsplatte vorgesehen, die zwischen der Symbolplatte und der ersten Stirnfläche des Lichtwellenleiters angeordnet ist. Selbstverständlich muss auch die Symbolplatte transparent oder semitransparent für das zu transmittierende Licht sein.
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Um die Verluste bei Transmissionen zwischen Ausleuchteposition und Symbolplattenvorderseite möglichst gering zu halten, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Stirnfläche auf der ersten Abstandsplatte anliegend angeordnet ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Führungsplatte vorgesehen sein, welche auf der Seite der Symbolplattenrückseite positioniert ist und eine Führungsaufnehmung aufweist, mit welcher die Stirnfläche des Lichtwellenleiters lateral fixiert wird.
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Bevorzugt ist, wenn auf der Symbolplatte ein Symbolraster aus einer Anzahl von Symbolen angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass jedem Symbol des Symbolrasters wenigstens ein Paar von Ausleuchteposition und Einkopplungsposition zugeordnet ist. Dabei ist jedes Paar von Ausleuchteposition und Einkopplungsposition mit einem Lichtwellenleiter verbunden. Mit anderen Worten ist für jedes Symbol beziehungsweise Anzeigeelement zumindest eine Ausleuchteposition vorgesehen. Jede dieser Ausleuchtepositionen wird mit Licht versorgt, das in einer Einkopplungsposition in den Lichtwellenleiter eingespeist wird und von dem Lichtwellenleiter zu der Ausleuchteposition hin geführt wird. Mit wieder anderen Worten ist für das auf der Symbolplatte vorgesehene Symbolraster ein Raster von entsprechend positionierten Ausleuchtepositionen sowie ein Raster von Einkopplungspositionen vorgesehen. An jeder der Einkopplungspositionen kann somit Licht eingespeist werden, wobei durch Auswahl einer jeweiligen Einspeiseposition steuerbar ist, welches Anzeigeelement oder welche der Anzeigeelemente zu einem bestimmten Zeitpunkt durch Hinterleuchten als Leuchtanzeige sichtbar gemacht werden.
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Besonders flexibel ist das Signalmodul, wenn die Symbolplatte lösbar gekoppelter Bestandteil des Signalmoduls ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Symbolplatte an einer Halterung des Signalmoduls eingeklipst ist. Dadurch wird bewirkt, dass ein gleichartiges Grundmodul für eine Vielzahl von Symbolplatten genutzt werden kann. Für verschiedene Anwendungszwecke muss somit nur noch eine Anpassung der Symbolplatte erfolgen.
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Eine vorteilhafte Ausbildungsform des Signalmoduls sieht vor, dass eine Anzahl von Lichtwellenleitern vorgesehen ist, wobei jeder Lichtwellenleiter von einer jeweiligen Ausleuchteposition beginnend zu einer jeweiligen Einkopplungsposition sich erstreckend angeordnet ist. Mit anderen Worten ist jedem Lichtwellenleiter der Anzahl von Lichtwellenleitern ein Paar von Ausleuchteposition und Einkopplungsposition zugeordnet. Es ist also eine Ansammlung von Lichtwellenleitern vorgesehen, die beispielsweise ein Raster von Einkopplungspositionen einnehmen und von dort aus ein Raster von Ausleuchtepositionen einnehmen um wiederum ein Raster von Symbolen ausleuchten zu können. Gemäß dieser bevorzugten Weiterbildung ist zusätzlich vorgesehen, dass die Gesamtheit der Lichtwellenleiter mit einem Kunstharz und/oder mit einem Kunststoff zu einem Teilmodul vergossen ist. Nach Positionierung der Lichtwellenleiter ist also vorgesehen, dass durch Vergießen der Lichtwellenleiter in einem entsprechend geeignetem Material die Positionierung fixiert wird. Dadurch kann eine nach einmal erfolgter Positionierung mögliche Entfernung des Lichtwellenleiters von einer Ausleuchteposition oder von einer Einkopplungsposition vermieden werden. Bei unverändert flexibler Möglichkeit der Anordnung von Lichtwellenleitern bei nahezu beliebig konfektionierten Signalmodulen ist durch das Vergießen ein kompaktes Teilmodul hergestellt, welches robust handhabbar ist. Bei Verwendung eines Kunstharzes und/oder eines Kunststoffs mit möglichst hohem Brechungsindex kann zudem in vorteilhafter Weise die Effizienz der Lichtleitung erhöht werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtwellenleiter metallisiert werden. Eine Metallisierung ist aber gar nicht erforderlich, wenn beispielsweise ein Vergussmaterial mit einem Brechungsindex von n > 1,5 verwendet wird, wie es beispielsweise bei Polycarbonat mit n = 1,568 der Fall ist. Polycarbonat kann als Kunststoff genutzt werden, da er sich als sehr geeignet erwiesen hat (Angabe der Brechungsindizes für die Wellenlänge der Natrium-D-Linie mit einer Wellenlänge von 589 nm).
