DE102017218402A1 - Steering wheel arrangement for a motor vehicle - Google Patents

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Marcus Ted Kandler
Andreas Hans
Daniel Alt
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Joyson Safety Systems Germany GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkradanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lenkrad (10); mindestens einem Betätigungsabschnitt (12) des Lenkrades (10), über den das Lenkrad (10) zum Hervorrufen einer Richtungsänderung des Fahrzeugs betätigbar ist; mindestens einem zumindest für einen Teil des optischen Spektrums transparenten optischen Element (200) das an und/oder in dem Betätigungsabschnitt (12) angeordnet ist oder zumindest einen Teilbereich des Betätigungsabschnitts (12) ausbildet, wobei das optische Element (200) eine zumindest abschnittsweise einem Fahrer zugewandte erste Koppelfläche (201), über die Licht in das optische Element (200) ein- und auskoppelbar ist, und eine von der ersten Koppelfläche (201) beabstandete zweite Koppelfläche (202), über die ebenfalls Licht aus dem optischen Element (200) ein- und auskoppelbar ist, aufweist. Erfindungsgemäß umfasst die Lenkradanordnung mindestens einen Lichtsensor (15), der aus dem optischen Element (200) über die zweite Koppelfläche (202) ausgekoppeltes Licht erfasst; und/oder mindestens eine in einem Abstand von dem optischen Element (200) an dem Lenkrad (10) angeordnete lichterzeugende Einrichtung (14), die so angeordnet ist, dass von ihr erzeugtes Licht über die zweite Koppelfläche (202) in das optische Element (200) ein- und über die erste Koppelfläche (201) aus dem optischen Element (200) auskoppelt, wobei das Licht per Freistrahl oder über eine Lichtführungseinrichtung (210) zu der zweiten Koppelfläche (202) gelangt.The invention relates to a steering wheel assembly for a motor vehicle, comprising a steering wheel (10); at least one operating portion (12) of the steering wheel (10), via which the steering wheel (10) is operable to cause a change in direction of the vehicle; at least one at least for a part of the optical spectrum transparent optical element (200) is arranged on and / or in the operating portion (12) or at least forms a portion of the actuating portion (12), wherein the optical element (200) at least partially a Driver facing first coupling surface (201), via the light in the optical element (200) is switched on and coupled out, and one of the first coupling surface (201) spaced second coupling surface (202) via which also light from the optical element (200 ) is coupled in and out, has. According to the invention, the steering wheel arrangement comprises at least one light sensor (15) which detects light coupled out of the optical element (200) via the second coupling surface (202); and / or at least one light-generating device (14) which is arranged at a distance from the optical element (200) on the steering wheel (10) and is arranged so that light generated by it is transmitted into the optical element (2) via the second coupling surface (202). 200) and decouples from the optical element (200) via the first coupling surface (201), wherein the light passes to the second coupling surface (202) by means of a free jet or via a light guiding device (210).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkradanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a steering wheel assembly according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Anordnung ist z.B. aus der US 2016/0200343 A1 bekannt, wobei dort ein in den Lenkradkranz eines Lenkrades integriertes optisches Element mittels Leuchtdioden beleuchtet wird. Das optische Element gehört zu einer Anzeigevorrichtung zum Erzeugen eines optischen Signals, z.B. eines optischen Warnsignals oder eines optischen Signals bezüglich des Fahrzeugstatus. Die Leuchtdioden zur Beleuchtung des optischen Elementes und deren Treiberelektronik sind ebenfalls in dem Lenkradkranz verbaut, was die Integration der Anzeigevorrichtung umständlich macht.Such an arrangement is for example from the US 2016/0200343 A1 known, there is an illuminated in the steering wheel rim of a steering wheel optical element is illuminated by light emitting diodes. The optical element belongs to a display device for generating an optical signal, eg an optical warning signal or an optical signal with respect to the vehicle status. The LEDs for illuminating the optical element and the driver electronics are also installed in the steering wheel rim, which makes the integration of the display device cumbersome.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, eine Anordnung bereitzustellen, die eine möglichst einfach realisierbare optische Signalisierung von Fahrzeuginformationen ermöglicht.The problem underlying the invention is to provide an arrangement that allows a possible easy to realize optical signaling of vehicle information.

Dieses Problem wird durch die Bereitstellung der Lenkradanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This problem is solved by the provision of the steering wheel assembly with the features of claim 1. Further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Danach wird eine Lenkradanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit

