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Die Erfindung geht aus von einem flächigen Beleuchtungselement.
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Es gibt im Bereich der Gestaltungs- und Designtechnik, insbesondere im Bereich der Fahrzeuggestaltung, der Innenarchitektur oder der Außenarchitektur, den Wunsch nach - als modern und/oder elegant empfundenen - homogen oder gleichmäßig oder gemustert erscheinenden Flächen, die Beleuchtungsfunktionen erfüllen können. Eine solche, stichwortartig als „Ambilight“ (Umgebungslicht) bezeichnete Beleuchtungsfunktion ist, bei einem Betrachter den Eindruck einer beispielsweise farblich oder farbveränderlich leuchtenden Fläche zu erzeugen. Eine weitere, stichwortartig als „clean cockpit“ bezeichnete Beleuchtungsfunktion ist, an einer gleichmäßig, insbesondere beispielsweise homogen oder beispielsweise gemustert, erscheinenden Fläche Lichtsymbole anzuzeigen, welche vorzugsweis betätigbaren Schaltern entsprechen und/oder welche vorzugsweise in ihrer Position veränderlich oder einstellbar sind.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Beleuchtungselement vorzusehen, welches eine leuchtende Fläche vorsieht. Besonders bevorzugt ist eine Eignung für eine farblich veränderlich leuchtende Fläche. Besonders bevorzugt ist auch eine Eignung für eine Betätigbarkeit. Besonders bevorzugt ist auch eine Eignung für eine Serienfertigung. Besonders bevorzugt ist auch eine Eignung für den Fahrzeugbau.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein flächiges Beleuchtungselement mit einer Lichtquellenschicht, die Lichtquellen aufweist, und einer vor der Lichtquellenschicht angeordneten flächigen Aufweitungsschicht, welche in Lichtformungssegmente bzw. Flächensegmenten unterteilt ist, wobei die Lichtformungssegmente bzw. Flächensegmenten dazu konfiguriert sind, das von einer zugeordneten Lichtquelle abgegebene Licht zu der Vorderseite der Aufweitungsschicht hin aufzuweiten und/oder diffus zu streuen. Eines der Lichtformungssegmente bzw. eines der Flächensegmente kann also eine der Lichtquellen zugeordnet sein, und wenn von dieser Lichtquelle ein Licht abgegeben wird, wird dieses Licht durch das Lichtformungssegment bzw. durch das Flächensegment aufgeweitet, sodass die Beleuchtung von der Vorderseite des Lichtformungssegments bzw. des Flächensegments flächig abgebbar ist. Die Aufweitungsschicht kann als Lichtformungsschicht bezeichnet werden, die Lichtformungssegmente und die Flächensegmente können als Lichtformungssegmente bezeichnet werden. Als Vorderseite der Aufweitungsschicht kann insbesondere eine zu der Lichtquellenschicht entgegen gerichtete Seite der Aufweitungsschicht oder eine in einer vorbestimmbaren Lichtausbreitungsrichtung angeordnete Seite der Aufweitungsschicht angesehen werden.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Die Lichtformungssegmente können in der Aufweitungsschicht nebeneinander angeordnet sein, sodass die flächige Eigenschaft der Aufweitungsschicht im Wesentlichen durch die Lichtformungssegmente gebildet wird.
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Die Lichtformungssegmente können einlagig angeordnet sein, sodass die Lichtformungssegmente einzeln dazu vorbereitet sind, das Licht zu der Vorderseite der einzelnen Lichtformungssegmente hin aufzuweiten.
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Die Lichtformungssegmente können jeweils einen Querschnitt aufweisen, deren Querschnittsgrundform aus der Gruppe gewählt ist, welche einen dreieckigen Querschnitt, einen viereckigen Querschnitt, einen mehreckigen Querschnitt, einen runden Querschnitt, einen polygonalen Querschnitt, einen polygonal-konvexen Querschnitt, einen polygonal-konkaven Querschnitt, einen polygonal-konvex-konkaven Querschnitt und einen freiförmigen Querschnitt enthält. Dabei kann der Begriff „Querschnitt“ eine Querschnittsfläche oder eine Kontur einer Kammer bezeichnen, wenn diese parallel zu einer flächigen Ausdehnung des Beleuchtungselements geschnitten wird bzw. bei beispielsweise einem räumlich gekrümmten Beleuchtungselement kann ein lokal paralleler Querschnitt gemeint sein. Die genannten Lichtformungssegmentquerschnitte ermöglichen jeweils, ausgehend von einer Vielzahl bauraumlicher, montageraumlicher, fertigungstechnischer und/oder gestalterischer Anforderungen, eine Situations-geeignete Auswahl zu treffen.
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Die Lichtformungssegmente können zumindest teilweise dieselbe Querschnittsgrundform aufweisen. Somit kann einerseits eine mechanische Gleichmäßigkeit erreicht werden, sodass sich ein Drücken gegen das Beleuchtungselement an mehreren Stellen gleich anfühlt, und kann andererseits eine Massenproduktion beispielsweise als Meterware oder dgl. besonders günstig umgesetzt werden. Es liegt also ein Doppelnutzen vor.
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Die Lichtformungssegmente können eine Kombination verschiedener Querschnittsgrundformen aufweisen. Somit kann einerseits eine mechanische Gleichmäßigkeit erreicht werden, sodass sich ein Drücken gegen das Beleuchtungselement an mehreren Stellen mit verschiedener zugrundeliegender Geometrie, wie einem Überspannen einer Lücke, einem konvexen und/oder einem konkaven Verlauf des Beleuchtungselements, gleich anfühlt. Andererseits kann eine mechanische Ungleichmäßigkeit erreicht werden, sodass sich ein Drücken gegen das Beleuchtungselement an mehreren Stellen mit gleicher und/oder verschiedener zugrundeliegender Geometrie verschieden anfühlt, sodass das Beleuchtungselement haptisch und/oder optisch bzw. visuell, wie durch ein Durchscheinen der zugeordneten Lichtquelle/-n, in Bereiche unterteilbar ist.
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Die Lichtformungssegmente können mit zumindest einer Querschnittsgrundform nach Art einer Parkettierung angeordnet sein. Anstelle des Begriffs „Parkettierung“ sind der Begriff „Tesselierung“ und/oder der Begriff „Tesselation“ verwendbar. Unter einer erfindungsgemäßen Parkettierung kann eine ein- und/oder zweidimensionale Abfolge gemustert angeordneter Querschnittsgrundformen gemeint sein, wobei unter gemustert eine mathematisch beschreibbare Ordnung, Reihenfolge und/oder Orientierung verstanden werden kann. Ein bekanntes Beispiel für eine Parkettierung ist die Fünfeck-Sechseck-Abfolge mancher Fußbälle. Eine Parkettierung kann vorteilhaft zu einem als angenehm oder interessant oder dergleichen empfundenen Eindruck führen. Eine Parkettierung kann sowohl vorbestimmbare mechanische Eigenschaften als auch vorbestimmbare optische Eigenschaften mittel der zugeordneten Lichtquelle/-n aufweisen, sie ist also vorteilhaft Eigenschaftsbezogen einstellbar.
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Ein Lichtformungssegment kann auch als eine Kammer, insbesondere eine hohle Kammer, ausgeführt sein, sodass beispielsweise Gewicht gespart werden kann.
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Die Lichtformungssegmente können zumindest abschnittsweise als Bildpunkte angeordnet sein, sodass über das Beleuchtungselement ein frei wählbarer Inhalt anzeigbar ist. Mittels der Bildpunkte kann eine Anzeige mit letztlich - innerhalb der Auflösungsgrenzen - frei wählbarem Inhalt erzielt werden, sodass es sich um ein Beleuchtungselement mit optionaler Anzeigeeinrichtung handeln kann.
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Die Lichtformungssegmente können zumindest abschnittsweise als Symbole angeordnet sein. Somit kann das Beleuchtungselement als Symbolanzeige verwandt werden. Symbole sind, insbesondere im Bereich von Fahrzeugsteuerplätzen, häufig verwandte Informationsgeber oder Bedienelementkennzeichen.
