DE102017124365A1

DE102017124365A1 - Beleuchteter schalter

Info

Publication number: DE102017124365A1
Application number: DE102017124365.8A
Authority: DE
Inventors: Stuart C. Salter; Annette Lynn Huebner; Kristin Ann Hellman; Pietro Buttolo; Paul Kenneth Dellock
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2018-04-26
Also published as: US20180111546A1; US10086700B2; CN107963035B; CN107963035A

Abstract

Hierin wird ein Fahrzeugschalter bereitgestellt. Der Fahrzeugschalter beinhaltet ein Gehäuse, das ein Ausgabefenster beinhaltet. Eine erste Lichtquelle und eine zweite Lichtquelle sind im Inneren des Gehäuses angeordnet. Die erste Lichtquelle emittiert ein Anregungslicht einer ersten Wellenlänge. Die zweite Lichtquelle emittiert ein Anregungslicht einer zweiten Wellenlänge. Eine Näherungsschalterbaugruppe ist im Innern des Gehäuses positioniert und ist konfiguriert, um ein Fahrzeugmerkmal zu steuern. Eine erste lumineszierende Struktur ist hinter dem Ausgabefenster angeordnet und luminesziert als Reaktion auf das Anregungslicht der ersten Wellenlänge, wenn sich das Merkmal in einem ersten Zustand befindet. Eine zweite lumineszierende Struktur ist hinter dem Ausgabefenster angeordnet und ist konfiguriert, um als Reaktion auf das Anregungslicht der zweiten Wellenlänge zu lumineszieren, wenn sich das Merkmal in einem zweiten Zustand befindet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Schalter und insbesondere beleuchtete Schalter.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge beinhalten typischerweise eine Vielfalt an Schaltern, welche unterschiedliche Funktionen des Fahrzeugs steuern. Die Beleuchtung und Kennzeichnung des Schalters kann eine ästhetisch ansprechende Erscheinung für das Fahrzeug bereitstellen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugschalter offenbart. Der Fahrzeugschalter beinhaltet ein Gehäuse, das ein Ausgabefenster beinhaltet. Eine erste Lichtquelle und eine zweite Lichtquelle sind im Inneren des Gehäuses angeordnet. Die erste Lichtquelle emittiert ein Anregungslicht einer ersten Wellenlänge. Die zweite Lichtquelle emittiert ein Anregungslicht einer zweiten Wellenlänge. Eine Näherungsschalterbaugruppe ist im Innern des Gehäuses positioniert und ist konfiguriert, um ein Fahrzeugmerkmal zu steuern. Eine erste lumineszierende Struktur ist hinter dem Ausgabefenster angeordnet und luminesziert als Reaktion auf das Anregungslicht der ersten Wellenlänge, wenn sich das Merkmal in einem ersten Zustand befindet. Eine zweite lumineszierende Struktur ist hinter dem Ausgabefenster angeordnet und ist konfiguriert, um als Reaktion auf das Anregungslicht der zweiten Wellenlänge zu lumineszieren, wenn sich das Merkmal in einem zweiten Zustand befindet.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugschalter offenbart. Der Fahrzeugschalter beinhaltet einen kapazitativen Sensor, der konfiguriert ist, um ein Fahrzeugmerkmal zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand umzuschalten. Eine erste lumineszierende Struktur an dem Schalter luminesziert als Reaktion auf ein erstes Anregungslicht, wenn sich das Merkmal in dem ersten Zustand befindet. Eine zweite lumineszierende Struktur an dem Schalter luminesziert als Reaktion auf ein zweites Anregungslicht, wenn sich das Merkmal in dem zweiten Zustand befindet.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schalter offenbart. Der Schalter beinhaltet ein Gehäuse, das ein Ausgabefenster definiert. Eine erste und eine zweite lumineszierende Struktur sind hinter dem Ausgabefenster angeordnet. Eine Lichtquelle ist im Innern des Schalters angeordnet. Die erste lumineszierende Struktur luminesziert, wenn die Lichtquelle eine erste Lichtwellenlänge emittiert und die zweite lumineszierende Struktur luminesziert, wenn die Lichtquelle eine zweite Lichtwellenlänge emittiert.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann nach der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Patentansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt:

1A ist eine Seitenansicht einer lumineszierenden Struktur, die als eine Beschichtung zur Verwendung in einer lumineszierenden Verriegelungsbaugruppe gemäß einer Ausführungsform wiedergegeben wird;
1B ist eine Draufsicht einer lumineszierenden Struktur, die gemäß einer Ausführungsform als einzelnes Teilchen wiedergegeben wird;
1C ist eine Seitenansicht einer Vielzahl von lumineszierenden Strukturen, die als einzelne Teilchen wiedergegeben wird und in eine getrennte Struktur eingebunden ist;
2 ist eine perspektivische Teilansicht eines Fahrzeuginnenraums, das eine Vielzahl von Schaltern darin gemäß einer Ausführungsform beinhaltet;
3 ist eine vergrößerte Ansicht der Schalter des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;
4 ist eine Explosionsansicht eines der Schalter aus 3 gemäß einer Ausführungsform;
5 ist eine Querschnittsansicht des Schalters entlang der Linie V-V aus 3 gemäß einer Ausführungsform;
6 ist eine Querschnittsansicht des Schalters entlang der Linie V-V aus 3 gemäß einer alternativen Ausführungsform;
7 ist eine Querschnittsansicht des Schalters gemäß einer alternativen Ausführungsform entlang der Linie VI-VI aus 3; und
8 ist ein Blockdiagramm, welches das Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform weitergehend veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Zwecke der Beschreibung in dieser Schrift beziehen sich die Ausdrücke „oberes“, „unteres“, „rechtes“, „linkes“, „hinteres“; „vorderes“, „vertikales“, „horizontales“ und Ableitungen davon auf die Erfindung in ihrer Ausrichtung in 2. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht es sich, dass die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten und in der nachstehenden Patentschrift beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Verfahren lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Ansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Somit sind konkrete Abmessungen und andere physikalische Eigenschaften im Zusammenhang mit den hier offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, es sei denn, die Ansprüche geben ausdrücklich etwas anderes vor.
Je nach Bedarf werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in unterschiedlichen und alternativen Formen ausgeführt werden kann, lediglich beispielhaft sind. Die Figuren entsprechen nicht zwingend einer detaillierten Konzeption, und manche schematische Darstellungen können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um eine funktionsorientierte Übersicht zu zeigen. Demnach sind hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann eine vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Elementen verwendet wird, dass jedes einzelne der aufgezählten Elemente alleine verwendet werden kann oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Elemente verwendet werden kann. Wenn beispielsweise eine Zusammensetzung als die Komponenten A, B und/oder C enthaltend beschrieben wird, so kann die Zusammensetzung nur A; nur B; nur C; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
Die folgende Offenbarung beschreibt einen beleuchteten Schalter. Der Schalter kann vorteilhafterweise eine oder mehrere phosphoreszierende und/oder lumineszierende Strukturen verwenden, um als Reaktionen auf vordefinierte Ereignisse aufzuleuchten. Die eine oder mehreren lumineszierenden Strukturen können konfiguriert sein, um von einer verknüpften Lichtquelle empfangenes Anregungslicht umzuwandeln und das Licht mit einer anderen Wellenlänge erneut zu emittieren, die sich üblicherweise im sichtbaren Spektrum findet.
Unter Bezugnahme auf 1A-1C werden verschiedene Ausführungsbeispiele für lumineszierende Strukturen 10 gezeigt, wobei jede an ein Substrat 12 gekoppelt werden kann, das einer Fahrzeughalterung oder einem fahrzeugbezogenen Ausstattungsteil entsprechen kann. In 1A wird die lumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als eine Beschichtung (z. B. als eine Folie) gezeigt, die auf eine Oberfläche des Substrats 12 aufgebracht werden kann. In 1B ist die lumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als ein einzelnes Teilchen gezeigt, das in ein Substrat 12 eingebunden werden kann. In 1C ist die lumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als eine Vielzahl von einzelnen Teilchen gezeigt, die in ein Trägermedium 14 (z. B. eine Folie) eingebunden sein kann, die dann (wie gezeigt) aufgebracht oder in das Substrat 12 integriert werden kann.