  • - einem Lenkrad;
  • - einem Betätigungsabschnitt des Lenkrades, über den das Lenkrad zum Hervorrufen einer Richtungsänderung des Fahrzeugs betätigbar ist;
  • - mindestens einem zumindest für einen Teil des optischen Spektrums transparenten optischen Element das an und/oder in dem Betätigungsabschnitt angeordnet ist oder zumindest einen Teilbereich des Betätigungsabschnitts ausbildet, wobei
  • - das optische Element eine zumindest abschnittsweise einem Fahrer zugewandte erste Koppelfläche, über die Licht in das optische Element ein- und auskoppelbar ist, und eine von der ersten Koppelfläche beabstandete zweite Koppelfläche, über die ebenfalls Licht aus dem optischen Element ein- und auskoppelbar ist, aufweist, wobei
  • - mindestens einen Lichtsensor, der aus dem optischen Element über die zweite Koppelfläche ausgekoppeltes Licht erfasst; und/oder
  • - mindestens eine in einem Abstand von dem optischen Element an dem Lenkrad angeordnete lichterzeugende Einrichtung, die so ausgebildet und positioniert ist, dass von ihr erzeugtes Licht über die zweite Koppelfläche in das optische Element ein- und über die erste Koppelfläche aus dem optischen Element auskoppelt, wobei das Licht per Freistrahl oder über eine Lichtführungseinrichtung zu der zweiten Koppelfläche gelangt.
Thereafter, a steering wheel assembly for a motor vehicle, with
  • a steering wheel;
  • an operating portion of the steering wheel over which the steering wheel is operable to cause a change of direction of the vehicle;
  • at least one optical element which is transparent to at least part of the optical spectrum and which is arranged on and / or in the actuating section or at least forms a partial region of the actuating section, wherein
  • the optical element has a first coupling surface facing the driver at least in sections, via which light can be coupled into and out of the optical element, and a second coupling surface spaced from the first coupling surface, via which light from the optical element can also be coupled in and out, having,
  • at least one light sensor detecting light coupled out of the optical element via the second coupling surface; and or
  • at least one light-generating device arranged at a distance from the optical element on the steering wheel, which device is designed and positioned in such a way that light generated therefrom is coupled into the optical element via the second coupling surface and coupled out of the optical element via the first coupling surface, wherein the light passes through a free jet or via a light guide device to the second coupling surface.

Mit Hilfe der mit dem optischen Element zusammenwirkenden lichterzeugenden Einrichtung können einem Fahrer des Fahrzeugs optische Informationen übermittelt werden, z.B. die oben bereits erwähnten Warn- oder Statussignale. Es lassen sich mit Hilfe des optischen Elementes jedoch natürlich im Prinzip beliebige optische Informationen wiedergeben, z.B. auch Signale eines Fahrspurhalteassistenten oder eines Navigationssystems. Denkbar ist auch, dass mittels des optischen Elements eine Komfortbeleuchtung (insbesondere bei Nachtfahrten) erfolgt. In umgekehrter Richtung lässt sich mit Hilfe des über das optische Element an den Lichtsensor übertragenen Lichts z.B. ein Bild eines Körperbereichs (etwa des Gesichtes) des Fahrers erzeugen und beispielsweise mittels einer Auswerteeinheit des Fahrzeugs auswerten.With the aid of the light-generating device cooperating with the optical element, optical information can be transmitted to a driver of the vehicle, e.g. the above-mentioned warning or status signals. However, of course, in principle, any optical information can be reproduced with the aid of the optical element, e.g. also signals from a lane keeping assistant or a navigation system. It is also conceivable that by means of the optical element, a comfort lighting (especially at night driving) takes place. In the reverse direction, by means of the light transmitted to the light sensor via the optical element, e.g. generate an image of a body region (such as the face) of the driver and evaluate, for example, by means of an evaluation unit of the vehicle.

Denkbar ist auch, dass über das optische Element gleichzeitig oder abwechselnd sowohl ein von der lichterzeugenden Einrichtung emittiertes Lichtsignal in Richtung des Fahrers abgegeben, als auch mittels des Lichtsensors ein Bild oder eine sonstige Lichtinformation bezüglich des Fahrers erfasst wird. Möglich ist hierbei, dass bei der Bilderzeugung eine Bildverarbeitung erfolgt, die die Beleuchtung des Fahrers mit dem Lichtsignal berücksichtigt; z.B. erfolgt eine Korrektur des Bildes oder eine Anpassung der Bildschärfe unter Berücksichtigung der Wellenlängen des Lichtsignals. Bei einem abwechselnden Betrieb der Beleuchtung und Bilderfassung ist beispielsweise ein entsprechend bewegbares Umlenkelement (insbesondere ein Spiegelelement) vorhanden. Darüber hinaus kann die erste Koppelfläche, über die Licht zum Fahrer hin abgestrahlt wird, so angeordnet und orientiert sein, dass ein Blenden des Fahrers möglichst vermieden wird.It is also conceivable that simultaneously or alternately both a light signal emitted by the light-generating device is emitted via the optical element in the direction of the driver, and by means of the light sensor an image or other light information relating to the driver is detected. It is possible in this case that during image generation an image processing takes place, which takes into account the lighting of the driver with the light signal; e.g. a correction of the image or an adjustment of the image sharpness taking into account the wavelengths of the light signal. In an alternating operation of the illumination and image acquisition, for example, a correspondingly movable deflecting element (in particular a mirror element) is present. In addition, the first coupling surface over which light is radiated toward the driver, be arranged and oriented so that dazzling the driver is avoided as possible.