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Hierdurch kann beispielsweise ein Bedienfeld vorbereitet und/oder vorgesehen werden. Hierdurch kann ein verstecktes Symbol vorgesehen werden, welches in einem nichtaktivierten Zustand vor einem Benutzer verborgen werden kann. Versteckte Symbole können als ästhetisch empfunden werden, weil beispielsweise eine immer weiter zunehmende Anzahl an Bedienelementen als unübersichtlich empfunden wird. So gibt es beispielsweise den Trend hin zu einem „clean cockpit“, wie einem Fahrzeuginnenraum mit möglichst wenig permanent sichtbaren Elementen. Unter einem Symbol kann jedes von einem Betrachter als Sinnenthaltend empfindbare Zeichen bzw. Lichtbild verstanden werden. Beispiele für Symbole umfassen einfache geometrische Zeichen wie Pfeile, Rauten, Vierecke und Polygone, sowie Buchstaben und Zahlen, einschließlich 7-SegmentAnzeigen, sowie Schemata und Piktogramme, einschließlich am Verwendungsort üblicher Bilder, wie einem schematisch dargestellten Fahrzeugsitz, Fahrzeugfenster oder Rückspiegel, sowie Rahmen aller Art, wie Bedienfeldunterteilungen, Tabellen und Schmuckrahmen, sowie übliche Umgebungsabstrahierungen, wie Straßenelemente, Kurven, Kreuzungen, Verkehrsschilder, Ortsschilder, Ampeln und Ampelanzeigen, sowie Schmuckelemente, wie Linien, Keile, Mäander, Zig-Zag-Linien, sowie Abstraktionen eines Gesichts oder einer Gesichtsmimik, und/oder dergleichen. Unter einem abgrenzbaren Symbol kann ein abgrenzbares Einzelsymbol und/oder eine Vielzahl einander überlappender und/oder ineinander übergehender Symbole verstanden werden. Unter abgrenzbar kann eine Unterscheidbarkeit gegenüber einem Hintergrundbild verstanden werden, welche beispielsweise durch einen Helligkeitsunterschied oder einen abgedunkelten Bereich erreichbar ist.
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Die Aufweitungsschicht kann Silikon aufweisen oder daraus bestehen. Silikon ist ein frei verfügbarer und mit bewährten Verfahren formbarer Werkstoff. Außerdem weist Silikon eine einstellbare Nachgiebigkeit auf, sodass eine elastische bzw. rückstellende Eigenschaft erzielbar ist.
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Die Lichtformungssegmente können zueinander lichtdurchlässig oder zumindest teilweise lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig gebildet sein. Sind die Lichtformungssegmente lichtdurchlässig, kann ein gleichmäßig hinterleuchteter Eindruck entstehen, sodass das Beleuchtungselement beispielsweise als Ambilight besonders geeignet einsetzbar ist. Außerdem kann weniger als eine Lichtquelle pro Lichtformungssegment vorgesehen werden, sodass der Energieverbrauch und die Stückkosten gesenkt werden können. Es liegt also ein Doppelnutzen vor. Sind die Lichtformungssegmente teilweise zueinander lichtdurchlässig, können die Vorteile lichtdurchlässiger Lichtformungssegmente mit einer Abgrenzbarkeit, wie zum Erzeugen eines scharf abgegrenzten Lichteffekts, wie eines Linienmusters oder Symbols, verbunden werden. Sind die Lichtformungssegmente zueinander lichtundurchlässig, können besonders variable Lichteffekte erreicht werden.
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Die Lichtformungssegmente können schaltbar lichtdurchlässig gebildet sein, sodass die Vorteile der zueinander lichtdurchlässigen Lichtformungssegmente mit den Vorteilen der zueinander lichtundurchlässigen Lichtformungssegmente kombiniert werden können. Schaltbare lichtdurchlässige Lichtformungssegmente können weiterbildend mit einer Flüssigkristalle und/oder Dipole und/oder vergleichbares umfassenden Schicht in einer Zwischenkammerwandung ausgebildet sein, welche dazu vorbereitet ist, durch ein Anlegen und/oder durch ein Verringern einer Spannung und/oder einer Stromstärke hinsichtlich ihrer Lichtdurchlässigkeit zu variieren. Elektrisch schaltbare Lichtdurchlässigkeitsverfahren sind bevorzugt, aber auch Temperaturschaltbare und/oder Druck-schaltbare Lichtdurchlässigkeitsverfahren sind vorteilhaft verwendbar.
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Die Aufweitungsschicht kann nachgiebig und/oder rückstellend gebildet sein. Eine nachgiebige Aufweitungsschicht ist im Fahrzeugbau vorteilhaft, um beispielsweise Verletzungen bei einem Unfall vorzubeugen. Eine nachgiebige Aufweitungsschicht kann elastisch nachgiebig und/oder plastisch nachgiebig sein. Eine elastische nachgiebige Aufweitungsschicht kann vorteilhaft ihre ursprüngliche Form wieder annehmen. Eine plastisch nachgiebige Aufweitungsschicht kann vorteilhaft kinetische Energie in Verformungsenergie wandeln. Eine rückstellende Aufweitungsschicht kann als Untergruppe einer elastisch nachgiebigen Aufweitungsschicht verstanden werden, wie beispielsweise dahingehend, dass die Aufweitungsschicht dazu vorbereitet ist, schnell und/oder unmittelbar im Ansprechen auf ein Unterschreiten eines Verformungskraftgrenzwerts oder einer Verformungskraftkennlinie, wie einer Federkennlinie, zurückstellend zu wirken. Somit ist ein beispielsweise druckempfindliches Betätigungselement realisierbar.
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Weiterbildend oder unabhängig beanspruchbar kann vorgesehen sein, dass an einer Vorderseite der Aufweitungsschicht zumindest eine flächige Deckschicht angeordnet ist. Somit kann eine Kaschierung im Sinne einer gleichmäßige Fläche umgesetzt werden, sodass eine homogene Ambilight-Fläche erzeugbar ist, und/oder dass ein sog. „clean cockpit“ erreichbar ist. Außerdem kann ein Schutz der darunter liegenden Schichten erreicht werden. Es liegt also ein Mehrfachnutzen vor. Wenn die Deckschicht zumindest abschnittsweise lichtdurchlässig ist, kann eine Lichtquelle ohne Verhindern der Lichtausbreitung verborgen und/oder geschützt werden. Wenn die Deckschicht zumindest abschnittsweise zumindest teilweise lichtdurchlässig ist, kann ein Lichteffekt wie ein Farbeffekt, ein Helligkeitseffekt, ein Polarisationseffekt, ein Changier-Effekt und/oder ein lichtändernder Effekt erreicht werden. Wenn die Deckschicht zumindest abschnittsweise zumindest diffus lichtdurchlässig ist, können die darunter liegenden Schichten verborgen werden. Wenn die Deckschicht zumindest abschnittsweise lichtundurchlässig ist, kann durch ein Hinterleuchten ein Dekorationseffekt und/oder ein Anzeigeeffekt erreicht werden. Wenn die Deckschicht zumindest abschnittsweise schaltbar und/oder einstellbar lichtdurchlässig ist, kann eine Kombination der vorstehenden Effekte veränderlich erreicht werden. Es wird auf die Vorbeschreibung zur schaltbaren Lichtdurchlässigkeit verwiesen.
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Die Deckschicht kann aus oder mit einem Gewebe gebildet sein, sodass sie einfach an eine Form anpassbar ist. Gewebe sind mit bekannten Verfahren prozesssicher herstellbar und verarbeitbar. Gewebe können weiterbildend licht-leitende Fasern für Zusatzfunktionen umfassen.
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Die Deckschicht kann aus einer Folie gebildet sein. Eine Folie hat einem Gewebe gegenüber die zusätzlichen Vorteile, dass sie glatt und/oder dicht, wie fluiddicht, wie flüssigkeitsdicht, ausbildbar ist.
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Die Deckschicht kann aus einem Naturstoff und/oder Kunststoff gebildet sein. Naturstoffe können verkaufsfördernd oder vorgeschrieben sein. Kunststoffe weisen gezielt einstellbare Eigenschaften auf, sodass sie Anwendungsabhängig wählbar sind.
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Die Deckschicht kann Polycarbonat aufweisen oder daraus bestehen. Polycarbonat ist ein besonders bevorzugter Kunststoff. Polycarbonat kann vorteilhaft eingefärbt werden, um eine Farbwirkung, wie eine Farbfilterwirkung, zu erreichen.
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Die Deckschicht kann Silikon aufweisen oder daraus bestehen. Silikon ist auch ein besonders bevorzugter Kunststoff.
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Die Deckschicht kann mechanisch dicht ausgebildet sein. Eine dichte Deckschicht kann vor Schutz und oder Fluiden schützen. Eine dichte Deckschicht kann ein Lichtformungssegmente-füllendes Fluid, wie eine wegen optischer Eigenschaften gewählte Flüssigkeit oder ein korrosionsvermeidendes Schutzgas, in einer Kammer halten.