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Teilmodul eine oder mehrere Außenflächen des Signalmoduls bereitstellt und eine der Außenflächen als Seitenfläche oder Rückfläche des Signalmoduls eine zweite Stirnfläche des Lichtwellenleiters als Einkopplungspunkt für die Einkopplung des Lichts aufweist. Mit anderen Worten endet der Lichtwellenleiter an einer Seitenfläche oder Rückfläche des Signalmoduls. Dadurch wird unter anderem bewirkt, dass trotz der kompakten Gestaltung des Teilmoduls, welches in der hier erläuterten Weiterbildung aus in Kunststoff und/oder Kunstharz gegossenen Lichtwellenleitern besteht, eine sehr effiziente Einkopplung von Licht in den Lichtwellenleiter möglich ist.
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Alternativ dazu, dass die zweite Stirnfläche des Lichtwellenleiters an der Einkopplungsposition eine Seitenfläche oder eine Rückfläche des Signalmoduls mitbildet, um von außerhalb eine Einkopplung von Licht zu ermöglichen, kann das Signalmodul selbst ein Leuchtelement aufweisen. Das Leuchtelement ist dabei derart positioniert, dass eine zweite Stirnfläche des Lichtwellenleiters frontal zu dem Leuchtelement gerichtet ist, so dass die Einkopplung von mittels des Leuchtelements emittierten Lichts innerhalb des Signalmoduls erfolgt. Ferner ist vorgesehen, dass eine elektrische Kontaktierungsstelle des Leuchtelements von einem Signalmoduläußeren hindernisfrei zugänglich ist zur Bereitstellung einer elektrischen Kontaktierbarkeit der Leuchtelemente. Mit anderen Worten ist gemäß dieser Ausgestaltung vorgesehen, dass das Leuchtelement Bestandteil des Signalmoduls ist und lediglich die elektrische Kontaktierung der Leuchtelemente außerhalb des Signalmoduls ermöglicht werden muss. Zwar ist ein derartiges Signalmodul komplexer herzustellen als eines ohne Leuchtelemente, jedoch ist andererseits der Vorteil zu erreichen, dass Fehler bei der Positionierung von Leuchtelementen unterbunden werden können, da ein einmal positioniertes Leuchtelement seine Position nicht mehr ohne weiteres verlässt.
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Ein weiterer Gedanke der Erfindung betrifft eine Aufnahmeeinrichtung für ein Signalmodul der eingangs genannten Art. Die Aufnahmeeinrichtung weist wenigstens ein Halteelement auf, mittels welchem das Signalmodul mechanisch koppelbar ist. Dies bedeutet, dass das Signalmodul in die Aufnahmeeinrichtung einbringbar ist, an der Aufnahmeeinrichtung angebracht werden kann oder auf ähnliche Weise, sei es reversibel oder irreversibel, mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden werden kann. Die mechanische Kopplung kann sowohl mittels eines gesonderten Verbindungselements, wie beispielsweise einer Schraube oder ähnlichem, vorgesehen sein als auch mittels anderer Mechanismen erfolgen. Im Prinzip sind beliebige Haltemechanismen verwendbar, sei es basierend auf Kraftschluss, Formschluss, Reibschluss, Stoffschluss oder Kombinationen aus diesen. Wesentlich ist, dass das Signalmodul an der Aufnahmeeinrichtung eingebracht werden kann und sodann mit dieser verbindbar ist.