Bei der lichterzeugenden Einrichtung handelt es sich z.B. um eine Leuchtdiode oder einen Laser (insbesondere einen Halbleiterlaser). Dadurch, dass die lichterzeugende Einrichtung nicht unmittelbar an dem optischen Element angeordnet ist, entfällt die Notwendigkeit, eine zum Betrieb der lichterzeugenden Einrichtung verwendete Treiberelektronik in der Nähe des optischen Elementes anzuordnen. Beispielsweise ist die lichterzeugende Einrichtung und/oder der Lichtsensor außerhalb des Betätigungsabschnitts des Lenkrades angeordnet, so dass die Treiberelektronik ebenfalls außerhalb des Betätigungsabschnitts (z.B. an einer Lenkradnabe) positioniert sein kann. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass sich der Lichtsensor außerhalb des Lenkrads befindet; z.B. an einer Lenksäule des Fahrzeugs.The light-generating device is e.g. to a light emitting diode or a laser (in particular a semiconductor laser). The fact that the light-generating device is not disposed directly on the optical element, eliminates the need to arrange a drive electronics used to operate the light-generating device in the vicinity of the optical element. For example, the light-generating device and / or the light sensor is arranged outside the actuation section of the steering wheel, so that the drive electronics can also be positioned outside the actuation section (for example on a steering wheel hub). In addition, it is also possible that the light sensor is outside the steering wheel; e.g. on a steering column of the vehicle.

Darüber hinaus wird angemerkt, dass unter dem „optischen Spektrum“ nicht nur der sichtbare Spektralbereich, sondern auch der Infrarot- und UV-Bereich gemeint ist. So kann das optische Element durchaus auch für Infrarot- und/oder UV-Licht transparent sein. Denkbar ist auch, dass das optische Element zumindest abschnittsweise nach Art eines Prismas ausgebildet ist, so dass z.B. abhängig von der Orientierung der lichterzeugenden Einrichtung relativ zu dem optischen Element Licht unterschiedlicher Wellenlängen (insbesondere unterschiedlicher Farben) über die erste Koppelfläche abgestrahlt wird; insbesondere, wenn die lichterzeugende Einrichtung eine breitbandige Lichtquelle, die beispielsweise weißes Licht erzeugt, umfasst. In addition, it is noted that the "optical spectrum" means not only the visible spectral range but also the infrared and UV range. Thus, the optical element may well be transparent to infrared and / or UV light. It is also conceivable that the optical element is formed at least in sections in the manner of a prism, so that, for example, depending on the orientation of the light-generating device relative to the optical element light of different wavelengths (in particular different colors) is emitted via the first coupling surface; in particular, when the light-generating device comprises a broadband light source, which generates, for example, white light.

Der Betätigungsabschnitt bildet beispielsweise einen Lenkradkranz aus, der einen zentralen Bereich des Lenkrades zumindest teilweise umläuft. Möglich ist, dass der Lenkradkranz den zentralen Bereich (insbesondere eine Lenkradnabe) vollständig umläuft. Denkbar ist allerdings auch, dass der Betätigungsabschnitt nicht als Lenkradkranz ausgebildet ist, sondern z.B. als Handgriff, der sich etwa - bezogen auf die Geradeausfahrtstellung des Lenkrades - seitlich der Lenkradnabe befindet. Der Betätigungsabschnitt könnte auch durch ein im Prinzip beliebig gestaltetes, insbesondere seitlich der Lenkradnabe angeordnetes Lenkelement mit einem Griffbereich ausgebildet sein. Das Lenkrad, das in diesem Fall als Lenkelement oder Lenkhabe bezeichnet werden könnte, umfasst beispielsweise zwei derartige Betätigungsabschnitte.The actuating portion forms, for example, a steering wheel rim which at least partially revolves around a central region of the steering wheel. It is possible that the steering wheel rim completely revolves around the central area (in particular a steering wheel hub). However, it is also conceivable that the actuating portion is not designed as a steering wheel rim, but, for example. as a handle, which is about - based on the straight-ahead position of the steering wheel - the side of the steering wheel hub. The actuating portion could also be formed by a basically arbitrarily designed, in particular laterally of the steering wheel hub arranged steering element with a handle portion. The steering wheel, which could be referred to in this case as a steering element or steering handle, for example, comprises two such operating sections.

Der Lichtsensor umfasst z.B. einen Bildsensor (etwa einen CCD-Chip). Denkbar ist insbesondere, dass der Lichtsensor Teil einer Kamera ist. Wie bereits oben erwähnt, können mit dem Lichtsensor Licht- oder Bildinformationen bezüglich des Fahrers erfasst und ausgewertet werden (etwa mit einer Bilderkennung). Beispielsweise könnte mit Hilfe des Lichtsensors (insbesondere, mit der erwähnten Kamera, die den Lichtsensor aufweist) ein Müdigkeits- oder Überforderungszustand des Fahrers erkannt werden.The light sensor comprises e.g. an image sensor (such as a CCD chip). It is conceivable, in particular, that the light sensor is part of a camera. As already mentioned above, light or image information relating to the driver can be detected and evaluated with the light sensor (for example with an image recognition). For example, with the aid of the light sensor (in particular, with the mentioned camera having the light sensor), a tiredness or over-demand condition of the driver could be detected.