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Die Deckschicht kann zumindest feuchtigkeits-abstoßend und/oder zumindest schwer feuchtigkeits-durchlässig und/oder feuchtigkeits-undurchlässig ausgebildet sein, sodass ein Feuchtigkeitsschutz erreicht werden kann. Andererseits kann eine Feuchtigkeitsabgabe über das Beleuchtungselement umgesetzt werden, beispielsweise um ein Raumklima zu beeinflussen. Die Kombination aus optischen und klimatischen Effekten kann mehrere Sinne gleichzeitig ansprechen und erreicht so einen Mehrfachnutzen. Dies kann vorteilhaft auch mit einer die Deckschicht, die unidirektional und/oder monodirektional aus den Lichtformungssegmenten heraus feuchtigkeits-durchlässig ist, erreicht werden. Die letztgenannte Gestaltung kann auch zum Verhindern eines Beschlagens einer Lichtformungssegmentinnenseite eingesetzt werden. Eine Membrane und/oder Funktionsmembrane kann als eine Deckschicht verwendet werden.
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Die Deckschicht kann ein Leuchttextil und/oder eine Lichtquelle sein. In Kombination mit der Lichtquellenschicht können so beispielsweise Überlagerungseffekte erzielt werden. Beispielsweis kann die Lichtquellenschicht eine Ambilight-Funktion erfüllen, während die Deckschicht beispielsweise zumindest ein Symbol darstellend eine Informationsfunktion und/oder eine Betätigungselementfunktion bzw. Betätigungselementteilfunktion erfüllt. Beispiele für die Funktionen umfassen aktive und passive Funktionen. Aktive Funktionen umfassen: eine Steuerung und/oder Rückmeldungssteuerung bzw. Regelung der Ambilight-Helligkeit, ein Aktivieren und/oder Deaktivieren eines Türöffners und/oder eines Fensterhebers und/oder einer Sitzheizung, ein Umschaltung zwischen einem nichtautonomen und/oder teilautonomen und/oder autonomen Fahren und zurück, umfassend ein Wechseln zwischen Autonomiestufen. Passive Funktionen umfassen: eine Darstellung einer Information, wie einem Laufmuster, einem Richtungspfeil, einem Warnsymbol und/oder dergleichen, eine Darstellung eines durch eine Außenkamera erkannten Objekts, wie einem Hindernis und/oder einem Verkehrszeichen und/oder einem Lichtzeichen, und dergleichen.
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Die Deckschicht und die Aufweitungsschicht können verbunden sein, sodass sie einen Verbund mit gegenüber den Einzelteilen geänderten Eigenschaften, wie einer geänderten Steifigkeit oder Dichtigkeit aufweisen. Beispielsweise kann es für eine einfache und schnelle Montage vorteilhaft sein, zwei gering-steife Schichten getrennt zu montieren und dann mit einem Steifigkeitszuwachs zu montieren. Eine Verbindung kann mechanische Eigenschaften aufweisen, welche von einer zusätzlichen Elastizität, wie bei einer zwischengefügten Schaumstoffschicht oder Silikonschicht, über ein Steifigkeits-bezogenes Zusammenwirken der verbundenen Elemente bis zu einer gegenüber den verbundenen Elementen erhöhten Steifigkeit, wie mittels eines Aushärtens eines Klebers, reichen. Eine Verbindung kann auch andere Eigenschaften, wie eine Dichtigkeit, eine elektrische Leitfähigkeit, wie ein Zusatznutzen als Leiterbahn, eine elektrische Isolationsfähigkeit, eine optische Eigenschaft, wie eine Diffusionswirkung oder eine Licht-leitende Fähigkeit, und/oder dergleichen und/oder eine Kombination daraus aufweisen.
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Die Deckschicht und die Aufweitungsschicht können separat urgeformt und verbunden sein. Somit können die Schichten vorteilhaft mittels verschiedener Fertigungstechnologien urgeformt sein, beispielsweise könnte die Aufweitungsschicht gegossen und die Deckschicht extrudiert und/oder gewoben sein.
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Die Deckschicht und die Aufweitungsschicht können einstückig gebildet sein, sodass sie beispielsweise mit nur einem Werkzeug bildbar sind.
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Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Schichten Deckschicht oder Aufweitungsschicht an die andere Schicht angeformt ist. Beispielsweise kann eine als „Inlay molding“ bezeichnete Fertigungstechnologie zum Tragen kommen, wobei eine der Schichten urgeformt, umgeformt und/oder dergleichen in ein Werkzeug zum beispielsweisen Urformen der anderen Schicht einlegbar, einführbar oder dergleichen ist.
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Zumindest eine oder die flächige Schicht kann bzw. die flächigen Schichten können zumindest abschnittsweise oder teilweise flexibel, unflexibel, biegbar, steif, formbar, freiformbar und/oder formwahrend sein. Die Aufweitungsschicht ist eine flächige Schicht. Die Deckschicht ist eine flächige Schicht, sie muss aber nicht vorhanden sein. Die Lichtquellenschicht kann eine flächige Schicht sein, beispielsweise wenn sie mittels einer Leiterplatte und/oder mittels einer Vielzahl Leiterplatten und/oder mittels einer flexiblen Leiterplatte, wie einem sogenannten „Flex-PCB“, und/oder mittels eines Gewebes umfassend elektrische Leiter und/oder dergleichen ausgebildet ist. Eine Leiterplatte ist eine Form eines Substrats. Die Lichtquellenschicht kann auch nur in einer Fläche angeordnete Lichtquellen umfassen, sodass man sie als nichtflächige Schicht auffassen kann. Mit anderen Worten: Es kann vorgesehen sein, dass die flächige Schicht zumindest abschnittsweise oder teilweise flexibel, unflexibel, biegbar, steif, formbar, freiformbar und/oder formwahrend ist. Es kann vorgesehen sein, dass die flächigen Schichten zumindest abschnittsweise oder teilweise flexibel, unflexibel, biegbar, steif, formbar, freiformbar und/oder formwahrend sind. Es kann vorgesehen sein, dass eine der flächigen Schichten zumindest abschnittsweise oder teilweise flexibel, unflexibel, biegbar, steif, formbar, freiformbar und/oder formwahrend ist. Eine zumindest abschnittsweise eine Eigenschaft aufweisende Schicht kann mehrere Bereiche mit verschiedenen oder verschieden ausgeprägten Eigenschaften aufweisen. Eine zumindest teilweise eine Eigenschaft aufweisende Schicht kann die Eigenschaft nur zu oder bis zu einem vorbestimmbaren Grad aufweisen, oder sie kann die Eigenschaft nur bei Vorliegen einer Bedingung, wie einer Umgebungstemperatur oder einem Alter, aufweisen, oder sie kann die Eigenschaft nur in zumindest eine Dimension oder nur in zumindest einem Freiheitsgrad aufweisen. Eine flexible Schicht kann einfach montierbar sein. Eine unflexible Schicht kann eine rückstellende oder tragende Funktion erfüllen. Eine biegbare Schicht kann versagensfrei oder versagensarm unter Biegebeanspruchung montierbar oder betreibbar sein. Eine steife Schicht kann eine tragende oder formgebende Funktion erfüllen. Eine formbare Schicht, wie eine umformbare oder zumindest elastisch umformbare Schicht, kann Situations-anpassbar Varianten-reduzierend sein. Eine freiformbare Schicht kann breite Gestaltungsräume eröffnen. Eine etwa formwahrende Schicht kann vorteilhaft vorgeformt montierbar sein, sodass beispielsweise ein schwieriger Formvorgang von einem Montagevorgang getrennt sein kann.
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Der Begriff „etwa“ kann beispielsweise bedeuten, dass eine Abweichung in den fachüblichen Toleranzen oder von bis zu 5% vorhanden sein kann.
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Eine Lichtquelle kann jeweils eine Einzellichtquelle und/oder ein Lichtquellenpaket und/oder eine Lichtquellenkombination ist. Eine Einzellichtquelle kann vorteilhaft bauraumlich klein und leicht sein. Ein Lichtquellenpaket kann vorteilhaft lichtstark und/oder variabel einsetzbar sein. Eine Lichtquellenkombination kann vorteilhaft situations-anpassbar und/oder positions-anpassbar einsetzbar und/oder auswählbar sein.