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Die Aufnahmeeinrichtung weist ferner wenigstens ein schaltbar spannungsversorgtes elektrisches Kontaktierungselement auf. Durch Einbringen des Signalmoduls in die Aufnahmeeinrichtung wird somit also wenigstens die elektrische Versorgung, insbesondere der Leuchtelemente des Signalmoduls, herbeigeführt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Aufnahmeeinrichtung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung ein Leuchtelement aufweist. Das Leuchtelement ist mit dem elektrischen Kontaktierungselement gekoppelt. Das Leuchtelement ist in seiner Position derart an das angepasst, dass die Position der Einkopplungsposition des Lichtwellenleiters der zweiten Stirnfläche des Lichtwellenleiters frontal gegenüberstehend positioniert ist. Bevorzugt ist jede Einkopplungsposition aller Lichtwellenleiter in dem Signalmodul einem korrespondierenden Leuchtelement zur Einkopplung von Licht mit einer zweiten Stirnfläche frontal gegenüberstehend angeordnet.
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Bei einer der Ausführungen des Signalmoduls, die selbst kein Leuchtelement aufweisen, ist dies bevorzugt derart ausgeführt, dass nach der mechanischen Kopplung des Signalmoduls, mit der Aufnahmeeinrichtung das Aktivieren des Leuchtelements bewirkt, das mittels des Leuchtelements erzeugtes Licht in den Lichtwellenleiter eingekoppelt wird und hin zu der Ausleuchteposition geleitet wird, wo es sodann zum Hinterleuchten des Anzeigeelements führt, was dadurch jenseits der Symbolplatte als Ausleuchtung des Anzeigeelements optisch wahrnehmbar ist. Mit anderen Worten ist die Aufnahmeeinrichtung in dieser Weiterbildung dazu eingerichtet, Leuchtelemente bereitzustellen, welche mit dem Lichtwellenleiter beziehungsweise den Lichtwellenleitern des Signalmoduls entsprechend derer Einkopplungspositionen derart zusammenwirken, dass durch die Aufnahmeeinrichtung die Hinterleuchtung der Symbolplatte bewirkt wird. Dadurch, dass Aufnahmeeinrichtung und Signalmodul unabhängig voneinander bereitstellbar sind, kann die Fertigung der Aufnahmeeinrichtung für unterschiedlich angepasste Signalmodule in identischer Weise und somit in hoher Stückzahl, also folglich bei vergleichsweise geringen Kosten erfolgen.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Leuchtelement eine LED ist. Wenn ein Raster von Einkopplungspositionen vorgesehen ist und entsprechend ein komplementäres Raster von LEDs vorgesehen ist, kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass an unterschiedlichen Positionen des Rasters LEDs unterschiedlicher Farbe vorgesehen sind. Dadurch kann für verschiedene Ausleuchtepositionen eine unterschiedliche Signalisation bewirkt werden.
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In der alternativen Ausgestaltung, dass das Leuchtelement bereits Bestandteil des Signalmoduls ist, kann vorgesehen sein, dass das elektrische Kontaktierungselement derart auf die Position des Leuchtelements in einem Signalmodul mit vorhandenem Leuchtelement angepasst ist, dass nach einer mechanischen Kopplung des Signalmoduls mit der Aufnahmeeinrichtung ein Aktivieren des Leuchtelements die Einkopplung von mit dem Leuchtelement erzeugtem Licht bewirkt wird und dadurch eine Ausleuchtung des Anzeigeelements und dessen Leuchtanzeige bewirkt wird. Mit anderen Worten wird in dieser Ausgestaltung das Leuchtelement oder die Leuchtelemente mit dem elektrischen Kontaktierungselement kontaktiert.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeeinrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern einer Spannungsversorgung des Leuchtelements aufweist. Dadurch kann das Signalmodul selbst möglichst platzsparend gefertigt werden, andererseits durch Bereitstellung der Aufnahmeeinrichtung die Steuerung der Signalmodule unabhängig oder weitgehend unabhängig von einer zentralen Steuereinrichtung, wie beispielsweise einer Fahrzeugsteuereinrichtung, ausgestaltet sein. Als Steuereinrichtung kann beispielsweise ein Mikrocontroller vorgesehen sein.