Auf der untersten Ebene beinhaltet eine gegebene lumineszierende Struktur 10 eine Energieumwandlungsschicht 16, die eine oder mehrere Teilschichten beinhalten kann, die in den 1A und 1B beispielhaft durch gestrichelte Linien gezeigt sind. Jede Teilschicht der Energieumwandlungsschicht 16 kann ein oder mehrere lumineszierende Materialien 18 beinhalten, die Energieumwandlungselemente mit phosphoreszierenden oder fluoreszierenden Eigenschaften aufweisen. Jedes lumineszierende Material 18 kann durch Empfangen eines Anregungslichts 24 einer spezifischen Wellenlänge angeregt werden, was dazu führt, dass das Licht ein Umwandlungsverfahren durchläuft. Gemäß dem Prinzip der Herabwandlung wird das Anregungslicht 24 in umgewandeltes Licht 26 mit einer längeren Wellenlänge umgewandelt, das von der lumineszierenden Struktur 10 ausgegeben wird. Umgekehrt wird das Anregungslicht 24 gemäß dem Prinzip der Heraufwandlung in ein Licht mit einer kürzeren Wellenlänge umgewandelt, das von der lumineszierenden Struktur 10 ausgegeben wird. Werden mehrere unterschiedliche Lichtwellenlängen gleichzeitig von der lumineszierenden Struktur 10 ausgegeben, so können sich die Lichtwellenlängen vermischen und als vielfarbiges Licht wiedergegeben werden.
Licht, das durch eine Lichtquelle 42 emittiert wird (4), wird hier als Anregungslicht 24 bezeichnet und anhand durchgezogener Pfeile veranschaulicht. Im Gegensatz dazu wird Licht, das von der lumineszierenden Struktur 10 emittiert wird, hier als Lumineszenz durch die lumineszierende Struktur 10 oder umgewandeltes Licht 26 bezeichnet und anhand gestrichelter Pfeile dargestellt. Die Mischung aus Anregungslicht 24 und umgewandeltem Licht 26, die gleichzeitig emittiert werden können, wird hier als emittiertes Licht bezeichnet.
Die Energieumwandlungsschicht 16 kann durch Dispergieren des lumineszierenden Materials 18 in eine Polymermatrix zur Bildung eines homogenen Gemischs unter Verwendung einer Vielfalt von Verfahren hergestellt werden. Solche Verfahren können ein Herstellen der Energieumwandlungsschicht 16 aus einer Formulierung in einem flüssigen Trägermedium 14 und Beschichten der Energieumwandlungsschicht 16 auf ein gewünschtes Substrat 12 beinhalten. Die Energieumwandlungsschicht 16 kann durch Lackieren, Siebdruck, Sprühen, Schlitzdüsenbeschichtung, Tauchbeschichtung, Walzenbeschichtung und Stabbeschichtung auf ein Substrat 12 aufgebracht werden. Alternativ kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Verfahren hergestellt werden, in denen kein flüssiges Trägermedium 14 verwendet wird. Beispielsweise kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Dispergieren des lumineszierenden Materials 18 in einem Mischkristall (homogenes Gemisch in trockenem Zustand) erhalten werden, der in eine Polymermatrix eingebunden werden kann, die durch Extrusion, Spritzgießen, Formpressen, Kalandrierung, Thermoformen usw. ausgebildet werden kann. Die Energieumwandlungsschicht 16 kann dann unter Verwendung beliebiger dem Fachmann bekannter Verfahren in ein Substrat 12 eingebunden werden. Wenn die Energieumwandlungsschicht 16 Teilschichten beinhaltet, kann jede Teilschicht nacheinander beschichtet werden, um die Energieumwandlungsschicht 16 zu bilden. Alternativ dazu können die Teilschichten getrennt hergestellt und später zusammenlaminiert oder -geprägt werden, um die Energieumwandlungsschicht 16 zu bilden. Alternativ dazu kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Koextrudieren der Teilschichten gebildet werden.
In manchen Ausführungsformen kann das umgewandelte Licht 26, das abwärts- oder aufwärtsgewandelt wurde, verwendet werden, um ein weiteres lumineszierendes Material/weitere lumineszierende Materialien 18 anzuregen, das bzw. die sich in der Energieumwandlungsschicht 16 befindet bzw. befinden. Das Verfahren des Verwendens des umgewandelten Lichts 26, das von einem lumineszierenden Material 18 ausgegeben wird, um ein anderes anzuregen und so weiter, ist im Allgemeinen als Energiekaskade bekannt und kann als eine Alternative zum Erzielen unterschiedlicher Farbexpressionen dienen. In Bezug auf jedes der Umwandlungsprinzipien ist der Wellenlängenunterschied zwischen dem Anregungslicht 24 und dem umgewandelten Licht 26 als Stokes-Verschiebung bekannt und dient als grundsätzlicher Antriebsmechanismus für ein Energieumwandlungverfahren, das einer Änderung der Lichtwellenlänge entspricht. In den verschiedenen hier erörterten Ausführungsformen kann jede der lumineszierenden Strukturen 10 nach jedem der Umwandlungsprinzipien arbeiten.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 1A und 1B kann die lumineszierende Struktur 10 gegebenenfalls zumindest eine Stabilitätsschicht 20 beinhalten, um das lumineszierende Material 18, das in der Energieumwandlungsschicht 16 enthalten ist, vor photolytischem und thermischem Abbau zu schützen. Die Stabilitätsschicht 20 kann als eine getrennte Schicht konfiguriert sein, die mit der Energieumwandlungsschicht 16 optisch gekoppelt ist und daran angehaftet ist. Alternativ dazu kann die Stabilitätsschicht 20 in die Energieumwandlungsschicht 16 eingebunden sein. Die lumineszierende Struktur 10 kann ferner gegebenenfalls eine Schutzschicht 22 beinhalten, die mit der Stabilitätsschicht 20 oder einer anderen Schicht (z. B. der Umwandlungsschicht 16 in Abwesenheit der Stabilitätsschicht 20) optisch gekoppelt und daran angehaftet ist, um die lumineszierende Struktur 10 vor physikalischer und chemischer Beschädigung durch Umweltexposition zu schützen. Die Stabilitätsschicht 20 und/oder die Schutzschicht 22 können/kann durch aufeinanderfolgendes Beschichten oder Drucken jeder Schicht, aufeinanderfolgendes Laminieren oder Prägen oder auf jede beliebige andere geeignete Weise mit der Energieumwandlungsschicht 16 kombiniert werden.