Der Lichtsensor ist beispielsweise angrenzend an die zweite Koppelfläche angeordnet; z.B. ebenfalls an und/oder in dem Betätigungsabschnitt des Lenkrades. Denkbar ist allerdings auch, dass der Lichtsensor in einem Abstand von der zweiten Koppelfläche angeordnet ist. In diesem Fall kann das aus der zweiten Koppelfläche auskoppelnde Licht dem Lichtsensor über eine Lichtführungseinrichtung zugeführt werden. Die Lichtführungseinrichtung umfasst z.B. ein Umlenkelement, etwa einen Umlenkspiegel (z.B. einen MEMS-Spiegel). Beispielsweise wird dieselbe Lichtführungseinrichtung zum Zuführen des aus der zweiten Koppelfläche auskoppelnden Lichts und auch zum Leiten des Lichtes von der lichterzeugende Einrichtung zu der zweiten Koppelfläche verwendet. Möglich ist auch, dass die Lichtführungseinrichtung abwechselnd Licht von der lichterzeugenden Einrichtung zu der zweiten Koppelfläche und aus der zweiten Koppelfläche auskoppelndes Licht zu dem Lichtsensor leitet. Denkbar ist natürlich auch, dass zwei Lichtführungseinrichtungen vorhanden sind. Denkbar ist zudem, dass Licht von der zweiten Koppelbereiche zumindest über eine Teilstrecke per Freistrahl zu dem Lichtsensor oder Licht von der lichterzeugenden Einrichtung zu der zweiten Koppelfläche gelangt. Da sowohl die lichterzeugende Einrichtung als auch das optische Element am Lenkrad angeordnet sind, wird einer Relativbewegung dieser Elemente gegeneinander bei Lenkradvibrationen entgegengewirkt, was die Freistrahleinkopplung vereinfacht.The light sensor is arranged, for example, adjacent to the second coupling surface; e.g. also on and / or in the operating portion of the steering wheel. However, it is also conceivable that the light sensor is arranged at a distance from the second coupling surface. In this case, the light coupled out of the second coupling surface can be supplied to the light sensor via a light guiding device. The light guiding device comprises e.g. a deflection element, such as a deflection mirror (e.g., a MEMS mirror). For example, the same light guide device is used for supplying the out-coupling light from the second coupling surface and also for guiding the light from the light-generating device to the second coupling surface. It is also possible that the light guiding device alternately directs light from the light-generating device to the second coupling surface and light coupling out from the second coupling surface to the light sensor. It is also conceivable, of course, that there are two light guiding devices. It is also conceivable that light from the second coupling regions reaches the light sensor or light from the light-generating device to the second coupling surface at least over a partial section by means of a free jet. Since both the light-generating device and the optical element are arranged on the steering wheel, a relative movement of these elements is counteracted against each other in steering wheel vibrations, which simplifies the Freistrahleinkopplung.

Die erste und die zweite Koppelfläche sind beispielsweise schräg und versetzt zueinander orientiert (d.h. die Koppelflächen liegen sich nicht entlang einer optischen Achse gegenüber), wobei das optische Element so ausgestaltet sein kann, dass es das über die erste Koppelfläche eingekoppeltes Licht zu der zweiten Koppelfläche oder umgekehrt führt. Beispielsweise bildet das optische Element mindestens eine Umlenkstruktur aus oder weist eine Umlenkstruktur auf, auf die über die erste Koppelfläche eingekoppeltes Licht auftrifft und insbesondere in Richtung auf die zweite Koppelfläche umgelenkt wird. Bei der Umlenkstruktur handelt es sich z.B. um eine Umlenkfläche, die etwa durch eine Seitenwand des optischen Elements, d.h. einem Abschnitt der Grenzfläche des optischen Elements mit seiner Umgebung, ausgebildet wird. Beispielsweise erfolgt an der Umlenkfläche eine Totalreflexion des Lichtes nach Art eines Lichtleiters. Denkbar ist auch, dass die Umlenkstruktur durch eine Beschichtung zumindest eines Abschnitts des optischen Elementes gebildet wird. Das optische Element ist insbesondere nach Art eines Periskops ausgebildet. Möglich ist allerdings auch, dass sich die Koppelflächen zumindest näherungsweise in Richtung der Lenkachse gegenüber liegen. Darüber hinaus kann auch mindestens ein Umlenkelement mit einer Reflexionsfläche in das optische Element (insbesondere in ein Formteil des optischen Elementes) integriert sein.The first and the second coupling surface are, for example, oriented obliquely and offset relative to one another (ie, the coupling surfaces are not opposite one another along an optical axis), wherein the optical element can be designed such that it couples the light coupled in via the first coupling surface to the second coupling surface or reversed leads. For example, the optical element forms at least one deflecting structure or has a deflection structure, onto which light coupled via the first coupling surface impinges and in particular is deflected in the direction of the second coupling surface. The deflection structure is e.g. around a deflection surface which is approximately through a side wall of the optical element, i. a portion of the interface of the optical element with its surroundings, is formed. For example, a total reflection of the light in the manner of a light guide takes place at the deflection surface. It is also conceivable that the deflection structure is formed by a coating of at least a portion of the optical element. The optical element is designed in particular in the manner of a periscope. However, it is also possible that the coupling surfaces are at least approximately opposite in the direction of the steering axis. In addition, at least one deflecting element with a reflection surface can also be integrated into the optical element (in particular into a molded part of the optical element).

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Koppelfläche zumindest teilweise durch einen der ersten Koppelfläche abgewandten Seitenwandabschnitt des optischen Elementes ausgebildet.According to a further embodiment of the invention, the second coupling surface is at least partially formed by a side facing away from the first coupling surface side wall portion of the optical element.