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Bevorzugt weist die Aufnahmeeinrichtung eine optische Sensoranordnung auf, die mit der Steuereinheit gekoppelt ist. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung kann die Steuereinheit ausgebildet sein, die Steuerung der Spannungsversorgung der Leuchtelemente in Abhängigkeit von Sensorsignalen der optischen Sensoreinheit vorzunehmen. Beispielsweise kann die optische Sensoranordnung derart ausgewählt sein, dass die Sensoranordnung eine Gestensteuerung erfasst, diese Gestensteuerung in Sensorsignale umwandelt und diese Sensorsignale in die Steuerung der Spannungsversorgung eingeht. Die Aufnahmeeinrichtung kann somit in besonders vorteilhafter Weise Leuchtelemente in Abhängigkeit von einer Gestensteuerung ansteuern, wobei das angesteuerte Leuchtelement zum Hinterleuchten eines Anzeigenelements führt. Die Aufnahmeeinrichtung ist dadurch geeignet, einem Benutzer eine visuelle Antwort in Form von hinterleuchteten Anzeigeelementen zu geben, wobei das Hinterleuchten in Abhängigkeit von den Sensorsignalen der optischen Sensoranordnung und durch entsprechend mittels des Steuergeräts ausgegebenen Steuersignalen erfolgt.
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Als optische Sensoranordnung kann insbesondere eine 3D-Time-Of-Flight-Kamera vorgesehen sein.
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Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung, in der Signalmodul und Aufnahmeeinrichtung derart ausgebildet sind, dass eine Anlagekante zwischen Signalmodul und Aufnahmeeinrichtung mit einem geeigneten Dichtmittel, beispielsweise mit einer umlaufenden Profildichtung aus einem synthetischen Kautschuk, wasserdicht ausgeführt ist. Durch Bereitstellung von Signalmodul und Aufnahmeeinrichtung als separate Module kann zudem sichergestellt werden, dass jede der beiden wasserdicht ausgeführt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung der Aufnahmeeinrichtung sowie gegebenenfalls weitere elektrisch betriebene Bestandteile mit einem Kunststoff vergossen sind, um einen dauerhaften Schutz vor äußeren Einflüssen zu gewährleisten.
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Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ist eine modulare Signaleinrichtung eines Fahrzeugs vorgesehen. Die modulare Signaleinrichtung des Fahrzeugs weist eine Aufnahmeeinrichtung auf, welche an dem Fahrzeug angeordnet ist. Die Aufnahmeeinrichtung weist außerdem ein Signalmodul auf, welches mit der Aufnahmeeinrichtung gekoppelt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Signaleinrichtung an der B-Säule des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Gemäß einem Gedanken der Erfindung ist die Aufnahmeeinrichtung unlösbar an dem Fahrzeug angeordnet. Der Begriff unlösbar bezeichnet dabei eine nicht zerstörungsfreie Lösbarkeit.
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Es kann auch eine alternative Ausgestaltung vorgesehen sein, gemäß welcher die Aufnahmeeinrichtung und das Signalmodul miteinander modular gekoppelt werden und in gekoppelter Weise an dem Fahrzeug, beispielsweise in einer entsprechenden Haltevorrichtung, angeordnet werden können.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten wie auch die nachfolgend erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind.
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Es zeigen:
- 1a-c: eine modulare Signaleinrichtung, aufweisend ein erfindungsgemäßes Signalmodul sowie eine Aufnahmeeinrichtung;
- 2a-c: eine modulare Signaleinrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
- 3a-d: eine modulare Signaleinrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
- 4a-d: eine modulare Signaleinrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
- 5a: eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Signalmoduls;
- 5b: ein Ausschnitt einer Seitenansicht;
- 6: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Signalmoduls;
- 7: eine rückseitige Ansicht eines erfindungsgemäßen Signalmoduls;
- 8: eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Signalmoduls in einer Rückansicht.
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1a ist eine Ausführungsform eines Signalmoduls 1 zu entnehmen, das in einer Seitenansicht dargestellt ist. In der schematischen Darstellung der 1a ist eine Symbolplatte 3 mit einer Symbolplattenvorderseite 4 dargestellt, auf welcher eine Anzahl von Anzeigeelementen angeordnet ist, wobei stellvertretend das Anzeigeelement 2h der vorhandenen Anzeigeelemente 2a bis 2r in seiner Position gekennzeichnet ist. Rückseitig der Symbolplatte 3 sind die Lichtwellenleiter 7b und 7h dargestellt, die, am Beispiel des Lichtwellenleiters 7h, mit ihrer ersten Stirnfläche 9 von der Symbolplattenhinterseite beabstandet und von ihrer Ausleuchteposition 8 aus hin zu ihrer Einkopplungsposition 10h und 10b geführt sind. Um den Abstand zwischen Symbolplattenhinterseite 5 und Stirnfläche 9 des Lichtwellenleiters 7h konstant zu halten, also die Stirnfläche 9 in ihrer Ausleuchteposition 8 zu fixieren und dabei auch den Abstand der Stirnfläche 9 von der Symbolplattenvorderseite 4 wie von der Symbolplattenhinterseite konstant zu halten, ist eine Abstandsplatte 12 vorgesehen, welche einen vorgegebenen Abstand zwischen Symbolplatte und Stirnfläche 9 der Lichtwellenleiter festlegt. Die Abstandsplatte 12 ist in ihrer Materialgebung derart an die verwendeten Leuchtelemente 11b, 11h angepasst, dass die Transmission der Wellenlängen des von den Leuchtelementen emittierten und aus den Lichtwellenleitern in die Abstandsplatte 12 eingekoppelten Lichts wenigstens 90 Prozent für jede der verwendeten Wellenlängen aus dem für das gesunde menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 380 nm und 780 nm ist.