Zusätzliche Informationen bezüglich des Aufbaus lumineszierender Strukturen 10 sind in US-Patent Nr. 8.232.533 von Kingsley et al. offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Zu weiteren Informationen über die Herstellung und Verwendung von lumineszierenden Materialien, um verschiedene Lichtemissionen zu erzielen, siehe US-Patent Nr. 8.207.511 von Bortz et al., US-Patent Nr. 8.247.761 von Agrawal et al., US-Patent Nr. 8.519.359 von Kingsley et al., US-Patent Nr. 8.664.624 von Kingsley et al., US-Patent Nr. 2012/0183677 von Agrawal et al., US-Patent Nr. 9.057.021 von Kingsley et al. und US-Patent Nr. 8.846.184 von Agrawal et al., die allesamt vollumfänglich durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
Gemäß einer Ausführungsform kann das lumineszierende Material 18 organische oder anorganische fluoreszierende Farbstoffe, einschließlich Rylenen, Xanthenen, Porphyrinen und Phthalocyaninen, beinhalten. Zusätzlich oder alternativ kann das lumineszierende Material 18 Leuchtstoffe aus der Gruppe der Ce-dotierten Granate, wie etwa YAG:Ce, beinhalten, und es kann sich dabei um ein lumineszierendes Material 18 mit kurzer Nachleuchtdauer handeln. Eine Emission durch Ce³⁺ basiert zum Beispiel auf einer elektronischen Energieübertragung von 4D¹ zu 4f¹ als eine paritätenermöglichte Übertragung. Infolgedessen ist eine Energiedifferenz zwischen der Lichtabsorption und der Lichtemission durch Ce³⁺ gering und weist das Lumineszenzniveau von Ce³⁺ eine ultrakurze Lebensdauer oder Abklingzeit von 10^-8 bis 10^-7 Sekunden (10 bis 100 Nanosekunden) auf. Die Abklingzeit kann als Zeit zwischen dem Ende der Anregung von dem Anregungslicht 24 und dem Zeitpunkt, zu dem die Lichtintensität des umgewandelten Lichts 26, das von der lumineszierenden Struktur 10 emittiert wird, unter eine Mindestsichtbarkeit von 0,32 mcd/m² absinkt, definiert werden. Eine Sichtbarkeit von 0,32 mcd/m² entspricht grob dem 100-Fachen der Empfindlichkeit des dunkeladaptierten menschlichen Auges, was einem vom Durchschnittsfachmann gemeinhin verwendeten Grundbeleuchtungsniveau entspricht.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein Ce³⁺-Granat verwendet werden, der ein Spitzenanregungsspektrum aufweist, das in einem kürzeren Wellenlängenbereich liegen kann als dem von herkömmlichen Leuchtstoffen des Typs YAG:Ce. Dementsprechend weist Ce³⁺ eine kurze Nachleuchtdauer auf, sodass seine Abklingzeit 100 Millisekunden oder weniger betragen kann. Demnach kann das Seltenerdaluminiumgranat des Ce-Leuchtstofftyps in manchen Ausführungsformen als das lumineszierendes Material 18 mit ultrakurzer Nachleuchtdauer dienen, welches das umgewandelte Licht 26 durch Absorbieren von violettem bis blauem Anregungslicht 24, das von einer Lichtquelle 42 emittiert wird, emittieren kann. Gemäß einer Ausführungsform kann ein ZnS:Ag-Leuchtstoff verwendet werden, um ein blaues umgewandeltes Licht 26 zu erzeugen. Ein ZnS:Cu-Leuchtstoff kann verwendet werden, um ein gelblich grünes umgewandeltes Licht 26 zu erzeugen. Ein Y₂O₂S:Eu-Leuchtstoff kann verwendet werden, um ein rotes umgewandeltes Licht 26 zu erzeugen. Zudem können die vorstehend genannten phosphoreszierenden Materialien kombiniert werden, um eine breite Farbpalette zu bilden, einschließlich weißen Lichts. Es versteht sich, dass ein beliebiges fachbekanntes lumineszierendes Material mit kurzer Nachleuchtdauer verwendet werden kann, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen. Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung lumineszierender Materialien mit kurzer Nachleuchtdauer sind in US-Patent Nr. 8.163.201 von Kingsley et al. offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Zusätzlich oder alternativ kann das in der lumineszierenden Struktur 10 angeordnete lumineszierende Material 18 gemäß einer Ausführungsform ein lumineszierendes Material mit langer Nachleuchtdauer 18 beinhalten, welches das umgewandelte Licht 26 emittiert, sobald es durch das Anregungslicht 24 aufgeladen wurde. Das Anregungslicht 24 kann von einer beliebigen Anregungsquelle (z. B. einer beliebigen natürlichen Lichtquelle wie etwa der Sonne und/oder einer beliebigen künstlichen Lichtquelle) emittiert werden. Das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann derart definiert sein, dass es aufgrund seiner Fähigkeit, das Anregungslicht 24 zu speichern und das umgewandelte Licht 26 über einen Zeitraum von mehreren Minuten oder Stunden hinweg graduell abzugeben, sobald das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist, eine lange Abklingzeit aufweist.
Das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann gemäß einer Ausführungsform derart betreibbar sein, dass es nach einem Zeitraum von 10 Minuten Licht mit oder über einer Intensität von 0,32 mcd/m² emittiert. Zusätzlich kann das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 derart betreibbar sein, dass es nach einem Zeitraum von 30 Minuten und in manchen Ausführungsformen über einen Zeitraum von im Wesentlichen über 60 Minuten (der Zeitraum kann z. B. 24 Stunden oder länger sein und in manchen Fällen kann der Zeitraum 48 Stunden lang sein) Licht über oder mit einer Intensität von 0,32 mcd/m² emittiert. Dementsprechend kann das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 als Reaktion auf die Anregung von einer beliebigen Lichtquelle 42, die das Anregungslicht 24 emittiert, einschließlich unter anderem, natürlicher Lichtquellen (z. B. der Sonne) und/oder beliebiger künstlicher Lichtquellen, kontinuierlich leuchten. Die regelmäßige Absorption des Anregungslichts 24 von einer beliebigen Anregungsquelle kann eine im Wesentlichen nachhaltige Aufladung des lumineszierenden Materials mit langer Nachleuchtdauer 18 bereitstellen, um eine dauerhafte passive Beleuchtung bereitzustellen. In manchen Ausführungsformen kann ein Lichtsensor die Leuchtintensität der lumineszierenden Struktur 10 überwachen und eine Anregungsquelle aktivieren, wenn die Leuchtintensität unter 0,32 mcd/m² oder einen beliebigen anderen vordefinierten Intensitätsgrad abfällt.
Das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann alkalischen Erdaluminaten und Silikaten, zum Beispiel dotierten Disilikaten oder einer beliebigen anderen Verbindung entsprechen, die in der Lage ist, Licht über einen Zeitraum hinweg zu emittieren, sobald das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist. Das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann mit einem oder mehreren Ionen dotiert sein, die Seltenerdelementen, zum Beispiel Eu²⁺, Tb³⁺ und/oder Dy³⁺, entsprechen können. Gemäß einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel beinhaltet die lumineszierende Struktur 10 ein phosphoreszierendes Material im Bereich von etwa 30 % bis etwa 55 %, ein flüssiges Trägermedium im Bereich von etwa 25 % bis etwa 55 %, ein Polymerharz im Bereich von etwa 15 % bis etwa 35 %, ein stabilisierendes Additiv im Bereich von etwa 0,25 % bis etwa 20 % und leistungssteigernde Additive im Bereich von etwa 0 % bis etwa 5 %, jeweils bezogen auf das Gewicht der Formulierung.
Die lumineszierende Struktur 10 gemäß einer Ausführungsform kann im nicht leuchtenden Zustand eine durchscheinende weiße Farbe haben und in manchen Fällen reflektieren. Sobald die lumineszierende Struktur 10 das Anregungslicht 24 einer bestimmten Wellenlänge erhalten hat, kann die lumineszierende Struktur 10 Licht einer beliebigen Farbe (z. B. Blau oder Rot) davon in einer beliebigen gewünschten Helligkeit emittieren. Gemäß einer Ausführungsform kann ein blau leuchtendes phosphoreszierendes Material die Struktur Li₂ZnGeO₄ aufweisen und kann durch ein Hochtemperaturfestphasenreaktionsverfahren oder durch beliebige andere mögliche Verfahren und/oder Vorgänge hergestellt werden. Das Nachleuchten kann für eine Dauer von 2-8 Stunden anhalten und von dem Anregungslicht 24 und d-d-Übergängen von Mn²⁺-Ionen ausgehen.
Gemäß einem alternativen nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel können 100 Teile eines handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Polyurethans, wie z. B. Mace-Harz 107-268, mit 50 % Fest-Polyurethan in Toluol/Isopropanol, 125 Teile eines blaugrünen Leuchtstoffs mit langer Nachleuchtdauer, wie z. B. der Leistungsindikator PI-BG20, und 12,5 Teile einer Farbstofflösung, die 0,1 % Lumogen Gelb F083 in Dioxolan enthält, gemischt werden, um eine lumineszierende Struktur 10 mit geringem Seltenerdmineralanteil zu erhalten. Es versteht sich, dass es sich bei den hier bereitgestellten Zusammensetzungen um nicht einschränkende Beispiele handelt. Somit kann ein beliebiger fachbekannter Leuchtstoff in der lumineszierenden Struktur 10 verwendet werden, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen. Zudem wird erwogen, dass auch ein beliebiger fachbekannter Leuchtstoff mit langer Nachleuchtdauer verwendet werden kann, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen.
Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung lumineszierender Materialien mit langer Nachleuchtdauer sind in US-Patent Nr. 8.163.201 von Agrawal et al. offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Für zusätzliche Informationen bezüglich phosphoreszierender Strukturen mit langer Nachleuchtdauer siehe US-Patent Nr. 6.953.536 von Yen et al., US-Patent Nr. 6.117.362 von Yen et al. und US-Patent Nr. 8.952.341 von Kingsley et al., die alle hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezug aufgenommen sind.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist ein Innenraum 28 eines Fahrzeugs 30 im Allgemeinen mit einer Vielzahl von darin angeordneten Schaltern 32 veranschaulicht. Zum Beispiel können die Schalter in eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle (Human Machine Interface - HMI) 34 oder ein Infotainment-System, ein Lenkrad 36 und/oder eine Türplatte 38 eingebunden sein. Die Schalter 32 können eine Reihe von Fahrzeugmerkmalen, wie etwa Anheben/Absenken eines Fensters 40, Seitenspiegeleinstellung, Türverriegelungen, Fahrgeschwindigkeitsregelung, Lautstärke, Streckeninformationen, Einstellungen der Frontscheibenanzeige, Mediensteuerungen, Navigationssteuerungen, Insassenmerkmalspräferenzen und -einstellungen, Klimaanlage, Lüftergeschwindigkeit, Enteiser-, Uhreinstellungen usw. zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand betätigen. In einigen Ausführungsformen ist der Schalter 32 an einem Außenbereich des Fahrzeugs 30 angeordnet. In solchen Ausführungsformen kann der Schalter 32 als ein Eingabetastenfeld, ein Verriegelungsmerkmal, eine Kofferraum- oder Heckklappenaktivierung, Motorhaubenentriegelung und/oder andere Schalter verwendet werden, die an einem Außenbereich des Fahrzeugs 30 vorhanden sein können.
Der Schalter 32 kann eine Lichtquelle 42 (4) beinhalten, um eine Beleuchtung darauf bereitzustellen. Die Beleuchtung des Schalters 32 kann wünschenswert sein, um die Sichtbarkeit des Schalters 32 zu erhöhen, um Informationen über die Verwendung oder Funktion des Schalters 32 bereitzustellen und/oder um ein ästhetisch ansprechendes Licht bereitzustellen. Die Lichtquelle 42 kann Zeichen 44 auf dem Schalter 32 dazu veranlassen, zu lumineszieren. Die Zeichen 44 können beliebige erwünschte Informationen bereitstellen, darunter unter anderem die Funktion des Schalters 32, den aktuellen Zustand der Vorrichtung, die der Schalter steuert, und/oder die Einstellung der Vorrichtung, die der Schalter steuert. Zum Beispiel können Zeichen 44 lumineszieren, die „AN“ angeben, wenn eine Einstellung, wie etwa eine Dualklimasteuerung, in den „AN-”Zustand gebracht wird. Alternativ können Zeichen 44 lumineszieren, die „AUS“ angeben, wenn die Einstellung, wie etwa die Dualklimasteuerung, in den „AUS-"Zustand gebracht wird. Des Weiteren können Zeichen 44 lumineszieren, die „AUS“ angeben, wenn sich das Fahrzeugmerkmal in dem „AN-”Zustand befindet, um einen Insassen auf den Schalter 32 hinzuweisen, der das Fahrzeugmerkmal AUSSCHALTET oder umgekehrt.
Die Zeichen 44 können durch eine oder mehrere lumineszierende Strukturen 10 definiert sein. Die eine oder mehreren lumineszierenden Strukturen 10 können hinter dem lichtdurchlässigen Ausgabefenster 46 angeordnet sein und als Reaktion auf das Empfangen des Anregungslichts 24 einer spezifischen Wellenlänge lumineszieren, um die Zeichen 44 zu beleuchten. In einigen Ausführungsformen können die Zeichen 44 durch die eine oder mehreren lumineszierenden Strukturen 10 definiert und konfiguriert sein, um einem Insassen des Fahrzeugs 30 Informationen bereitzustellen, wenn die verknüpfte Lichtquelle 42 das Anregungslicht 24 einer spezifischen Wellenlänge emittiert, was die eine oder mehreren Strukturen 10 dazu veranlasst, zu lumineszieren.
Wie nachfolgend genauer beschrieben, kann der Schalter 32 in einigen Ausführungsformen als ein Näherungsschalter konfiguriert sein. Der Näherungsschalter stellt ein Erfassungsaktivierungsfeld 50 bereit, um Kontakt oder unmittelbare Nähe (z. B. innerhalb eines Millimeters) eines Gegenstands, wie etwa der Hand 94 (z. B. Handfläche oder Finger) eines Bedieners, in Bezug auf den Näherungsschalter 48 zu erfassen. Der Näherungsschalter 48 kann auch eine Wischbewegung durch die Hand 94 des Bedieners, wie etwa ein Wischen des Daumens oder eines anderen Fingers, erkennen. Der Fachmann wird verstehen, dass zusätzliche oder alternative Arten von Näherungsschaltern verwendet werden können, wie etwa unter anderem kapitative Sensoren, induktive Sensoren, optische Sensoren, Temperatursensoren, resistive Sensoren oder Ähnliches oder eine Kombination davon. Beispielhafte Näherungsschalter werden in dem ATMEL® Touch Sensors Design Guide, 10620 D- AT42-04/09 , 9. April 2009, beschrieben, dessen gesamte Referenz durch Bezug hierin aufgenommen ist.
Es versteht sich, dass der Schalter 32 alternativ ein mechanischer Schalter einer beliebigen im Fach bekannten Art sein kann, wie etwa ein Druckknopf. In Druckknopfausführungsformen kann eine Membran als eine Abdichtung über dem Schalter 32 bereitgestellt sein. Ein Herabdrücken der Membran bewirkt ein Herabdrücken eines Druckstempels auf dem Schalter 32. Interne Schalterkontake ändern dann ihre Positionen, um ein Ausgabesignal bereitzustellen.
In Bezug auf 4 ist der Schalter 32 als ein kapazitativer Schalter 48 veranschaulicht, der ein vorderes Gehäuse 52 beinhaltet, das im Allgemeinen das Ausgabefenster 46 darin definiert. Bei dem Ausgabefenster 46 kann es sich um ein lichtdurchlässiges Medium handeln, das von einer aus A-Fläche 54 beleuchtet und eingesehen werden kann. Das lichtdurchlässige Medium kann ein transluzentes und/oder transparentes Ausgabefenster 46, wie etwa Glas oder einen Lichtbalken, gemäß verschiedenen Ausführungsformen beinhalten. In einigen Ausführungsformen können/kann das Gehäuse 52 und/oder das Ausgabefenster 46 eine statische Komponente sein, während der Schalter 32 aktiviert und deaktiviert wird.
Hinter dem Ausgabefenster 46 ist eine kapazitative Sensorleiterplatte 56 angeordnet, die einen oder mehrere kapazitative Sensoren 58 und verschaltende Elektrodenleiterbahnen 60 und 62 beinhaltet. Die kapazitativen Sensoren 58 und elektrischen Leiterbahnen 60 und 62 können gemäß spezifischen Ausführungsformen aus einer gedruckten leitfähigen Tinte oder Indiumzinnoxid (Indium Tin Oxide - ITO) gebildet sein, wobei es sich um eine sichtbar transparente Tinte handeln kann. Die leitfähigen Elemente der kapazitativen Sensoren 58 und elektrischen Leiterbahnen 60 und 62 können gemäß einer anderen Ausführungsform aus Kupfer gebildet sein, wie etwa einer flexiblen Kupferplatte. Die kapazitativen Sensoren 58 sind aus einer ersten und zweiten Elektrode gebildet, die jeweils Elektrodenfinger 68, 70 aufweisen, die im Allgemeinen mit dem Ausgabefenster 46 ausgerichtet sind.