Die erste und/oder die zweite Koppelfläche kann darüber hinaus mindestens eine Linse ausbilden oder es ist an der ersten Koppelfläche mindestens eine Linse (z.B. in Form einer Mikrolinse) angeordnet ist. Die mindestens eine Linse realisiert z.B. ein Abbildungssystem, mit dem ein Objekt (insbesondere der Fahrer oder ein Teilbereich des Fahrers) im Bereich des Lenkrades auf den Lichtsensor (der in diesem Fall insbesondere als Bildsensor ausgebildet ist) abgebildet werden kann, oder ist Teil eines derartigen Abbildungssystems.The first and / or the second coupling surface can furthermore form at least one lens or at least one lens (for example in the form of a microlens) is arranged on the first coupling surface. The at least one lens, for example, implements an imaging system with which an object ( In particular, the driver or a portion of the driver) in the region of the steering wheel on the light sensor (which is in this case, in particular, as an image sensor) can be mapped, or is part of such an imaging system.

Denkbar ist auch, dass das optische Element mehrere Linsen aufweist, mit denen unterschiedliche Ansichten des Fahrers auf den z.B. als Bildsensor ausgebildeten Lichtsensor abgebildet werden können. Beispielsweise kann die Linse (oder eine der mehreren Linsen) eine starke Vergrößerung erzeugen, z.B. um Gesichts- und/oder Halsbereiche, einen Augenbereich (z.B. die Augenhinterwand) des Fahrers zu erfassen. Denkbar ist hierbei eine Pulsüberwachung, z.B. durch Erfassung von infrarotem Licht. Das optische Element kann z.B. zusammen mit dem Bildsensor auch ein Weitwinkelobjektiv ausbilden, mit dem beispielsweise auch ein Beifahrer und/oder der Fahrzeuginnenraum überwacht werden kann. Möglich ist auch, dass die erste und/oder die zweite Koppelfläche eine Streustruktur (z.B. eine Pyramidenstruktur) ausbildet.It is also conceivable that the optical element has a plurality of lenses with which different views of the driver on the e.g. can be imaged as an image sensor trained light sensor. For example, the lens (or one of the plurality of lenses) can produce a high magnification, e.g. around face and / or neck areas, to capture an eye area (e.g., the back wall of the eye) of the driver. Conceivable here is a pulse monitoring, e.g. by detecting infrared light. The optical element may e.g. form together with the image sensor and a wide-angle lens, with the example, a passenger and / or the vehicle interior can be monitored. It is also possible for the first and / or the second coupling surface to form a scattering structure (for example a pyramidal structure).

Das optische Element kann sich um zumindest einen Abschnitt eines Skeletts des Lenkradkranzes herum erstrecken. Beispielsweise handelt es sich bei dem optischen Element um ein (z.B. per Spritzguss erzeugtes) Formteil (etwa aus einem Kunststoff). Beispielsweise erstreckt sich das Formteil nur auf einer Seite des Lenkradkranzes, z.B. auf einer zur Lenkradmitte (Lenkradnabe) weisenden Seite. Denkbar ist auch, dass das Lenkradskelett von mehreren Formteilen umgeben ist, von denen zumindest eines das optische Element ausbildet. Möglich ist natürlich auch, dass mehrere Formteile zusammen das optische Element bilden. Das optische Element muss jedoch nicht zwingend aus einem Kunststoff-Formteil hergestellt sein. Denkbar ist z.B. auch, dass das optische Element zumindest teilweise aus Glas besteht.The optical element may extend around at least a portion of a skeleton of the steering wheel rim. For example, the optical element is a molded article (e.g., injection molded) (such as a plastic). For example, the molding extends only on one side of the steering wheel rim, e.g. on a side facing the steering wheel center (steering wheel hub). It is also conceivable that the steering wheel skeleton is surrounded by a plurality of molded parts, of which at least one forms the optical element. Of course, it is also possible that several moldings together form the optical element. However, the optical element does not necessarily have to be made of a plastic molded part. It is conceivable, e.g. also that the optical element is at least partially made of glass.

Möglich ist darüber hinaus, dass das optische Element durch eine Folie oder mehrere Folien, ein beschichtetes Substrat, einen nichtlinearen Kristall und/oder ein polarisierendes Material ausgebildet ist. Darüber hinaus könnte das optische Element auch mindestens einen Flüssigkeits- oder Gelbereich aufweisen, der auf das in das optische Element eingekoppelte Licht wirkt. Beispielweise erfolgt eine Streuung des Lichts in dem Flüssigkeits- oder Gelbereich (etwa gemäß dem Tyndall-Effekt). Denkbar ist, dass das optische Element ein Formteil mit einem derartigen Flüssigkeits- oder Gelbereich umfasst.It is also possible that the optical element is formed by one or more films, a coated substrate, a nonlinear crystal and / or a polarizing material. In addition, the optical element could also have at least one liquid or gel region which acts on the light coupled into the optical element. For example, there is a scattering of the light in the liquid or gel region (approximately according to the Tyndall effect). It is conceivable that the optical element comprises a molded part with such a liquid or gel region.