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Die erfindungsgemäße Lichtquelle kann grundsätzlich jede beliebige Strahlungsquelle sein, welche elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich emittiert. Die Lichtquelle kann beispielsweise ausgebildet sein: als eine Glühlampe; als eine Halogenlampe; als eine Entladungslampe (High Intensity Discharge (HID)), insbesondere als eine Gasentladungslampe; als eine Licht emittierende Diode (LED); als ein Laser (wie beispielsweise ein nach dem Prinzip Laser Activated Remote Phosphor (LARP) arbeitendes System (Hinweis: der Begriff Phosphor umfasst fachsprachlich auch Phosphor-freie Leuchtstoffe)); als ein nach einem Digital Light Processing (DLP)-Prinzip arbeitender Projektor; als eine IR-Strahlungsquelle, insbesondere als eine IR-Laserdiode; oder als eine andere eine elektromagnetische Strahlung in und/oder teilweise in und/oder nahe bei und/oder teilweise nahe bei dem sichtbaren Bereich abgebende, wiedergebende und/oder erzeugende Vorrichtung sein.
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Besonders bevorzugt ist dabei die Gruppe der Licht emittierenden Dioden. Unter einer Licht emittierenden Diode sollen insbesondere eine LED und/oder eine Mikro-LED mit einem nachgelagerten Leuchtstoff zur teilweisen Umwandlung von Primärlicht (Emissionslicht der LED) in Sekundärlicht (Konversionslicht des Leuchtstoffs); eine ein warmweißes Licht emittierende LED; eine ein kaltweißes Licht emittierende LED; eine LED, welche in Vollkonversion betrieben wird; eine LED ohne einen nachgelagerten Leuchtstoff; eine pixelierte LED-Matrixanordnung; eine organische LED (OLED) und/oder dergleichen verstanden werden.
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Es sollen sowohl direkt emittierende Leuchtdioden als auch seitwärts bzw. seitlich emittierende Leuchtdioden bzw. LEDs bedacht sein.
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Wenn mehr als eine Lichtquelle vorgesehen ist, kann weiterbildend vorgesehen sein, dass die Lichtquellen ihrer individuellen herstellungsabhängigen Lichtfarbe und/oder Lichtfarbeneinteilung gemäß geordnet angeordnet sind. Beispielsweise bei LEDs ist bekannt, dass diese Herstellungsabhängig kleine Unterschiede aufweisen, welche sich in der Lichtfarbe bzw. dem Lichtort bzw. dem Farbort wiederspiegeln. Man kann diese LEDs dann klassifizieren, um sie in sogenannte LED-Bins einzuteilen (auch LED-Binning genannt). Bevorzugt werden LEDs aus ähnlichen Bins zueinander angeordnet.
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Stirnseitig an der Lichtleiterschicht kann zumindest ein Lichtquellenpaket angeordnet sein, sodass die Beleuchtungsvorrichtung zum Lichtabgeben mit einer höheren Intensität, mit mehreren Farben und/oder mit einer zeitlichen Abfolge von Lichtsignalen vorbereitet ist. Unter stirnseitig kann beispielsweise einseitig, mehrseitig und/oder umlaufend verstanden werden.
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Ein Lichtquellenpaket kann zumindest zwei Lichtquellen umfassen. Ein Lichtquellenpaket kann zwei mechanisch verbundene und/oder teilweise ineinander integrierte Lichtquellen umfassen. Eine besonders bevorzugte Art Lichtquellenpaket umfasst eine Vielzahl an Lichtquellen mit zumindest teilweise unterschiedlichen Farben. Ein solches Lichtquellenpaket kann ein RGB-LED-Paket mit jeweils zumindest einer roten, grünen und blauen LED sein. Ein solches Lichtquellenpaket kann eine RGB-LED mit jeweils zumindest einer roten, grünen und blauen LED als integrierte Baueinheit sein. Ein solches Lichtquellenpaket kann ein RGB-OLED-Paket und/oder eine RGB-OLED als integrierte Baueinheit sein. Ein weiteres solches Lichtquellenpaket kann mehr als drei Lichtfarben umfassen, wie beispielsweise fünf Lichtfarben, wie Warmweiß 3000K, Kaltweiß 6500K, Rot, Grün und Blau, wobei mit diesem Beispiel bei verschiedenen Farbtemperaturen ein Farbwiedergabeindex von zumindest 95 erzielbar ist.
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Weiterbildend kann eine gekammerte Lichtquelle und/oder ein gekammertes Lichtquellenpaket vorgesehen werden, wobei nochmals weiterbildend die Kammer zum Koppeln an einen Lichtleiter vorbereitet sein kann, sodass ein Einkoppeln in einen benachbarten Lichtleiter und/oder ein Beeinflussen desselben reduziert und/oder vermieden werden kann.
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Die Lichtquellen können zueinander beabstandet angeordnet sein. In Kombination mit der aufweitenden Wirkung der Lichtformungssegmente kommt es zu einer Synergie dahingehend, dass gleichzeitig eine flächige Lichtabgabe und ein Einsparen hinsichtlich der Anzahl der Lichtquellen auftreten können.
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Zumindest ein Teil der Lichtquellen kann an einem gemeinsamen Substrat angeordnet sein. Somit kann ein Verkabelungsaufwand verringert sein, und kann eine Steuerung, insbesondere elektrische Steuerung, wie eine koordinierte Steuerung, vereinfacht sein. Ein Substrat kann ein Träger einer Lichtquelle sein, womit eine Lichtquelle beispielsweise einfach befestigbar und/oder elektrisch verbindbar wird. Ein Substrat kann außer einer Leiterplatte oder dergleichen, wie einem flexiblen PCB („printed circuit board“) oder einem elektrische Leiter aufweisenden Gewebe, zusätzlich oder alternativ auch ein rein mechanische wirkender Träger, wie ein Silikonkissen oder dergleichen, sein.
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Das Substrat kann eine flächige, ununterbrochene und/oder zumindest teilweise unterbrochene Schicht bilden. Eine flächige Schicht kann die vorstehenden Vorteile aufweisen. Eine ununterbrochene Schicht kann einfach montierbar sein. Eine zumindest teilweise unterbrochene Schicht kann einzelne ununterbrochene Abschnitte umfassen, um beispielsweise eine einfache Montierbarkeit mit den Vorteilen eines steifen Substrats zu einem Mehrfachnutzen zu kombinieren.
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Das Substrat kann eine Raumform aufweisen. Eine Raumform kann eine zu einer ebenen Scheibe zumindest abschnittsweise verschiedene Form, insbesondere eine gekrümmte, gebogene, geknickte und/oder frei-geformte, aber auch eine abschnittsweise dicker und/oder dünner werdende Schicht bezeichnen. Somit kann eine an einen Einbauort angepasste Substrat-Form gewählt werden. Ein eine Raumform aufweisendes Substrat kann eine fachsprachlich als „3D-PCB“ bezeichnete Ausgestaltung aufweisen.
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Das Substrat kann neben den Lichtquellen weitere aktive und/oder passive elektrische und/oder elektronische Bauelemente aufweisen, sodass eine Integrationstiefe vergrößert und/oder eine Funktionalität erhöht sein kann.
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Das Beleuchtungselement kann einen Sensor aufweisen. Somit kann das Beleuchtungselement steuerbar und/oder rückmeldungssteuerbar bzw. regelbar vorgesehen werden. Wenn der Sensor zum Erfassen einer Betätigung vorgesehen ist, kann das Beleuchtungselement gleichzeitig ein Betätigungselement bzw. Bedienelement sein. Es ist also ein Beleuchtungselement mit optionalem Betätigungselement bzw. Bedienelement.