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Zur Bereitstellung der Leuchtelemente dient die in 1b beispielhaft dargestellte Aufnahmeeinrichtung 18. Um eine effiziente Einkopplung des Lichts in die Lichtwellenleiter, stellvertretend hier Lichtwellenleiter 7b und 7h, zu gewährleisten, sind Leuchtelemente 11b, 11h sowie weitere, in der gezeigten Darstellung nicht erkennbare Leuchtelemente 11a bis 11r vorgesehen. Die Leuchtelemente sind mittels vorhandener Kontaktierungselemente unlösbar, also nicht zerstörungsfrei lösbar, mit einer Steuervorrichtung 16 elektrisch gekoppelt. Mittels der Steuervorrichtung 16 können die Leuchtelemente 11b, 11h angesteuert werden. In der gezeigten Ausführungsform sind die Leuchtelemente 11a und 11b als LED ausgestaltet. Die Leuchtelemente 11a und 11b sind, mit anderen Worten, in der dargestellten Ausführungsform Bestandteil der Aufnahmeeinrichtung 18. Die Aufnahmeeinrichtung ist derart auf die Form und die Abmessungen des Signalmoduls 1 angepasst, dass das Signalmodul 1 in die Aufnahmeeinrichtung 18 eingeführt und in dieser positioniert werden kann. Zur mechanischen Kopplung des Signalmoduls 1 weist die Aufnahmeeinrichtung 18 ein als Rastelement 17 ausgebildetes Halteelement auf, welches als Haltelement dient. Die Positionierung der Leuchtelemente 11a bis 11r (in der gezeigten Perspektive der 1a) nur 11b und 11h dargestellt) ist derart auf die Lichtwellenleiter 7a bis 11r angepasst, dass die jeweiligen zweiten Stirnflächen, welche sich an ihren Einkopplungspositionen 10a bis 10r befinden, nach Einrasten des Signalmoduls 1 in der Aufnahmeeinrichtung 18 eine zweite Stirnfläche der Lichtwellenleiter 7b, 7h frontal zu den Leuchtelementen 11b, 11h weisend gerichtet ist, wie in 1c dargestellt ist. Damit eine möglichst effiziente Einkopplung von Licht in die Lichtwellenleiter 7b, 7h erreicht wird, sind Signalmodul 1 und die Positionierung der Leuchtelemente 11b, 11h vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass die zweiten Stirnflächen der Lichtwellenleiter 7b, 7h mit der Rückfläche des Signalmoduls 1 bündig abschließen.
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So kann, wie 1c zu entnehmen, nach dem Einbringen des Signalmoduls 1 in die Aufnahmeeinrichtung 18 mittels Aktivieren der Leuchtelemente 11b, 11h die Einkopplung von Licht in die Lichtwellenleiter 7b, 7h herbeigeführt werden und dadurch das Hinterleuchten der Anzeigeelemente 2a und 2h, letzteres nicht dargestellt, durch das entsprechend durch die Lichtwellenleiter 7b, 7h weitergeleitete Licht bewirkt werden.