Es wird auch darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Lenkradanordnung natürlich mehrere optische Elemente aufweisen kann. Beispielsweise sind den optischen Elementen eigene Lichtsensoren und/oder lichterzeugende Einrichtungen zugeordnet, wobei die Lichtsensoren und/oder lichterzeugenden Einrichtungen (z.B. je nach Priorität) individuell angesteuert werden können. Denkbar ist jedoch auch eine gemeinsame Ansteuerung der Lichtsensoren und/oder der lichterzeugenden Einrichtungen.It is also pointed out that the steering wheel arrangement according to the invention can naturally have a plurality of optical elements. For example, the optical elements are assigned their own light sensors and / or light-generating devices, wherein the light sensors and / or light-generating devices (for example, depending on priority) can be individually controlled. However, it is also conceivable to jointly control the light sensors and / or the light-generating devices.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die lichterzeugende Einrichtung in einem zentralen Bereich (z.B. im Bereich einer Nabe) oder einer Speiche des Lenkrades angeordnet ist. Beispielsweise ist die lichterzeugende Einrichtung an oder in einer Schaltwippe des Lenkrades angeordnet, wobei das von der lichterzeugende Einrichtung generierte Licht per Freistrahl in die zweite Koppelfläche eingestrahlt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Lichtsensor an oder in der Schaltwippe des Lenkrades angeordnet sein.According to another embodiment of the invention, the light-generating device is arranged in a central region (for example in the region of a hub) or a spoke of the steering wheel. For example, the light-generating device is arranged on or in a rocker switch of the steering wheel, wherein the light generated by the light-generating device is irradiated by free jet in the second coupling surface. Alternatively or additionally, the light sensor may also be arranged on or in the rocker switch of the steering wheel.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 schematisch eine Lenkradanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 einen Ausschnitt aus 1;
  • 3 eine Lenkradanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 4-6 Abwandlungen der 3;
  • 7 eine weitere Abwandlung der 3;
  • 8 eine Lenkradanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 9 eine mögliche Ausgestaltung des Lenkrades der 8;
  • 10 eine Abwandlung der 9;
  • 11 eine weitere Abwandlung der 9;
  • 12 das Formteil aus 11;
  • 13 das an einem Lenkradskelett angeordnete Formteil aus 12;
  • 14 eine Abwandlung des Formteils aus 12;
  • 15 eine weitere Abwandlung des Formteils aus 12; und
  • 16 eine Lenkradanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
The invention is explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the figures. Show it:
  • 1 schematically a steering wheel assembly according to an embodiment of the invention;
  • 2 a section from 1 ;
  • 3 a steering wheel assembly according to a second embodiment of the invention;
  • 4-6 Modifications of the 3 ;
  • 7 another modification of 3 ;
  • 8th a steering wheel assembly according to another embodiment of the invention;
  • 9 a possible embodiment of the steering wheel of 8th ;
  • 10 a modification of the 9 ;
  • 11 another modification of 9 ;
  • 12 the molding from 11 ;
  • 13 the arranged on a steering wheel skeleton molding 12 ;
  • 14 a modification of the molding 12 ;
  • 15 a further modification of the molding 12 ; and
  • 16 a steering wheel assembly according to another embodiment of the invention.

Die in 1 in Seitenansicht teilweise geschnitten dargestellte erfindungsgemäße Lenkradanordnung 1 umfasst ein Lenkrad 10, das einen Nabenbereich 11 und einen Betätigungsabschnitt in Form eines den Nabenbereich 11 umlaufenden Lenkradkranzes 12 aufweist. Das Lenkrad 10 ist an einer Lenksäule 20 des Fahrzeugs angebracht.In the 1 in side view partially cut illustrated steering wheel assembly according to the invention 1 includes a steering wheel 10 That's a hub area 11 and an operating portion in the form of the hub portion 11 revolving steering wheel rim 12 having. The steering wheel 10 is on a steering column 20 attached to the vehicle.

Der Lenkradkranz 12 ist teilweise durch ein optisches Element 200 ausgebildet, wobei das optische Element 200 mindestens ein Formteil 13 umfasst oder aus dem Formteil 13 besteht. Das Formteil 13 ist zumindest für einen Teil des optischen Spektrums transparent und bildet eine erste Koppelfläche 131, über die Licht in das Formteil 13 ein- und aus dem Formteil 13 auskoppelbar ist, sowie eine von der ersten Koppelfläche 131 beabstandete zweite Koppelfläche 132, über die Licht aus dem Formteil 13 aus- und in das Formteil 13 einkoppelbar ist, aus. Die erste Koppelfläche 131 weist - bezogen auf den im Fahrzeug montierten Zustand der Lenkradanordnung 1 - zumindest teilweise zum Fahrzeuginnenraum, insbesondere zum Fahrer, hin. Die beiden Koppelflächen 131, 132 des Formteils 13, die insbesondere durch Stirnseiten des Formteils geformt werden, bilden eine erste und zweite Koppelfläche 201, 202 des optischen Elementes 200. The steering wheel rim 12 is partly due to an optical element 200 formed, wherein the optical element 200 at least one molding 13 includes or from the molded part 13 consists. The molding 13 is transparent at least for part of the optical spectrum and forms a first coupling surface 131 , about the light in the molding 13 on and off the molding 13 can be decoupled, as well as one of the first coupling surface 131 spaced second coupling surface 132 , about the light from the molding 13 off and in the molding 13 can be coupled in, out. The first coupling surface 131 indicates - based on the vehicle-mounted state of the steering wheel assembly 1 - At least partially to the vehicle interior, in particular to the driver out. The two coupling surfaces 131 . 132 of the molding 13 , which are shaped in particular by end faces of the molding, form a first and second coupling surface 201 . 202 of the optical element 200 ,