Die elektrischen Leiterbahnen 60 und 62 stellen eine Verbindung zu den Elektroden jedes kapazitativen Sensors 58 her, um Signale zu senden und zu empfangen. Der Darstellung nach stellt die elektrische Leiterbahn 60 eine Verbindung zu der Antriebselektrode des kapazitativen Sensors 58 her. Die elektrische Leiterbahn 60 weist einen Eingang an dem unteren Terminalende auf, das eine Verbindung zu einem Steuerschaltkreis herstellen kann, der ein Antriebssignal liefert. Die elektrischen Leiterbahn 62 beinhaltet jeweilige Leiterbahnen, die eine Verbindung zu jeweiligen Empfängerelektroden des kapazitativen Sensors 58 herstellt. Entsprechend weist in Ausführungsformen mit mehr als einem kapazitiven Sensor jeder kapazitative Sensor 58 eine eigene separate Leiterbahn 62 auf, die eine Verbindung zu dem Steuerschaltkreis herstellt oder daran gekoppelt ist, um die durch die entsprechenden kapazitativen Sensoren 58 erzeugten Signale zu verarbeiten.
Wie aus 4 ersichtlich wird, beinhaltet jeder der kapazitativen Sensoren 58 eine erste Elektrode 64 und eine zweite Elektrode 66. Jede von der ersten und zweiten Elektrode 64 und 66 beinhaltet eine Vielzahl von leitfähigen Elektrodenfinger 68 bzw. 70. Somit weist die erste Elektrode 64 erste Elektrodenfinger 68 auf und die zweite Elektrode 66 weist eine zweite Vielzahl von Elektrodenfingern 70 auf. Jede von der Vielzahl der ersten und zweiten Elektrodenvielzahl von Fingern 68 und 70 ist im Allgemeinen derart positioniert, dass sie in gewissem Grade mit der anderen von den ersten und zweiten Elektrodenfingern 68 und 70 ineinandergreift oder verschränkt ist, um ein kapazitatives Aktivierungsfeld 50 (5) zum Erfassen des Vorhandenseins eines Gegenstands, wie etwa einer Hand 94 (5) des Benutzers, zu erzeugen. Die erste Elektrode 64 kann als eine Empfängerelektrode konfiguriert sein und empfängt ein Erfassungssignal und die zweite Elektrode 66 kann als eine Antriebselektrode konfiguriert sein, um ein Antriebssignal zu empfangen.
Die kapazitativen Sensoren 58 stellen jeweils ein kapazitatives Erfassungsaktivierungsfeld 50 bereit, um den Kontakt oder die große Nähe (z. B. innerhalb von mm) eines Benutzers (z. B. Fingers) im Verhältnis zu dem entsprechenden kapazitativen Sensor zu erfassen. Das kapazitative Erfassungsaktivierungsfeld 50 jedes kapazitativen Sensors 58 erfasst einen Benutzerfinger, der eine elektrische Leitfähigkeit und dielektrische Eigenschaften aufweist, die eine Änderung oder Störung in dem kapazitativen Erfassungsaktivierungsfeld 50 bewirken, was für den Fachmann offensichtlich sein sollte.
Eine lichtdurchlässige Folie 72 kann hinter der kapazitativen Sensorleiterplatte 56 angeordnet sein. Die Folie 72 beinhaltet die Zeichen 44 darauf, die einen Insassen auf das Fahrzeugmerkmal hinweisen, das durch den entsprechenden Schalter 32 aktiviert wird. Die Zeichen 44 können durch eine erste und/oder eine zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b definiert sein. Die erste und/oder zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b lumineszieren/luminesziert als Reaktion auf das Empfangen von Anregungslicht 24 einer vordefinierten Wellenlänge von einer verknüpften Lichtquelle 42 und/oder einer Vielzahl von Lichtquellen 42a, 42b.
Die Lichtquellen 42a, 42b können mit einer einen Schaltkreis aufweisenden gedruckten Leiterplatte (Printed Circuit Board - PCB) 78 wirkverbunden sein, die eine Antriebsschaltung zur Steuerung der Aktivierung und Deaktivierung einer ersten und zweiten Lichtquelle 42a, 42b beinhaltet. Die PCB 78 kann jede Art von Leiterplatte sein, einschließlich unter anderem jeder flexiblen PCB und/oder starren PCB.
In Bezug auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen können die erste und zweite Lichtquelle 42a, 42b jeweils konfiguriert sein, um nichtsichtbares Licht zu emittieren, wie etwa blaues Licht, UV-Licht, Infrarotlicht (IR) und/oder violettes Licht, und können eine beliebige Form der Lichtquelle beinhalten. Zum Beispiel können eine fluoreszierende Beleuchtung, Leuchtdioden (LEDs), organische LEDs (OLEDs), Polymer-LEDs (PLEDs), eine Festkörperbeleuchtung oder eine beliebige andere Art der Beleuchtung, die dazu konfiguriert ist, Anregungslicht 24 zu emittieren, verwendet werden. Als Reaktion auf das Empfangen des Anregungslichts 24 können die erste und zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b dazu konfiguriert sein, im sichtbaren Spektrum zu lumineszieren. Zum Beispiel kann die erste Lichtquelle eine erste Wellenlänge des Anregungslichts 24 emittieren, die bewirkt, dass lediglich die erste lumineszierende Struktur 10a luminesziert. Gleichermaßen kann die zweite Lichtquelle das Anregungslicht 24 mit einer zweiten Wellenlänge emittieren, die lediglich die zweite lumineszierende Struktur 10b anregt. Entsprechend kann der Schalter 32 auf Grundlage des Merkmals, das durch den Schalter 32 gesteuert wird und das sich aktuell in dem durch die Zeichen 44 identifizierten Zustand befindet, selektiv Informationen über mehr als einen Merkmalszustand und/oder Informationen über mehr als ein Fahrzeugmerkmal im Innern eines einzigen Schalters 32 bereitstellen.
In einigen Ausführungsformen weisen die erste und zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b jeweils im Wesentlichen unterschiedliche (z. B. nicht überlappende und/oder versetzte Absorbanz- und/oder Lumineszenz-Wellenlängenspektren auf. Zum Beispiel kann die erste lumineszierende Struktur 10a in manchen Ausführungsformen ein Phosphormaterial sein, während die zweite lumineszierende Struktur 10b ein Farbstoff sein kann. Es versteht sich, dass der Schalter 32 einen/eine oder mehrere Sensoren, lumineszierende Strukturen 10a, 10b und/oder Lichtquellen 42a, 42b beinhalten kann, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In Bezug auf 5 kann das Gehäuse 52 gemäß einer Ausführungsform aus einem Polymermaterial bestehen, das konfiguriert ist, um als Basis für die unterschiedlichen Komponenten des Schalters 32 zu fungieren. Es versteht sich, dass das Gehäuse 52 zusätzlich und/oder alternativ je nach Position des Schalters 32 aus einer Vielfalt an Materialien (z. B. Metall, Holz usw.) bestehen kann. Das Ausgabefenster 46 kann eine Vielfalt an Folien, Beschichtungen oder Färbemitteln beinhalten, um ein ästhetisch ansprechendes Erscheinen für den Innenraum 28 oder Außenbereich des Fahrzeugs 30 bereitzustellen. Das Gehäuse 52 kann außerdem konfiguriert sein, um das Anregungslicht 24 im Innern des Gehäuses 52 und des Lichtfilters 76 zu enthalten.
Unter weiterem Bezug auf 4 ist eine Diffusionsschicht 74 hinter der kapazitativen Schalttafel angeordnet. Ein Lichtfilter 76 ist hinter der Diffusionsschicht 74 angeordnet und ist konfiguriert, um ein Anregungslicht 24 zu absorbieren.
Wie in 5 veranschaulicht, kann das Gehäuse 52 eine erwünschte Höhe aufweisen. In einigen Ausführungsformen sind die erste und zweite Lichtquelle 42a, 42b von der ersten und zweiten lumineszierenden Struktur 10a, 10b durch einen Spalt 80 getrennt, sodass von der ersten oder zweiten Lichtquelle 42a, 42b emittiertes Licht von beiden gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 52 reflektiert werden kann. Des Weiteren kann der Spalt 80 die Empfindlichkeit des Näherungsschalters erhöhen.