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Der Sensor kann aus der Gruppe gewählt sein, welche einen optischen Sensor, eine Kamera, eine CCD-Kamera, eine zum Erfassen zumindest eines Teils des sichtbaren Lichts vorbereitete Kamera, eine zum Erfassen zumindest eines Teils des nicht-sichtbaren Lichts vorbereitete Kamera, eine zum Erfassen infraroter Strahlung vorbereitete Kamera, eine Fotodiode bzw. Photodiode, einen Farbsensor, einen Helligkeitssensor, einen Kraftsensor, einen Drucksensor, einen Kammerdrucksensor, einen kapazitiven Sensor, einen induktiven Sensor, einen resistiven Sensor, einen zum berührenden Betätigen vorbereiteten Sensor, einen zum berührungslosen Betätigen vorbereiteten Sensor, einen diskreten Sensor, einen flächigen Sensor, eine Kombination daraus und/oder ein Vielfaches daraus umfasst. Mit einem optischen Sensor kann auf eine Lichtsituation reagiert werden. Mit einer Kamera kann ein Bild, wie rein beispielsweise ein Bild eines Fahrzeuginnenraums, ein Bild eines Beleuchtungselementabschnitts, wie eines Raums vor einem integrierten Betätigungsabschnitt, und/oder ein Bild einer Fahrzeugumgebung, erfasst werden. Eine CCD-Kamera ist eine bewährte Kamerabauform. Eine zum Erfassen zumindest eines Teils des sichtbaren Lichts vorbereitete Kamera kann einen Sicht(-teil)-bereich eines Nutzers oder für einen Nutzer erfassen. Eine zum Erfassen infraroter Strahlung vorbereitete Kamera kann ein für einen Nutzer nicht-sichtbares Bild erfassen, beispielsweise um zusätzliche Informationen anzeigbar zu machen, oder um eine Bedienung mittels einer Wärmestrahlung zu erfassen, oder dergleichen. Eine Fotodiode ist ein kostengünstiger und bewährter optischer Sensor. Ein Farbsensor ist vorteilhaft zum Detektieren einer Farbe, wie einer Hintergrundfarbe oder einer Umgebungsfarbe, oder eine Farbänderung, wie einer Handbewegung an einem Betätigungsbereich, vorbereitbar. Ein Helligkeitssensor kann zum Erfassen eines Kontrasts oder einer Helligkeitsänderung oder dergleichen vorbereitet sein, und er eignet sich beispielsweise zum Erfassen einer Umgebungshelligkeit für eine Ambilight-Funktion oder für ein Erfassen einer Betätigung oder auch für ein Kontrollieren einer Helligkeitsabgabe des Beleuchtungselements. Ein Kraftsensor kann zum Erfassen einer Druckkraft, einer Zugkraft und/oder einer Scherkraft vorbereitet sein. Ein Drucksensor kann zum Erfassen eines Drucks auf und/oder in dem Beleuchtungselement vorbereitet sein. Ein Kammerdrucksensor kann zum Erfassen eines Drucks auf und/oder in einer Kammer der Aufweitungsschicht vorbereitet sein. Ein kapazitiver Sensor kann zum Erfassen einer Betätigung vorgesehen sein, ebenso wie ein induktiver Sensor und/oder ein resistiver Sensor. Ein resistiver Sensor kann messtechnisch bevorzugbar sein, wenn Ableitungsgrößenfrei erfasst werden kann. Ein zum berührenden Betätigen vorbereiteter Sensor kann zum eindeutigen Bestimmen einer Betätigung geeigneter Sensor sein. Ein zum berührungslosen Betätigen vorbereiteter Sensor kann eine als modern empfindbare Betätigung erfassen. Ein diskreter Sensor kann ein einen kleinen Bereich erfassender Sensor sein. Ein flächiger Sensor kann die vorstehenden Vorteile aufweisen, und er kann die Stückzahl reduzieren. Ein flächiger Sensor kann eine sogenannte „Touchfolie“ sein. Eine besonders bevorzugte Sensor-Art ist ein zum Steuern oder Rückmeldungssteuern zumindest einer Lichtquelle vorbereiteter Sensor. Die Sensoren können weiterbildend dazu vorbereitet sein, eine Annäherung zu erfassen.
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Das Beleuchtungselement kann eine Steuereinheit aufweisen. Somit kann das Beleuchtungselement als Baugruppe oder unabhängige Baugruppe vorsehbar sein. Es kann sich also um ein Beleuchtungselement mit einer optionalen Steuerung handeln.
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Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit zum Ansteuern der Lichtquellen vorbereitet ist, sodass eine Unabhängigkeit von einer separaten Ansteuereinheit und/oder eine vergrößerte Integrationstiefe erreicht werden können.
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Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit zum Auswerten des zumindest einen Sensors vorbereitet ist, sodass eine Unabhängigkeit von einer separaten Auswertungseinheit und/oder eine vergrößerte Integrationstiefe erreicht werden können.
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Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit zum Datenübertragen mittels einer Datenübertragungsvorrichtung vorbereitet ist, sodass eine Unabhängigkeit von einer separaten Übertragungseinheit und/oder eine vergrößerte Integrationstiefe erreicht werden können. Als Datenübertragung kann ein standardisierter Übertragungsweg bevorzugt werden, wie CAN, LAN, WLAN, GSM und/oder Bluetooth.
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Das Beleuchtungselement kann dazu konfiguriert sein, unbewegliche und/oder bewegliche, unveränderliche und/oder veränderliche, vorbestimmte und/oder vorgebbare Symbole und/oder Beleuchtungsbilder anzuzeigen. Auf diese Weisen kann eine Interaktivität oder ein Betätigungselement vorbereitet oder umgesetzt werden.
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Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass das Beleuchtungselement zumindest einen Lautsprecher und/oder zumindest ein Mikrofon aufweist. Ein Lautsprecher und/oder ein Mikrofon können als ein Schallwandler zusammengefasst bezeichnet werden. Hierdurch kann eine weitere oder weitergehende Interaktivität mittels des Beleuchtungselements umgesetzt werden. Das Beleuchtungselement kann zum Durchführen einer Spracherkennung und/oder zu einem akustischen Betätigt-Werden und/oder zum Erfassen und/oder Aufnehmen und Weiterleiten einer akustischen Betätigung, wie einem Sprechen, Klatschen oder dergleichen, vorbereitet sein. Das Beleuchtungselement kann zum Ausgeben von Schallwellen, wie einer Sprachausgabe und/oder eine Musikausgabe, vorbereitet sein. Wenn weiterbildend zumindest ein Lichtformungssegment zum Schallwandeln, wie Schallausgabeverstärken und/oder Schallweiterleiten, vorbereitet ist, kann das Beleuchtungselement vorteilhaft synergetisch auch als flächiger Lautsprecher und/oder flächiges Mikrofon verwandt werden. Wenn die schallwandelnden Lichtformungselemente separat akustisch ansteuerbar ausgebildet sind, kann das Beleuchtungselement zum gerichteten Schallabgeben und/oder richtungserkennenden Schallempfangen vorbereitet sein.
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Ein Fahrzeug mit einem als Verkleidung angeordneten Beleuchtungselement wie vorstehend beschrieben kann die vorstehenden Vorteile nutzen. Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevorzugt ist das Fahrzeug ein Lastkraftwagen oder ein Personenkraftwagen oder ein Kraftrad. Das Fahrzeug kann des Weiteren als nichtautonomes oder teil-autonomes oder autonomes Fahrzeug ausgestaltet sein. Das Beleuchtungselement kann als Fahrzeuginnenverkleidung und/oder als Fahrzeugaußenverkleidung angeordnet sein. Die beschriebenen Ausführungsformen sind also auch exterior am einem Fahrzeug bzw. an einer Fahrzeugaußenseite verwendbar. Beispielsweise kann eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs zumindest bereichsweise ein Beleuchtungselement wie vorstehend beschrieben umfassen oder gar daraus bestehen.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung eines Bereichs eines Beleuchtungselements gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- 2 eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung eines Bereichs eines Beleuchtungselements gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Bereichs einer Lichtquellenschicht des Beleuchtungselements gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- 4 eine schematische perspektivische Darstellung eines Bereichs einer Aufweitungsschicht des Beleuchtungselements gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- 5 eine schematische, teilweise ausgebrochene Draufsicht auf einen Bereich des Beleuchtungselements gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- 6 eine geschnittene Darstellung eines Bereichs eines Beleuchtungselements gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, und
- 7 eine schematische perspektivische Draufsicht auf einen Bereich des Beleuchtungselements gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Gleiche Elemente sind über die Figuren und Ausführungsformen hinweg mit denselben Merkmalen versehen. Auf eine erneute Beschreibung gleicher Merkmale wird größtenteils verzichtet. Merkmale der einen Ausführungsform können auch in der anderen Ausführungsform enthalten sein, sie sind also untereinander auch auszugsweise austauschbar.
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Wie in der 1 dargestellt, umfasst ein Beleuchtungselement 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine Lichtquellenschicht 2, eine Aufweitungsschicht 4 und zwei Deckschichten 6.
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Die Lichtquellenschicht 2 umfasst eine flexible Leiterplatte 8 als gemeinsames Substrat 10 und eine Vielzahl daran festgelegter Lichtquellen 12, die vorliegend jeweils als Lichtquellenpaket gebildete RGB-LEDs, sogenannte Tripletts, sind. Die Lichtquellen 12 sind zueinander beabstandet. Das Substrat 10 ist vorliegend eine flächige, ununterbrochene Schicht mit Durchbrechungen 14 als Befestigungsstellen.