An der Lenkradnabe 11 ist eine lichterzeugende Einrichtung 14 (zum Beispiel in Form eines Lasers oder einer Leuchtdiode) angeordnet. Die lichterzeugende Einrichtung 14 ist so angebracht, dass das von ihr erzeugte Licht über die zweite Koppelfläche 132 in das Formteil 13 ein- und nach Durchlaufen des Formteils 13 aus der ersten Koppelfläche 131 in Richtung des Fahrers austritt. Beispielsweise kann somit durch Aktivieren der lichterzeugenden Einrichtung 14 ein optisches Signal (z.B. ein Warnsignal oder ein sonstiges Signal) an den Fahrer übermittelt werden, wie oben bereits erläutert. Möglich ist natürlich auch, dass mehrere lichterzeugende Einrichtungen vorhanden sind, die zur Erzeugung eines vom Fahrer wahrnehmbaren Signals jeweils Licht in das Formteil 13 einkoppeln.At the steering wheel hub 11 is a light-generating device 14 (For example, in the form of a laser or a light emitting diode) arranged. The light-generating device 14 is mounted so that the light generated by her over the second coupling surface 132 in the molding 13 after and after passing through the molding 13 from the first coupling surface 131 exits in the direction of the driver. For example, by activating the light-generating device 14 an optical signal (eg, a warning signal or other signal) is transmitted to the driver, as explained above. Of course, it is also possible that a plurality of light-generating devices are present, which in each case generate light for a signal perceptible by the driver 13 inject.

Denkbar ist auch, dass anstelle der lichterzeugenden Einrichtung 14 oder zusätzlich zu ihr ein Lichtsensor 15 angeordnet ist, wobei der Lichtsensor 15 Licht, das über die erste Koppelfläche 131 in das Formteil 13 ein- und über die zweite Koppelfläche 132 austritt, empfängt. Beispielsweise handelt es sich bei dem Lichtsensor 15 um einen Bildsensor oder eine Kamera. Mit Hilfe eines Bildsensors lässt sich zum Beispiel ein Gesichtsbereichs des Fahrers (zum Beispiel ein Augenbereich) erfassen, wobei anhand des mit dem Bildsensor aufgenommenen Bildes insbesondere Informationen über den mentalen Zustand des Fahrers (z.B. ein Müdigkeits- oder Stresszustand) ermittelt werden kann.It is also conceivable that instead of the light-generating device 14 or in addition to it a light sensor 15 is arranged, wherein the light sensor 15 Light that over the first coupling surface 131 in the molding 13 on and over the second coupling surface 132 exit, receive. For example, it is the light sensor 15 around an image sensor or a camera. With the aid of an image sensor, for example, a facial region of the driver (for example an eye region) can be detected, wherein in particular information about the mental state of the driver (eg a state of tiredness or stress) can be determined on the basis of the image recorded with the image sensor.

Das Licht der lichterzeugenden Einrichtung 14 gelangt zum Beispiel per Freistrahl oder über eine Lichtführungseinrichtung zu der zweiten Koppelfläche 132 bzw. umgekehrt von der zweiten Koppelfläche 132 zu dem Lichtsensor 15. Beispielsweise erfolgt mit Hilfe des optischen Elementes 200 (gleichzeitig oder abwechselnd) sowohl ein Aussenden des Lichts der lichterzeugenden Einrichtung 14, als auch ein Aufnehmen eines Bildes des Fahrers. Möglich ist natürlich auch, dass mehrere optische Elemente 200 vorhanden sind, um das Aussenden einer Lichtinformation zum Fahrer und/oder die Bilderfassung zu optimieren. Beispielsweise sind mehrere optische Elemente 200 beabstandet voneinander entlang des Lenkradkranzes 12 angeordnet.The light of the light-generating device 14 arrives for example by free jet or via a light guide device to the second coupling surface 132 or vice versa of the second coupling surface 132 to the light sensor 15 , For example, with the aid of the optical element 200 (simultaneously or alternately) both emitting the light of the light-generating device 14 as well as taking a picture of the driver. It is also possible, of course, that several optical elements 200 are present to optimize the transmission of a light information to the driver and / or image capture. For example, there are several optical elements 200 spaced from each other along the steering wheel rim 12 arranged.

Denkbar ist auch, dass der Lichtsensor 15 nicht an dem Lenkrad 10, sondern beabstandet von dem Lenkrad 10 angebracht ist. Beispielsweise ist der Lichtsensor 15 nicht lenkradseitig, sondern fahrzeugfest (zum Beispiel an der Lenksäule 20) montiert.It is also conceivable that the light sensor 15 not on the steering wheel 10 but spaced from the steering wheel 10 is appropriate. For example, the light sensor 15 not on the steering wheel side, but on the vehicle (for example on the steering column 20 ) assembled.