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In der alternativen Ausgestaltung der 2a-c ist die Funktionsweise im Prinzip eine ähnliche. Auch die konstruktive Umsetzung der modularen Signaleinrichtung ist jeder der in 1a-c dargestellten ähnlich; die Ausgestaltung des Signalmoduls 1 der 2a unterscheidet sich von der in 1a dargestellten Ausführungsform, dass die Leuchtelemente 11b, 11h innerhalb des Signalmoduls 1 angeordnet und mit diesem unlösbar verbunden sind. Anstelle der Leuchtelemente weist das Aufnahmeelement 18 mit der Steuereinrichtung 16 gekoppelte elektrische Kontaktierungselemente 19 b, 19h auf, welche bei Anordnen des Signalmoduls 1 in der Aufnahmeeinrichtung 18 mit Kontaktierungsstellen der als Bestandteil des Signalmoduls 1 vorhandenen Leuchtelemente 11b, 11h elektrisch gekoppelt werden.
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3a ist ein Signalmodul 1 zu entnehmen, welches sich von dem Signalmodul 1 in der Ausführungsform der 1a in den Proportionen seiner Abmessungen unterscheidet. Eine zur Aufnahme des Signalmoduls 1 in der Ausführungsform der 3a geeignete Aufnahmeeinrichtung 18 ist 3b zu entnehmen. Zusätzlich zu den Anpassungen der Proportionen in den Abmessungen und der Positionierung der Steuereinrichtung 16 unterscheidet sich die Aufnahmeeinrichtung 18 in der Ausführungsform der 3b von derjenigen der 1b insbesondere in der vorhandenen Sensoreinrichtung 20, die als 3D-TOF-Kamera ausgebildet ist. Die Sensoreinrichtung 20 ist wie auch die Leuchtelemente 11b, 11h mit der Steuereinrichtung 16 gekoppelt. 3c ist, wieder vergleichbar der Darstellung der 1c, zu entnehmen, wie Signalmodul 1 und Aufnahmeeinrichtung 18 eine modulare Signaleinrichtung bilden. Insbesondere ist zu entnehmen, dass die Positionierung der Leuchtelemente 11b und 11h auf die Enden der Lichtwellenleiter 7b und 7h abgestimmt ist, sodass durch entsprechende Ansteuerung der Leuchtelemente 11b und 11h eine Durchleitung von Licht zu den Ausleuchtepositionen, beispielsweise im Falle des Lichtwellenleiters 11h zu der Ausleuchteposition 8. Eine Frontansicht der Aufnahmeeinrichtung 18 ist 3d zu entnehmen. Insbesondere kann der Frontansicht entnommen werden, dass in beispielhafter Ausführung die Positionierung der Leuchtelemente 11a-r in einer 2x9-Matrix vorgesehen sein kann, wobei alle Leuchtelemente in einer Ebene angeordnet sind, die parallel zu der Ebene liegt, in welcher die Symbolplattenvorderseite sich befindet, wenn das Signalmodul 1 in der Aufnahmeeinrichtung 18 aufgenommen ist. Auch ist zu erkennen, dass die als 3D-TOF-Kamera ausgebildete optische Sensoreinrichtung eine Beleuchtungseinheit 20' und eine Sensoroptik 20" aufweist.
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4a-d sind gegenüber den Ausführungsformen der 3a-d leicht abgewandelte Ausführungsformen von Signalmodul 1 und Aufnahmeeinrichtung 18 zu entnehmen. Die durch Stirnflächen, in der dargestellten Perspektive 10b und 10h, ausgeführten Einkopplungspositionen sind, wie 4a zu entnehmen, an einer Unterfläche des Signalmoduls 1 positioniert. Entsprechend sind die Leuchtelemente, sichtbar sind 11b und 11h, in der Aufnahmeeinrichtung 18 entsprechend angeordnet, sodass bei in der Aufnahmeeinrichtung 18 aufgenommenem Signalmodul 1 (siehe 4c) wiederum die Einkopplung von Licht der Leuchtelemente 11b und 11h erfolgt zur Weiterleitung des Lichts durch die Lichtwellenleiter 7b und 7h. Eine Frontansicht der Aufnahmeeinrichtung der 4b ist 4d zu entnehmen. Der Frontansicht ist insbesondere zu entnehmen, dass die Leuchtelemente in einer rechteckigen 2x9-Matrix in einer Ebene liegend angeordnet sind, die senkrecht zu der Symbolplattenvorderseite bei eingeführtem Signalmodul orientiert ist. Bevorzugt kann vorgesehen sein, den Abschnitt der Aufnahmeeinrichtung, in dem die optische Sensoreinrichtung positioniert ist, transparent auszugestalten.