Die kapazitative Sensorleiterplatte 56 ist hinter dem Ausgabefenster 46 und/oder dem Gehäuse 52 des Schalters 32 angeordnet. Die Diffusionsschicht 74 ist hinter der kapazitativen Sensorleiterplatte 56 angeordnet. Die Diffusionsschicht 74 kann als eine ein- oder zweiseitige Diffusionsfolie konfiguriert sein, die ausgebildet ist, um Licht aufzuspalten und gleichmäßig zu verteilen, sodass Hitzepunkte und Schatten vermieden werden können. Die Diffusionsschicht 74 kann eine gewünschte Lichtdurchlässigkeit und Trübung aufweisen. Zum Beispiel kann die Diffusionsschicht 74 eine Lichtdurchlässigkeit zwischen 30 % und 95 % aufweisen, und kann eine Trübung über 70 %, insbesondere über 75 % und speziell bei 80 % oder darüber liegen.
Die Diffusionsschicht 74 und eine beliebige andere hierin beschriebene Schicht oder Komponente kann an benachbarten Schichten und/oder Komponenten durch eine Klebeschicht angehaftet sein. Die Klebschicht kann ein optisch klarer Klebstoff sein. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „optisch klar“ auf einen Klebstoff, der eine hohe Lichtdurchlässigkeit über zumindest einen Abschnitt des sichtbaren Lichtspektrums (etwa 400 bis etwa 700 Nanometer) aufweist und eine geringe Trübung zeigt. Sowohl die Lichtdurchlässigkeit als auch die Trübung können zum Beispiel anhand des Verfahrens von ASTM-D 1003-95 bestimmt werden. In einer Ausführungsform weist der Klebstoff etwa 10 % Trübung oder weniger, insbesondere etwa 5 % Trübung oder weniger, und speziell etwa 2 % Trübung oder weniger auf.
Der Lichtfilter 76 kann hinter der Diffusionsschicht 74 angeordnet sein. Der Lichtfilter 76 kann als eine Folie ausgeführt sein, die konfiguriert ist, um das Anregungslicht 24 zu absorbieren, das von der einen oder mehreren Lichtquellen 42a, 42b, die im Innern des Schalters 32 angeordnet sind, emittiert wird. Zum Beispiel kann die erste Lichtquelle 42a gemäß einer Ausführungsform UV-Licht emittieren, während die zweite Lichtquelle 42b blaues Licht emittiert, von denen beide durch den Lichtfilter 76 absorbiert und/oder reflektiert werden können. In alternativen Ausführungsformen kann der Lichtfilter 76 konfiguriert sein, um Licht von jeder (jeden) anderen Wellenlänge(n) zu absorbieren. In Ausführungsformen, in denen der Lichtfilter 76 eingebunden ist, können/kann die erste und/oder zweite Lichtquelle 42a, 42b das Anregungslicht 24 mit hoher Intensität emittieren, ohne dass das Licht das Gehäuse 52 durch das Ausgabefenster 46 anregt.
Die durchsichtige Folie 72, die eine oder mehrere lumineszierenden Strukturen 10a, 10b daran aufweist, ist hinter dem Lichtfilter 76 angeordnet. Wie hierin bereitgestellt, beinhaltet der Schalter 32 eine oder mehrere Lichtquellen 42a, 42b, die das Anregungslicht 24 in Richtung der einen oder mehreren lumineszierenden Strukturen 10a, 10b emittieren, sodass die eine oder mehreren lumineszierenden Strukturen 10a, 10b lumineszieren, um einem Insassen des Fahrzeugs 30 Informationen über den Schalter 32 und/oder das Fahrzeugmerkmal bereitzustellen, das durch den Schalter 32 gesteuert wird.
Wie in 5 veranschaulicht, ist die Näherungsschalterbaugruppe 48 ist konfiguriert, um ein Aktivierungsfeld 50 zu emittieren. Das Aktivierungsfeld 50 erstreckt sich von dem Schalter 32 nach außen. Gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen werden die Sensoren der Näherungsschalterbaugruppe 48 aktiviert, wenn ein Gegenstand, wie etwa ein Finger, in der Nähe von oder in Kontakt mit dem Schalter 32 mit dem Aktivierungsfeld 50 interferiert. Die Distanz, über welche hinweg sich das Aktivierungsfeld 50 erstreckt, kann eingestellt werden.
Im Betrieb definieren die eine oder mehreren lumineszierenden Strukturen 10a, 10b Zeichen 44, die als Reaktion auf das Empfangen von Licht einer bestimmten Wellenlänge luminesziert. Entsprechend kann die erste Lichtquelle 42a das Anregungslicht 24 mit einer ersten Wellenlänge emittieren, wenn ein erstes Zeichen 44 lumineszieren soll, wodurch einem Insassen Informationen über ein beliebiges Fahrzeugmerkmal bereitgestellt werden. Wenn ein zweites Zeichen 44 beleuchtet werden soll, kann die zweite Lichtquelle 42b das Anregungslicht 24 mit einer zweiten Wellenlänge emittieren, um einem Insassen zusätzliche Informationen über dasselbe Fahrzeugmerkmal und/oder ein zusätzlichen Fahrzeugmerkmal bereitzustellen. Die erste und zweite Lichtquelle 42a, 42b können unabhängig voneinander beleuchtet oder simultan beleuchtet werden. Des Weiteren kann eine einzige Lichtquelle 42 konfiguriert sein, um eine oder mehrere Lichtwellenlängen zu emittieren, um die eine oder mehreren lumineszierenden Strukturen 10a, 10b im Inneren des Schalters 32 anzuregen.
Zum Beispiel kann eine Klimaanlagenausführungsform des Schalters 32 durch die erste lumineszierende Struktur 10a dargestellt werden, die „A/C“ angibt, und kann die zweite lumineszierende Struktur 10b „MAX“ angeben. In solchen Ausführungsformen kann die erste lumineszierende Struktur 10a lumineszieren, wenn sich die Klimaanlage in einem AN-Zustand befindet, und können die erste und zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b simultan lumineszieren, wenn sich die Klimaanlage in einem AN-Zustand und in der maximalen Ausgabeeinstellung befindet. Es versteht sich, dass eine zusätzliche Lichtquelle 42 eines oder beide der Zeichen 44 in einer beliebigen Farbe von hinten beleuchten kann, wenn sich das Fahrzeugmerkmal, wie etwa die Klimaanlage, in der Aus-Einstellung befindet.
In Bezug auf die 6 und 7 können die erste und zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b derart abwechselnd angeordnet sein, dass beide Zeichen 44 in einer gemeinsamen Position auf dem Ausgabefenster 46 lumineszieren können. Gemäß einer Ausführungsform kann die erste lumineszierende Struktur 10a beleuchtet sein, wenn sich das durch die Taste gesteuerte Merkmal in dem AUS-Zustand befindet, und kann die zweite lumineszierende Struktur 10b beleuchtet sein, wenn sich das durch den Schalter 32 gesteuerte Merkmal in dem AN-Zustand befindet.
Wie in 6 veranschaulicht, kann die erste und zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b jeweils auf einer gemeinsamen transparenten oder transluzenten Folie 72 angeordnet sein. Alternativ kann die erste lumineszierende Struktur 10a wie in 7 veranschaulicht an eine erste Folie 72 gekoppelt sein und kann die zweite lumineszierende Struktur 10b an eine zweite Folie 82 gekoppelt sein.
In Bezug auf 6 sind die beispielhaft dargestellte erste und zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b unter Umständen nicht maßstabsgetreu. Entsprechend können die erste und zweite Struktur 10a, 10b von einer beliebigen Größe sein und in einer beliebigen Art abwechseln angeordnet sein, sodass mehr als ein Zeichen 44 an einem gemeinsamen Ort beleuchtet werden kann, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In Bezug auf 7 kann ein reflektierendes Material 84 an der PCB 78 und/oder einem inneren Abschnitt des Gehäuses 52 angeordnet sein. Das reflektierende Material 84 kann konfiguriert sein, um das Anregungslicht 24, das von der einen oder mehreren Lichtquellen 42a, 42b emittiert wird, zurück in Richtung der ersten und zweiten lumineszierenden Struktur 10a, 10b zu reflektieren. Das reflektierende Material 84 kann ein beliebiges im Fachbereich bekanntes Material beinhalten, darunter unter anderem reflektierende Farbe.