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An der Leiterplatte 8 bzw. dem Substrat 10 ist eine (nicht dargestellte) Steuereinrichtung angeordnet, die ein IC, wie ein ASIC, ist, und die dazu vorbereitet ist, die Lichtquellen 12 anzusteuern. Dabei sind die Lichtquellen 12 vorliegend als (nicht dargestellte) Gruppen geordnet bzw. gruppiert, und sie werden als solche angesteuert.
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Die Aufweitungsschicht 4 umfasst Lichtformungssegmente 16, welche die flächige Aufweitungsschicht 4 segmentieren und unterteilen. Die Aufweitungsschicht 4 ist aus Wänden 18 gebildet, welche die Lichtformungssegmente 16 definieren und ausbilden. Die Wände 18 sind vorliegend aus Silikon und die Lichtformungssegmente 16 sind vorliegend Hohlvolumina bzw. Kammern. Die Aufweitungsschicht 4 erfüllt eine Aufweitungsfunktion, nämlich dass ein von jeweils einer Lichtquelle 12 abgebbares Licht aufgeweitet wird, und es so die einer Kammer 16 zugeordnete Fläche einer Vorderseite 17 der Aufweitungsschicht 4 und/oder der Deckschichten 6 bestrahlt. Gleichzeitig erfüllt die Aufweitungsschicht 4 eine Abstandshalterfunktion, nämlich dass sie einen Abstand zwischen der Lichtquellenschicht 2 und den Deckschichten 6 aufrechterhält oder elastisch und rückstellend einen solchen wiederherstellt. Die Aufweitungsschicht 4 erfüllt ferner zwei Schutzfunktionen, nämlich einerseits schützt sie die Lichtquellenschicht 2 beispielsweise vor einer - beispielsweise punktuellen - Druckbelastung oder einer Scherbelastung aufgrund eines Berührens der Deckschicht durch einen Anwender, und andererseits schützt sie den Anwender vor einer Verletzung an der Lichtquellenschicht 2. Die Lichtformungssegmente 16 sind im Querschnitt dreieckig und bilden so eine gleichmäßige Parkettierung bzw. Wabenstruktur. Beispielsweise kann ein aus vier stumpf zu einer gemeinsamen Mitte weisenden Dreiecken gebildetes Viereck eine Kantenlänge von 10×10mm oder 50x50mm aufweisen, wobei diese Zahlen vorrangig illustrativ sind, und insbesondere auch größere Abmessungen bedacht sein sollen. Gemäß einer Variation kann eine feinere, also kleinere, Abmessung in einem Sichtbereich eines Fahrers und eine gröbere Abmessung außerhalb des Sichtbereichs vorgesehen werden. Gemäß einer weiteren Variation sind die mechanischen Eigenschaften der Wände 18, wie deren Steifigkeit, deren Abmessungen und/oder deren Häufigkeit, derart gewählt, dass die Aufweitungsschicht als ein Kollisionsschutz ausgebildet ist, dass ein Aufprall beispielsweise eines Kopfes auf das Beleuchtungselement einen verringerten HIC (head impact coefficient bzw. head injury coefficient) zur Folge hat.
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Auch wenn es nicht dargestellt ist, können die Aufweitungsschicht 4 und die Leiterplatte 8 bzw. das Substrat 10 zueinander festlegbar und/oder elastisch verbindbar sein. Hierfür kommen alle Verbindungsmöglichkeit in Betracht, wie zumindest ein Formschlusselement, wie eine Rastnase, zumindest ein Kraftschlusselement, wie ein Reib-Andrücken mittels zumindest einer Verschraubung und/oder infolge eines Kammer-inneren Unterdrucks und/oder zumindest eine Adhäsionswirkung, und/oder zumindest ein Stoffschlusselement, wie zumindest eine Verklebung und/oder zumindest eine Klebeinsel.
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Die Deckschichten 6 umfassen eine Schutzschicht 20, welche vorliegend auf die Aufweitungsschicht 4 beispielsweise auflaminiert und/oder aufgeklebt sein kann. Die Schutzschicht 20 ist vorliegend als Diffusor 22 ausgebildet, welcher dazu vorbereitet ist, ein von einer der Lichtquellen 12 abgebbares Licht, das durch die Aufweitungsschicht 4 aufgeweitet wurde, diffus, wie lambert'sch, zu streuen. Somit trägt der Diffusor 22 dazu bei, dass das Beleuchtungselement 1 gleichmäßig ausgeleuchtet und leuchtend erscheint. Der Diffusor 22 weist eine Kaschierungsfunktion auf, sodass die Wände 18 der Lichtformungssegmente 16 nicht durchscheinen. Die Schutzschicht 20 weist eine Schutzfunktion auf, sodass die Lichtformungssegmente 16 und die Lichtquellenschicht 2 vor einer Verschmutzung geschützt werden. Die Deckschicht 6 bzw. Schutzschicht 20 weist eine Stabilisierungsfunktion auf, sodass sie die Aufweitungsschicht 4 stabilisiert und deren Schutzfunktion verstärkt bzw. unterstützt.
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Die Deckschichten 6 umfassen noch eine Leuchttextilschicht 24. Ein Leuchttextil 25 ist ein lichtdurchlässiger Stoff, sodass ein durch die Lichtquellenschicht 2 abgebbares Licht die Deckschichten 6 durchdringen kann, wobei auch das Leuchttextil 25 Licht lambert'sch abstrahlt. Das Leuchttextil 25 weist vorliegend flächig integrierte Lichtwellenleiter auf, in welche verdeckt, wie an einer Seite des Beleuchtungselements, ein Licht einkoppelbar ist, welches beispielsweise derart auskoppelbar ist, dass beispielsweise eine lokal abgegrenzte flächige Lichtabgabe aus den Lichtwellenleitern zum Darstellen eines unterscheidbaren Lichtbilds, wie eines Symbols, erfolgen kann.
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Die flächigen Schichten Leiterplatte 8 bzw. Substrat 10, Aufweitungsschicht 4, Schutzschicht 20 und Leuchttextilschicht 24 sind jeweils biegbar und formbar, sodass das Beleuchtungselement 1 an eine Einbausituation beispielsweise an einem Fahrzeugdachhimmel oder an einer Fahrzeugtürinnenseite anpassbar ist.
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Das Beleuchtungselement 1 weist in Bezug zu seiner Fläche zwar relativ wenige Lichtquellen 12 auf, aber durch die Aufweitung des Lichts in der Aufweitungsschicht und durch den Diffusor 22 und das lambert'sch abstrahlende Leuchttextil 24 wird eine letztlich homogene Leuchtwirkung erreicht. Die Aufweitung in der Aufweitungsschicht 4 beruht darauf, dass die Lichtquellen 12 lambert'sch abstrahlen bzw. auskoppeln, sodass sich das Licht in den jeweiligen Lichtformungssegmenten 16 ausbreiten und flächig den Diffusor 20 bestrahlt bzw. in diesen einkoppelt. Die homogene Leuchtwirkung kann dadurch gesteigert werden, dass die Wände 18 aus lichtdurchlässigem Silikon gebildet sind, sodass die Wände 18 dazu vorbereitet sind, an Ihren Stirnseiten 26 Licht zum Einkoppeln in den Diffusor 22 auszukoppeln.
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In einem ersten (nicht dargestellten) Szenario ist das Beleuchtungselement 1 gemäß der ersten Ausführungsform benutzerdefiniert gestaltbar. Hierbei kann ein Verwender über eine mit der Steuereinrichtung kommunizierend verbundene Schnittstelle eine Farbe oder einen Farbverlauf oder ein Farbmuster oder ein farbiges Bild oder dergleichen vorgeben, welches durch die Lichtquellen 12 mit weichen Übergängen dargestellt wird. Bei der ersten Ausführungsform ist jeder Kammer 16 ein Lichtquellenpaket zugeordnet, sodass das Beleuchtungselement im Bereich jeder Kammer 16 in einer wählbaren Farbe leuchtet. Man kann eine Kammer 16 diesbezüglich als aufgeweitetes Pixel bezeichnen.