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5a ist ein erfindungsgemäßes Signalmodul 1 zu entnehmen. Der Darstellung der 5a ist das Signalmodul 1 in einer Frontansicht zu entnehmen. In der Frontansicht des Signalmoduls 1 ist eine Symbolplatte 3 mit einer Symbolplattenvorderseite 4 zu erkennen. Die Symbolplatte 3 ist in der dargestellten Ausführungsform vollständig transparent ausgebildet, die Symbolplatte 3 ist somit in ihrer gesamten Flächenausdehnung als transparenter Symbolbereich 6 ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Begriff der Transparenz dahingehend zu verstehen, dass für den gesamten Wellenlängenbereich, welcher für das gesunde menschliche Auge sichtbar ist, die Transmission des Lichts jeder Wellenlänge aus diesem Bereich 80 Prozent oder mehr beträgt. Für die Funktionsfähigkeit des Signalmoduls ist das jeweils vorhandene Maß der Transparenz oder Semitransparenz nicht von vorrangiger Bedeutung; wesentlich ist, dass ein Betrachter ein hinterleuchtetes Anzeigeelement als solches erkennt. Auf der Symbolplatte 3 ist eine Anzahl von Anzeigeelementen 2a bis 2r - also 2a, 2b, 2c usw. bis zu 2 q und 2r - angeordnet, die mit intransparenter Farbe auf der Symbolplattenhinterseite aufgedruckt sind. Auf der dargestellten Symbolplatte 3 sind die Anzeigeelemente 2a bis 2r in einem Symbolraster angeordnet. Hinter jedem Anzeigeelement 2a bis 2r endet einer der Lichtwellenleiter 7a bis 7r. Die Stirnfläche des Lichtwellenleiters ist in der dargestellten Frontansicht nicht sichtbar. Die Lichtwellenleiter 7a bis 7r sind derart hinter der Symbolplatte 3 angeordnet, dass eine erste Stirnfläche jedes Lichtwellenleiters zu dem jeweiligen Anzeigeelement 2a bis 2r hin orientiert und zu diesem frontal positioniert ist. Die Positionierung ist in 5b an dem Beispiel des Anzeigeelements 2a schematisch dargestellt. Hinter der Symbolplatte, in dem gezeigten Beispiel hinter dem Anzeigeelement 2a, ist die erste Stirnfläche 9 des Lichtwellenleiters 7a positioniert. Die erste Stirnfläche 9 ist parallel zu der rückseitigen Fläche der Symbolplatte 3 orientiert. In analoger Weise ist dies bei der Ausführungsform der 5a für jedes der Anzeigeelemente 2b bis 2r mit jedem der Lichtwellenleiter 7b bis 7r ebenfalls der Fall. Die Lichtwellenleiter 7b bis 7r sind von ihrer jeweiligen Ausleuchteposition ausgehend, in welcher sie mit einer Stirnfläche zu dem korrespondierenden Anzeigeelement 2a bis 2r hin orientiert sind, derart in dem Signalmodul angeordnet, dass sie zu einer jeweiligen Einkopplungsposition hin geführt werden. 5b ist auch zu entnehmen, dass zwischen der Stirnfläche 9 des Lichtwellenleiters 7a ein Abstand von der Ausleuchteposition zu der Symbolplattenhinterseite und somit auch zu der Symbolplattenvorderseite besteht. Dieser Abstand ist erforderlich, um eine möglichst großflächige und somit effiziente Hinterleuchtung der Anzeigeelemente 2a bis 2r zu bewerkstelligen. In der Ausführungsform der 5a ist ein Halteraster 13 vorgesehen, durch welches die Lichtwellenleiter 7a bis 7r hindurchgeführt werden, um mit ihrer zweiten Stirnfläche (welche in 5a nicht dargestellt ist) rückseitig der Papierebene der 5a für eine Einkopplung von Licht bereitgestellt zu sein. Das beispielhafte Halteraster 13 bewirkt eine exakte laterale Positionierung, um die vorgesehene Einkopplung des Lichts effizient und reproduzierbar bewerkstelligen zu können.