In Bezug auf 8 wird ein Blockdiagramm des Fahrzeugs 30 dargestellt, in dem der Schalter 32 implementiert ist. Das Fahrzeug 30 beinhaltet eine Steuerung 86, die mit dem Schalter 32 in einer Kommunikationsverbindung steht. Die Steuerung 86 kann einen Speicher 88 mit darin enthaltenen Anweisungen beinhalten, die von einem Prozessor 90 der Steuerung 86 ausgeführt werden. Die Steuerung 86 kann dem Schalter 32 über eine Stromquelle 92, die sich an Bord des Fahrzeugs 30 befindet, elektrischen Strom bereitstellen. Des Weiteren kann die Steuerung 86 konfiguriert sein, um die Lichtausgabe von jeder von der ersten und zweiten Lichtquelle 42a, 42b auf Grundlage des aktuellen Status des Fahrzeugmerkmals zu steuern, das durch den Schalter 32 gesteuert werden kann. Der Speicher 88 kann eine Vielfalt an Abläufen beinhalten, die konfiguriert ist, um die Farbe und Intensität des Anregungslichts 24 zu variieren, das durch die erste und/oder zweiten Lichtquelle 42a, 42b emittiert wird.
Im Betrieb kann der Schalter 32 eine oder mehrere Lichtquellen 42a, 42b beinhalten, die das Anregungslicht 24 mit variierender Wellenlängen emittieren, so wie hierin bereitgestellt. Als Reaktion können die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b unabhängig voneinander periodische einfarbige oder mehrfarbige Lumineszenz auf Grundlage der Wellenlänge des Anregungslichts 24 aufweisen, das durch die eine oder mehreren Lichtquellen 42a, 42b emittiert wird. Zum Beispiel bestimmt der Schalter 32 gemäß einer Ausführungsform, ob die durch den Schalter 32 gesteuerte Fahrzeugfunktion eine erste Funktion durchführt. Falls dies der Fall ist, emittiert die Lichtquelle 42a eine erste Wellenlänge des Anregungslichts 24, was die erste lumineszierende Struktur 10a dazu veranlasst, zu lumineszieren. Wenn das Fahrzeugmerkmal nicht die erste Funktion durchführt, kann die zweite Lichtquelle 42b das Anregungslicht 24 mit einer zweiten Wellenlänge emittieren, was die zweite lumineszierende Struktur 10b dazu veranlasst, zu lumineszieren.
In einigen Ausführungsformen können die erste und zweite lumineszierende Struktur 10a, 10b für einen vorbestimmten Zeitraum (z. B. zwei Sekunden) auf abwechselnde Weise lumineszieren und unterschiedliche Fahrzeugmerkmale auf Grundlage davon aktivieren, welche Beleuchtung aktuell ist, wenn der Schalter 32 aktiviert ist. Zusätzlich und/oder alternativ kann der Schalter 32 für einen vorbestimmten Zeitraum (z. B. zwei Sekunden) auf abwechselnde Weise lumineszieren, wenn sich ein Gegenstand innerhalb eines vordefinierten Abstands (z. B. 10 mm) von dem Schalter 32 befindet, um die durch den Schalter 32 gesteuerten Fahrzeugmerkmale zu zeigen und das Merkmal zu aktivieren, das luminesziert, wenn der Schalter 32 aktiviert wird.
In Bezug auf die vorgenannten Beispiele kann die Steuerung 86 die Intensität der emittierten Wellenlängen des Anregungslichts 24 durch Pulsbreitenmodulation oder Stromregelung modifizieren. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 86 konfiguriert sein, um eine Farbe des Anregungslichts 24 durch Senden von Steuersignalen zum Einstellen einer Intensität oder eines Energieausgabeniveaus der ersten und zweiten Lichtquelle 42a, 42b einzustellen. Wenn die erste und/oder zweite Lichtquelle 42a, 42b zum Beispiel dazu konfiguriert sind/ist, die erste Wellenlänge auf einem niedrigeren Niveau auszugeben, kann im Wesentlichen die gesamte erste Wellenlänge durch die eine oder mehreren lumineszierenden Strukturen 10a, 10b in die zweite Wellenlänge umgewandelt werden. Wenn die erste und/oder zweite Lichtquelle 42a, 42b konfiguriert sind/ist, um die erste Wellenlänge (d. h. das Anregungslicht 24) auf einem hohen Niveau auszugeben, kann nur ein Abschnitt der ersten Wellenlänge in die zweite Wellenlänge (d. h. das umgewandelte Licht 26) umgewandelt werden. In dieser Konfiguration kann eine Lichtfarbe, die der Mischung aus der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge entspricht, als das emittierte Licht ausgegeben werden. Auf diese Weise kann die Steuerung 86 eine Ausgabefarbe des emittierten Lichts steuern.
Obwohl ein niedriger und ein hoher Intensitätsgrad in Bezug auf die erste Wellenlänge des Anregungslichts 24 erörtert werden, versteht es sich, dass die Intensität der ersten Wellenlänge des Anregungslichts 24 unter einer Vielzahl von Intensitätsgraden variiert werden kann, um einen Farbton, der dem emittierten Licht von dem Schalter 32 entspricht, einzustellen. Die Veränderung der Intensität kann manuell geändert oder auf Grundlage von vordefinierten Bedingungen automatisch durch die Steuerung 86 variiert werden.
Wie hier beschrieben, kann die Farbe des umgewandelten Lichts 26 wesentlich von den konkreten lumineszierenden Materialien 18 abhängig sein, die in den lumineszierenden Strukturen 10a, 10b verwendet werden. Zusätzlich dazu kann eine Umwandlungskapazität der lumineszierenden Strukturen 10a, 10b wesentlich von einer Konzentration des lumineszierenden Materials 18 abhängig sein, das in den lumineszierenden Strukturen 10a, 10b verwendet wird. Durch das Einstellen des Bereichs der Intensitäten, die von der ersten und/oder zweite Lichtquelle 42a, 42b ausgegeben werden können, können die Konzentration, Arten und Proportionen der lumineszierenden Materialien 18 in den hier erörterten lumineszierenden Strukturen 10a, 10b derart betreibbar sein, dass sie einen Bereich von Farbtönen des emittierten Lichts erzeugen, indem die verschiedenen Wellenlängen des Anregungslichts mit den verschiedenen Wellenlängen des umgewandelten Lichts gemischt werden.
Aus der vorliegenden Offenbarung lässt sich eine Vielzahl von Vorteilen ableiten. Die Verwendung des offenbarten Verkleidungselements stellt zum Beispiel ein einzigartiges ästhetisches Erscheinungsbild bereit. Zudem kann das Verkleidungselement zusätzliche visuelle Informationen für die Insassen des Fahrzeugs bereitstellen. Zuletzt kann durch die Verwendung mehrfacher Lichtquellen und/oder mehrfacher lumineszierender Strukturen ein breites Spektrum an Mustern und Erscheinungsbildern durch das Verkleidungselement vermittelt werden.
Der Durchschnittsfachmann versteht, dass die Konstruktion der beschriebenen Erfindung und anderer Komponenten nicht auf ein konkretes Material beschränkt ist. Andere beispielhafte Ausführungsformen der hier offenbarten Erfindung können aus einer großen Vielzahl von Materialien gebildet werden, es sei denn, hier wird etwas anderes beschrieben.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bezeichnet der Ausdruck „gekoppelt“ (in all seinen Formen wie koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) im Allgemeinen das direkte oder indirekte Verbinden von zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten miteinander. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach unbeweglich oder beweglich sein. Ein derartiges Verbinden kann erzielt werden, indem die zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den zwei Komponenten gebildet werden. Ein solches Verbinden kann dem Wesen nach permanent oder dem Wesen nach entfernbar oder lösbar sein, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Außerdem ist eine beliebige Anordnung von Komponenten zum Erzielen derselben Funktion effektiv „verknüpft“, sodass die gewünschte Funktion erzielt wird. Somit können beliebige zwei Komponenten, die hier kombiniert werden, um eine bestimmte Funktion zu erzielen, als „miteinander verknüpft“ angesehen werden, sodass die gewünschte Funktion unabhängig von Architekturen oder Zwischenkomponenten erreicht wird. Ebenso können zwei beliebige derart verknüpfte Komponenten auch als miteinander „wirkverbunden“ oder „wirkgekoppelt“ angesehen werden, um die gewünschte Funktion zu erzielen, und zwei beliebige Komponenten, die derart verknüpft werden können, können auch als miteinander „wirkkoppelbar“ angesehen werden, um die gewünschte Funktion zu erzielen. Manche Beispiele für Elemente, die wirkkoppelbar sind, beinhalten unter anderem physisch zusammenpassbare und/oder physisch zusammenwirkende Komponenten und/oder drahtlos zusammenwirkende und/oder Komponenten, die drahtlos zusammenwirken können, und/oder logisch zusammenwirkende Komponenten und/oder Komponenten ein, die logisch zusammenwirken können.