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In einem zweiten (nicht dargestellten) Szenario ist die Steuereinrichtung dazu vorbereitet, einen Dachhimmel eines Fahrzeugs circadian, also tagesperiodisch, anzupassen, sodass beispielsweise eine Farbe und eine Helligkeit des Dachhimmels an den Himmel bzw. den Sonnenstand anpassbar sind. Ein externer Sensor kann zur Regelung der Farbe und der Helligkeit eingesetzt werden, wobei beispielsweise eine Fahrzeugfeste Fotodiode und/oder eine Internetschnittstelle über eine Mobiltelefon-Anwendung die Informationen bereitstellen kann.
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In einer (nicht dargestellten) Variation des zweiten Szenarios werden zusätzlich Informationen, beispielsweise mittels der Lichtleiter des Leuchttextils und/oder mittels eine Farbkontrastschaltung einzelner Lichtquellen symbolhaft angezeigt.
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In einem dritten (nicht dargestellten) Szenario ist das Beleuchtungselement 2 als Verkleidung einer A-Säule eines PKW eingesetzt. Die Steuereinrichtung ist dazu konfiguriert, das Beleuchtungselement in der Farbe einer durch die A-Säule für einen Fahrer verdeckten Ampel zu beleuchten, um so eine Sicherheit und einen Komfort zu erhöhen. Als Sensor kann eine CCD-Kamera verwendet werden, welche den Farbzustand und einen etwaigen Richtungspfeil der Ampel detektiert.
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In einem vierten (nicht dargestellten) Szenario ist das Beleuchtungselement 2 als eine Fahrzeuginnenverkleidung angeordnet. Eine Kamera nimmt einen Fahrzeuginnenraum auf, und mittels einer Bildanalyse erkennt die Steuereinrichtung, dass ein Notebookbildschirm leuchtet, sodass eine zum Betrachten eines Films oder zum ermüdungsfreien Bildschirmarbeiten passende Beleuchtung aufgeschaltet werden kann. Alternativ oder zusätzlich zur Kamera kann eine Benutzerschnittstelle vorgesehen sein.
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Gemäß einer (nicht dargestellten) Variante der ersten Ausführungsform sind an dem Substrat 10 Sensoren angeordnet und über die Leiterplatte 8 mit der Steuereinrichtung kommunizierend verbunden. Vorzugsweise ist jeder Kammer 16 ein Drucksensor zugeordnet und ist die Aufweitungsschicht 4 mit der Schutzschicht 20 und dem Substrat 10 etwa dicht verbunden. Durch ein Drücken auf die jeweilige Kammer 16 kann ein Verwender eine Betätigung vornehmen, welche als Drucksignal wahrnehmbar ist.
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Gemäß einer (nicht dargestellten) Variante zu der Variante der ersten Ausführungsform ist die Schutzschicht 20 derart teilweise lichtundurchlässig gebildet, wie mit einer ersten Farbe bedruckt, dass eine Hintergrundbeleuchtung mit der ersten Farbe homogen erscheint, aber durch eine Hintergrundbeleuchtung mit einer zweiten Farbe als Negativ ein Symbol eine Information, wie eine Betätigbarkeit eines Schalters, darstellend angezeigt wird. Somit kann eine Interaktion zwischen der Steuereinrichtung und dem Verwender dadurch entstehen, dass die Steuereinrichtung Symbole oder dergleichen anzeigt, und der Verwender Drucksensoren betätigt. Einzelnen Lichtformungssegmenten sind mehrere Betätigungen zuweisbar, indem die Steuereinrichtung ein kurzes Drücken, ein langes Drücken, ein einmaliges Drücken, ein doppeltes Drücken, ein mehrmaliges Drücken, ein schwaches Drücken, ein starkes Drücken oder dergleichen auswertend verschieden interpretiert.
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Gemäß einer (nicht dargestellten) Variation kann die Steuereinrichtung mittels eines Konfigurators, wie einer Anwendung auf einem Smartphone, vorbestimmbare Funktionen einzelnen Betätigungen und/oder Lichtformungssegmenten 16 zuordnen.
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Gemäß einem Szenario kann die Steuereinrichtung zumindest einer Betätigung auswertend eine Beleuchtungsvorgabe zuordnen, sodass die Lichtquellenschicht eine Beleuchtung in Abhängigkeit der Betätigung erzeugt.
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Gemäß einer Variation ist zumindest in einem Abschnitt des Beleuchtungselements 1 nur eine Lichtquelle 12 oder ein Lichtquellenpaket je mehreren Lichtformungssegmenten 16 vorgesehen. Hierbei können vorteilhaft die lichtdurchlässigen Wände 18 verwendet werden, sodass dennoch eine homogene oder gleichmäßige Beleuchtung erreicht werden kann.
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Gemäß einer Variation ist das Beleuchtungselement 1 als eine Dämmung ausgestaltet. So kann das Beleuchtungselement 1 als eine Schalldämmung und/oder als eine Wärmedämmung ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein zur Schalldämmung und/oder zur Wärmedämmung geeignetes, lichtdurchlässiges Fluid, wie ein Gas und/oder Luft, in die Lichtformungssegmente 16 eingebracht sein.
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Gemäß einer (nicht dargestellten) Variation sind die Lichtquellen 12 der Lichtquellenschicht 2 derart an dem gemeinsamen Substrat 10 festgelegt, dass sie nur in die Wände 18 Licht einkoppeln. Die Wände 18 sind in diesem Fall vorzugsweise transparent bzw. voll-transparent, und geben das Licht an die Lichtformungselemente 16 ab. Auch somit kann eine homogen empfindbare Leuchtwirkung erreicht werden.
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Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform anhand der 2 bis beschrieben, wobei im Wesentlichen die Unterschiede zur ersten Ausführungsform vorgestellt werden. Die Beleuchtungseinrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weist in dieser Reihenfolge einen Träger 28, die Lichtquellenschicht 2 mit einem Substrat 10, das eine Leiterplatte 8 ist, und das LED-Lichtquellen 12 festlegt, eine Sensorschicht 30, die Aufweitungsschicht 4 und eine Deckschicht 6 auf.
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Der Träger 28 ist dazu vorbereitet, das Substrat 10 mit einer Umgebung zu verbinden.
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Die Sensorschicht 30 ist ein Sensor, der eine Berührung des Beleuchtungselements 1 durch einen Verwender erfasst. Beispielsweise ist die Sensorschicht 30 ein kapazitiver Sensor, wie eine sogenannte Touch-Folie. Der Sensor der Sensorschicht 30 kann Mehrfingergesten erfassen und unterscheiden.
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Die Aufweitungsschicht 4 umfasst eine Vielzahl Lichtformungssegmente 16, welche in eine opake Schicht 32 eingebettet sind, wobei die opake Schicht 32 auch zwischen den Lichtformungssegmenten 16 angeordnete Stege 34 umfasst (siehe 4).
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Die Deckschicht 6 ist bei der zweiten Ausführungsform eine Kaschierung 36 bzw. Kaschierungsschicht. Also solche ist sie dazu konfiguriert, das durch die Lichtquellenschicht 2 abgegebene und/oder durch die Aufweitungsschicht 4 aufgeweitete Licht durchlassend die mechanische Struktur der darunter liegenden Schichten etwa zu verschleiern und/oder zu verbergen. Die Kaschierung 34 kann eine Variante eines Diffusors 22 sein.