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6 ist eine Seitendarstellung des erfindungsgemäßen Signalmoduls 1 in der Ausführungsform der 6 zu entnehmen. Insbesondere ist erkennbar, wie ein Verlauf der Lichtwellenleiter von ihrer jeweiligen, auf der Seite der Symbolplattenhinterseite 5 befindlichen, Ausleuchteposition zu ihrer Einkopplungsposition hin vorgesehen werden kann. Wie der Ausführungsform der 6 ebenfalls zu entnehmen ist, schließen die zweiten Stirnflächen an der Einkopplungsposition mit dem Halteraster 13 bündig ab, wie beispielsweise durch die dargestellte zweite Stirnfläche 10a illustriert ist. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Signalmodul in Zusammenwirkung mit einer Aufnahmeeinrichtung eine modulare Signaleinrichtung bildet, wie beispielsweise in den 1 bis 4 in beispielhaften Ausführungsformen dargestellt.
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Eine rückseitige Darstellung des in den 5 und 6 dargestellten Signalmoduls ist 7 dargestellt. Insbesondere ist zu erkennen, wie der Verlauf der Lichtwellenleiter 7a bis 7r von ihrer Ausleuchteposition hin zu ihrer Einkopplungsposition 10a bis 10r verläuft. Auch der bündige Abschluss der zweiten Stirnflächen mit einer rückseitigen Außenfläche des Halterasters 13 an den Einkopplungspositionen 10a bis 10r ist zu entnehmen. In der Ausführungsform der 7 ist dem Anzeigeelement 2a eine Ausleuchteposition sowie eine Einkopplungsposition 10a zugeordnet, wobei beide mit dem Lichtwellenleiter 7a verbunden sind. In analoger Weise ist jedem Anzeigeelement der bei der Ausführungsform der 7 nur rückseitig dargestellten Symbolplatte 3 genau ein Paar von Ausleuchteposition und Einkopplungsposition zugeordnet (beispielsweise Anzeigeelement 2b, Lichtwellenleiter 7b, Einkopplungsposition 10b usw.). Jedes Paar von Ausleuchteposition und Einkopplungsposition ist mit genau einem Lichtwellenleiter verbunden. Prinzipiell kann auch eine Kopplung mit mehreren Lichtwellenleitern vorgesehen sein, beispielsweise um das Hinterleuchten mit unterschiedlichen Farben zu bewerkstelligen. Wie aus der rückseitigen Darstellung der 7 zu entnehmen ist, ist mit der dargestellten Konstruktion ermöglicht, beispielsweise durch Einkopplung von Licht in Einkopplungsposition 10a in den Lichtwellenleiter 7a hinein ein Hinterleuchten des Anzeigeelements 2a herbeizuführen usw. Dies bedeutet, dass lediglich ein Raster von Leuchtelementen bereitgestellt werden muss, die zu den Einkopplungspositionen 10a-r komplementär ausgebildet sind. Durch Ansteuern dieser Leuchtelemente können sodann in entsprechender Weise die Anzeigeelemente 2a-r hinterleuchtet und somit für den Bediener von vorne aufgrund ihrer Leuchtanzeige erkennbar gemacht werden. Um die exakte Positionierung des Lichtwellenleiterendes mit ihrer ersten Stirnfläche an der Ausleuchteposition zu dem Anzeigeelement hin in lateraler Positionierung zum Anzeigeelement sicherzustellen, ist in der Ausführungsform der 7 eine Führungsplatte 14 vorgesehen. Die Führungsplatte 14 ist rückseitig der Symbolplatte 3 angeordnet, also der Symbolplattenrückseite 5 zugewandt, und weist Führungsaufnehmungen auf, nämlich für jeden der zu positionierenden Lichtwellenleiter 7a bis 7r ein Loch. Die jeweiligen Lichtwellenleiter 7a bis 7r sind in das Loch hineingeführt und werden durch dieses lateral positioniert. Zur Positionierung des Lichtwellenleiters innerhalb des Signalmoduls 1 können die Lichtwellenleiter 7a bis 7r beispielsweise in einen Kunststoff und/oder ein Kunstharz eingegossen sein.
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In einer alternativen Ausführungsform des Signalmoduls 1, dargestellt in 8, ist ein Führungsgestell 15 vorgesehen, welches die Lichtwellenleiter 7a bis 7r innerhalb des Signalmoduls 1, alternativ oder zusätzlich zu einer Vergussmasse aus Kunststoff und/oder Kunstharz, stabilisiert. Das Stabilisieren der Lichtwellenleiters 7a bis 7r innerhalb des Signalmoduls hat zusätzlich zu der gewünschten Stabilität auch die Sicherstellung einer effizienten Lichtweiterleitung zur Folge.