Es ist ebenso festzuhalten, dass die Konstruktion und Anordnung der erfindungsgemäßen Elemente, wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt, nur veranschaulichend sind. Wenngleich nur manche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, wird der Fachmann, der diese Offenbarung betrachtet, ohne Weiteres erkennen, dass viele Abwandlungen möglich sind (z. B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Befestigungsanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen, usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des genannten Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig ausgebildet dargestellt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder Elemente, die als mehrere Teile dargestellt sind, können einstückig ausgebildet sein, die Bedienung der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig verändert werden, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungsglieder oder sonstiger Elemente des Systems kann variiert werden und die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Einstellpositionen kann variiert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Anordnungen des Systems aus einer Vielfalt an unterschiedlichen Materialien konstruiert werden können, die ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit liefern, in einer Vielfalt an unterschiedlichen Farben, Texturen und Kombinationen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Abwandlungen unter den Schutzbereich der vorliegenden Innovationen fallen. Andere Substitutionen, Modifikationen, Veränderungen und Auslassungen können in Gestaltung, Betriebsbedingungen und Anordnung der gewünschten und anderer Ausführungsbeispiele vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass alle beschriebenen Verfahren oder Schritte in den beschriebenen Verfahren mit anderen offenbarten Verfahren oder Schritten zur Bildung von Strukturen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung kombiniert werden können. Die hier offenbarten beispielhaften Strukturen und Verfahren dienen lediglich Veranschaulichungszwecken und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Es versteht sich darüber hinaus, dass an den vorstehend genannten Strukturen und Verfahren Abwandlungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass solche Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein sollen, es sei denn, durch den Wortlaut dieser Ansprüche wird ausdrücklich etwas anderes vorgegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8232533 [0018]
US 8207511 [0018]
US 8247761 [0018]
US 8519359 [0018]
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US 2012/0183677 [0018]
US 9057021 [0018]
US 8846184 [0018]
US 8163201 [0020, 0026]
US 6953536 [0026]
US 6117362 [0026]
US 8952341 [0026]
AT 4204/09 [0030]

Claims

Fahrzeugschalter, umfassend: ein Gehäuse, das ein Ausgabefenster beinhaltet; eine erste Lichtquelle und eine zweite Leichtquelle, die im Innern des Gehäuses angeordnet sind, wobei die erste Lichtquelle ein Anregungslicht einer ersten Wellenlänge emittiert und die zweite Lichtquelle ein Anregungslicht einer zweiten Wellenlänge emittiert; eine Näherungsschalterbaugruppe, die im Innern des Gehäuses positioniert und konfiguriert ist, um ein Fahrzeugmerkmal zu steuern; eine erste lumineszierende Struktur, die hinter dem Ausgabefenster angeordnet und konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Anregungslicht der ersten Wellenlänge zu lumineszieren, wenn sich das Merkmal in einem ersten Zustand befindet; und eine zweite lumineszierende Struktur, die hinter dem Ausgabefenster angeordnet und konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Anregungslicht der zweiten Wellenlänge zu lumineszieren, wenn sich das Merkmal in einem zweiten Zustand befindet.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 1, wobei die Näherungsschalterbaugruppe konfiguriert ist, um ein Aktivierungsfeld zu emittieren, das einen Gegenstand in unmittelbarer Nähe zu dem Schalter erfasst.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 2, wobei die erste und zweite lumineszierende Struktur einander abwechselnd auf einer Folie angeordnet sind.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Diffusionsschicht zwischen der Näherungsschalterbaugruppe und der ersten und zweiten lumineszierenden Struktur.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 4, ferner umfassend: einen Lichtfilter, der zwischen der Diffusionsschicht und der ersten und zweiten lumineszierenden Struktur angeordnet ist, die auf einer Folie angeordnet sind.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 5, wobei die erste und zweite Lichtquelle von der ersten und zweiten lumineszierenden Struktur derart getrennt sind, dass von der ersten und zweiten Lichtquelle emittiertes Licht von beiden gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses reflektiert werden kann.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 5, wobei die Näherungsschalterbaugruppe als ein kapazitativer Schalter konfiguriert ist, der einen oder mehrere kapazitative Sensoren umfasst.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 7, wobei der kapazitative Schalter eine erste Vielzahl von Elektrodenfingern beinhaltet, die mit einer zweiten Vielzahl von Elektrodenfingern ineinandergreift.
Fahrzeugschalter, umfassend: einen kapazitativen Sensor, der konfiguriert ist, um ein Fahrzeugmerkmal zwischen einem ersten Zustand und zweiten Zustand umzuschalten; eine erste lumineszierende Struktur an dem Schalter, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf ein erstes Anregungslicht zu lumineszieren, wenn sich das Merkmal in dem ersten Zustand befindet; und eine zweite lumineszierende Struktur an dem Schalter, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf ein zweites Anregungslicht zu lumineszieren, wenn sich das Merkmal in dem zweiten Zustand befindet.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 9, wobei eine erste Lichtquelle das erste Anregungslicht emittiert und eine zweite Lichtquelle das zweite Anregungslicht emittiert.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 9, ferner umfassend: ein Gehäuse, das ein Ausgabefenster definiert, durch das die Lumineszenz der ersten und zweiten lumineszierenden Struktur für einen Fahrzeuginsassen sichtbar sein kann.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 9, wobei die erste und zweite lumineszierende Struktur abwechselnd auf einer Folie angeordnet sind.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 9, wobei die erste lumineszierende Struktur auf einer ersten Folie angeordnet ist und die zweite lumineszierende Struktur auf einer zweiten Folie angeordnet ist.
Fahrzeugschalter nach Anspruch 9, wobei die erste und zweite lumineszierende Struktur Zeichen definieren.
Schalter, umfassend: ein Gehäuse, das ein Ausgabefenster definiert; eine erste und eine zweite lumineszierende Struktur, die hinter dem Ausgabefenster angeordnet sind; und eine Lichtquelle, die im Innern des Schalters angeordnet ist, wobei die erste lumineszierende Struktur luminesziert, wenn die Lichtquelle eine erste Lichtwellenlänge emittiert und die zweite lumineszierende Struktur luminesziert, wenn die Lichtquelle eine zweite Lichtwellenlänge emittiert.
Schalter nach Anspruch 15, wobei die erste Lichtwellenlänge emittiert wird, wenn sich ein durch den Schalter gesteuertes Merkmal in einem ersten Zustand befindet, und die zweite Lichtwellenlänge emittiert wird, wenn sich ein durch den Schalter gesteuertes Merkmal in einem zweiten Zustand befindet.
Schalter nach Anspruch 15, ferner umfassend: einen kapazitativen Schalter, der einen oder mehrere kapazitative Sensoren umfasst.
Schalter nach Anspruch 17, wobei der kapazitative Sensor ein Aktivierungsfeld bereitstellt, um einen Kontakt oder eine unmittelbare Nähe eines Gegenstands zu dem Schalter zu erfassen.
Schalter nach Anspruch 15, wobei die Lichtquelle eine erste und zweite LED beinhaltet, die jeweils die erste und die zweite Lichtwellenlänge emittieren.
Schalter nach Anspruch 15, wobei die erste und zweite lumineszierende Struktur Zeichen definieren.