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Die 3 zeigt detailliert einen Aufbau der Lichtquellenschicht 2. Diese weist die Lichtquellen 12 auf, welche Lichtquellenpakete, wie LED-RGB-Tripletts oder LED-Quintletts, aufweisend beispielsweise je eine der Lichtfarben Warmweiß 3000K, Kaltweiß 6500K, Rot, Grün und Blau, sein können. Die Lichtquellen 12 sind zueinander beabstandet an dem gemeinsamen Substrat 10, nämlich der Leiterplatte 8, angeordnet, welches eine flächige und ununterbrochene Schicht ist. Der Abstand kann beispielsweise zumindest 3mm betragen. Der Abstand kann bezüglich der Mitten der Lichtquellen 12 gemessen werden, oder er kann zwischen den Lichtquellen gemessen werden. Die LEDs als Lichtquellen 12 sind aktive Bauelemente. Weitere aktive Bauelemente sind ASICs 38, nämlich Anwendungs-spezifische integrierte Schaltungen (in Englisch: application specific integrated circuit), welche jeweils eine zum Ansteuern zumindest einer der Lichtquellen 12 vorbereitete Steuereinheit sind. Vorliegend sind die ASICs 38 jeweils zum Ansteuern einer Gruppe 40 der Lichtquellen 12 vorbereitet. Die Gruppe 40 kann eine identifizierbare und bestimmbare Untermenge der Gesamtmenge der Lichtquellen 12 sein, wobei besonders bevorzugt ist, wenn eine Mitgliederzahl bzw. Lichtquellenzahl einer Gruppe eine Zweierpotenz ist, wie stark vorzugsweise 1, 2, 4, 8, 16, 32 oder 64 Mitglieder bzw. Lichtquellen. Die ASICs 38 sind an einer zu den Lichtquellen 12 entgegen gerichteten Seite des gemeinsamen Substrats 10 angeordnet, sodass jeweilige Leitungswege zwischen den ASICs 38 und den zugeordneten Lichtquellen 12 kurz sind. Gemäß einer Variation können die ASICS zwischen den Lichtquellen 12 an einer gemeinsamen Seite des gemeinsamen Substrats 10 angeordnet sein, wodurch eine preiswerte Herstellbarkeit im SMD-Verfahren (surface mount device, zu Deutsch etwa: an einer Oberfläche anbringbare Vorrichtung) besonders begünstigt wird. Die ASICs 38 können gemäß einer weiteren Variation an einem Rand des Substrats 12 angeordnet sein, oder sie können gemäß einer weiteren Variation in einer gemeinsamen Steuereinheit strukturell und/oder funktional zusammengefasst sein. Es können auch mehrere ASICs 38 durch einen weiteren (nicht dargestellten) ASIC angesteuert werden, welcher zusammen mit weiteren ASICs wiederum durch einen weiteren ASIC angesteuert wird, sodass vorteilhaft eine Steuerungs-Kaskade umgesetzt wird.
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Die 4 zeigt eine vergrößerte schematische Draufsicht auf die Aufweitungsschicht 4. Diese umfasst Lichtformungssegmente 16, welche vorliegend bezüglich ihres Querschnitts als gleichschenklige Dreiecke ausgebildet sind. Die Lichtformungssegmente 16 sind nebeneinander angeordnet, wobei eine Ecke 42 einer Kammer 16 etwa in Verlängerung einer Kante 44 einer benachbarten Kammer 16 angeordnet ist. Hierdurch sind die Lichtformungssegmente 16 in einer Parkettierung angeordnet, und entstehen die Stege 34, welche eine relativ zu den Lichtformungssegmenten 16 verschiedene bzw. unterschiedliche Biegesteifigkeit aufweisen. Hierdurch entstehen mechanisch bevorzugte Biegelinie bzw. Knicklinie, welche zumindest etwa parallel zu Kanten 44 der Lichtformungssegmente 16 verlaufen, sodass eine erleichterte Biegbarkeit des Beleuchtungselements 1 erreicht wird. Eine in der 4 angedeutete Biegelinie 46 kann dem Fall entsprechen, in welchem eine Biegesteifigkeit der Lichtformungssegmente 16 geringer als eine Biegesteifigkeit der Stege 34 ist. Eine in der 4 angedeutete Biegelinie 48 kann dem Fall entsprechen, in welchem eine Biegesteifigkeit der Stege 34 geringer als eine Biegesteifigkeit der Lichtformungssegmente 16 ist.
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Die 5 zeigt eine Draufsicht auf das Beleuchtungselement 1 gemäß der zweiten Ausführungsform, wobei die Kaschierung 36 teilweise weggebrochen dargestellt ist, um eine unverstellte Draufsicht auf die Schichten Lichtquellenschicht und Aufweitungsschicht zu ermöglichen. Bei der zweiten Ausführungsform ist jeder Kammer 16 eine Lichtquelle 12 zugeordnet, welche hier beispielsweise in die jeweilige Kammer 16 derart eingepasst ist, dass die jeweilige Kammer 16 eine jeweilige Fassung 50 eine oder mehrerer Leuchtmittel 52 der jeweiligen Lichtquelle 12 und/oder die Lichtquelle 12 als Bauteil geometrisch zumindest umschreibt. Beispielsweise bei dieser Ausführungsform weist jede Lichtquelle 12 eine etwa quadratische Außenkontur 54 auf, welche durch eine etwa dreieckige Innenkontur 56 einer jeweiligen Kammer 16 umschrieben bzw. zumindest außen umgeben und/oder mit Abstand umgeben wird. In der 5 wird beispielhaft eine bevorzugbare Möglichkeit dargestellt, wie ein erstes Symbol 58, ähnlich den Anzeige von „7.“ und weitere Symbole bzw. Lichtbilder 60, 62 angezeigt werden.
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Mit einer Beleuchtungseinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform kann ein kombiniertes Beleuchtungs-, Anzeige- und Betätigungselement geschaffen werden, welches neben einer Ambient-Beleuchtung oder HintergrundBeleuchtung einen interaktiven Inhalt anzeigen kann.
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Die 6 betrifft einen inneren Aufbau der Lichtformungssegmente 16 der Aufweitungsschicht 4 des Beleuchtungselements 1 gemäß der dritten Ausführungsform. Die 6 ist ein Längsschnitt durch die Schichten Lichtquellenschicht 2, Aufweitungsschicht 4 und drei Deckschichten 6. Die Schichten können zusammen beispielsweise höchstens 10 mm dick sein, vorzugsweise höchstens 8 mm dick und stärker bevorzugt höchstens 5 mm dick sein. Die Schichten können teilweise nebeneinander liegen oder ineinander eingreifen, wie bspw. bei vergossenen Schichten.
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Die Lichtquellenschicht 2 umfasst ein gemeinsames Substrat 8, welches Lichtquellen 12 trägt, die zueinander beabstandet sind.
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Die Lichtformungssegmente 16 werden jeweils durch Wände 18 definiert, welche vorliegend opak sind und einen dreieckig-spitzen Längsschnitt aufweisen. Jeweils eines der Lichtformungssegmente 16 weist eine Vielzahl Prismen 64 auf, welche dazu vorbereitet und derart angeordnet sind, dass ein Licht aufgeweitet und/oder umgelenkt wird, das von einer Lichtquelle 12 abgebbar ist, welche der jeweiligen Kammer 16 zugeordnet ist.
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Eine erste Deckschicht 6 umfasst Linsen 68, welche jeweils einem der Lichtformungssegmente 16 zugeordnet sind und die jeweilige Kammer 16 ein Licht richtend auskoppeln. Eine zweite Deckschicht 6 ist eine Schaumschicht 66, und sie weist in der Längsrichtung eine Ausdehnung auf, welche dazu geeignet ist, ein von zwei jeweils benachbarten Linsen 68 abgegebenes bzw. ausgekoppeltes Licht kaschierend in einem Überschneidungsbereich 70 zu überlagern. Eine dritte Deckschicht 6 ist eine weitere Kaschierung 36, welche als eine Textilschicht 72 ausgebildet ist, welche lambert'sch abstrahlend kaschiert. Die Prismen 64 und/oder die Linsen 68 können jeweils Folienartig zusammenhängend gebildet sein, sodass eine Ausrichtung und eine Montage erleichtert sind.
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Die 7 zeigt in einer perspektivischen Draufsicht, wie die Lichtformungssegmente 16, welche ähnlich der zweiten Ausführungsform jeweils einen gleichschenkligdreieckigen Querschnitt aufweisen können, durch jeweils eine der Linsen 68 abgedeckt werden.
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Bezugszeichenliste
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| Beleuchtungselement |
1 |
| Lichtquellenschicht |
2 |
| Aufweitungsschicht |
4 |
| Deckschicht |
6 |
| Leiterplatte |
8 |
| Substrat |
10 |
| Lichtquelle |
12 |
| Durchbrechung |
14 |
| Lichtformungssegment |
16 |
| Vorderseite |
17 |
| Wand |
18 |
| Schutzschicht |
20 |
| Diffusor |
22 |
| Leuchttextilschicht |
24 |
| Leuchttextil |
25 |
| Stirnseite |
26 |
| Träger |
28 |
| Sensorschicht |
30 |
| opake Schicht |
32 |
| Steg |
34 |
| Kaschierung |
36 |
| ASIC |
38 |
| Gruppe |
40 |
| Eck |
42 |
| Kante |
44 |
| Biegelinie |
46 |
| Biegelinie |
48 |
| Fassung |
50 |
| Leuchtmittel |
52 |
| Außenkontur |
54 |
| Innenkontur |
56 |
| Symbol |
58 |
| Symbol |
60 |
| Symbol |
62 |
| Prisma |
64 |
| Schaumschicht |
66 |
| Linse |
68 |
| Überschneidungsbereich |
70 |
| Textilschicht |
72 |