Die erste Koppelfläche 131 kann darüber hinaus mindestens eine Linse 135 (z.B. in Form einer Mikrolinse) ausbilden, über die ein Objekt, insbesondere der erwähnte Gesichtsbereich des Fahrers, über das Formteil 13 auf den Lichtsensor 15 abgebildet wird. Zusätzlich oder alternativ kann die erste Koppelfläche 131 auch eine Streustruktur 136 ausbilden, an der eine Streuung des aus der ersten Koppelfläche 131 austretenden Lichts erfolgt. Die Linse 135 und/oder die Streustruktur 136 werden z.B. durch Laserstrukturierung erzeugt. Darüber hinaus können die Linse 135 und die Streustruktur 136 so ausgebildet sein, dass sowohl das Aussenden von Licht in Richtung des Fahrers als auch das Aufnehmen eines Bildes des Fahrers möglich ist.The first coupling surface 131 In addition, at least one lens 135 form (for example in the form of a microlens), over which an object, in particular the mentioned facial area of the driver, on the molding 13 on the light sensor 15 is shown. Additionally or alternatively, the first coupling surface 131 also a scattering structure 136 form, at the a scattering of the first coupling surface 131 exiting light takes place. The Lens 135 and / or the scattering structure 136 are generated eg by laser structuring. In addition, the lens can 135 and the scattering structure 136 be designed so that both the emission of light in the direction of the driver and the taking a picture of the driver is possible.

Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 sind die Koppelflächen 131, 132 des Formteils 13 schräg und versetzt zueinander orientiert, d.h. sie liegen sich nicht entlang einer optischen Achse gegenüber. Seitenwände 137, 138 des Formteils 13 verlaufen jedoch so, dass an ihnen eine Reflexion (insbesondere eine Totalreflexion) des von der lichterzeugenden Einrichtung 14 in das Formteil 13 eingekoppelten Lichtes und damit eine Umlenkung des Lichtes in Richtung auf die erste Koppelfläche 131 erfolgt. Entsprechend wird auch umgekehrt das von einem Objekt im Bereich des Lenkrades 10 ausgehende Licht und über die erste Koppelfläche 131 in das Formteil 13 eintretende Licht in Richtung auf die zweite Koppelfläche 132 umgelenkt. Es wird jedoch angemerkt, dass die Ausgestaltung des Formteils 13 im Prinzip beliebig ist und je nach gewünschter Funktion oder Montageposition angepasst werden kann. Denkbar ist auch, dass weitere Koppelflächen vorhanden sind; z.B. eine weitere zweite Koppelfläche, über die Licht (z.B. einer weiteren, möglicherweise an anderer Stelle positionierten lichterzeugenden Einrichtung) in das optische Element 200 einkoppelbar ist.In the embodiment of 1 and 2 are the coupling surfaces 131 . 132 of the molding 13 oriented obliquely and offset from one another, ie they do not lie opposite each other along an optical axis. side walls 137 . 138 of the molding 13 but run so that a reflection (in particular a total reflection) of them from the light-generating device to them 14 in the molding 13 coupled light and thus a deflection of the light in the direction of the first coupling surface 131 he follows. Correspondingly, the reverse of an object in the region of the steering wheel 10 outgoing light and over the first coupling surface 131 in the molding 13 incoming light in the direction of the second coupling surface 132 diverted. It is noted, however, that the design of the molding 13 is basically arbitrary and can be adjusted depending on the desired function or mounting position. It is also conceivable that further coupling surfaces are available; For example, another second coupling surface, via the light (for example, another, possibly positioned elsewhere light-generating device) in the optical element 200 can be coupled.

3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines Teiles des Lenkradkranzes 12 im Bereich des optischen Elementes 200. Danach umfasst das optische Element 200 das Formteil 13, wobei ein Materialelement 130 an das Formteil 13 angrenzt. Das erste Formteil 13 umschließt das Skelett 121 des (in 3 im Bereich der 12-Uhr-Position des Lenkrades 10 geschnitten dargestellten) Lenkradkranzes 12 teilweise und zwar auf einer nach innen (zur Nabe 11) weisenden Seite des Skeletts 121. Das Materialelement 130 grenzt an das Formteil 13 an, wobei es komplementär zu dem ersten Formteil 13 ausgebildet ist, so dass die beiden Teile 13, 130 zusammen das Lenkradskelett 121 vollständig umgeben. Das Formteil 13 umgibt dabei mehr als die Hälfte des Skeletts 121, d.h. es erstreckt sich über mehr als die Hälfte des (in einem radialen Schnitt betrachteten) Umfanges des Lenkradkranzes 21. 3 shows a possible embodiment of a part of the steering wheel rim 12 in the region of the optical element 200 , After that, the optical element comprises 200 the molding 13 , where a material element 130 to the molding 13 borders. The first molded part 13 encloses the skeleton 121 of (in 3 in the range of the 12 o'clock position of the steering wheel 10 cut shown) steering wheel rim 12 partly on one inside (to the hub 11 ) facing side of the skeleton 121 , The material element 130 adjoins the molding 13 in which it is complementary to the first molded part 13 is formed so that the two parts 13 . 130 together the steering wheel skeleton 121 completely surrounded. The molding 13 surrounds more than half of the skeleton 121 that is, it extends over more than half of the (in a radial section considered) circumference of the steering wheel rim 21 ,

Das Materialelement 130 kann ebenfalls als Formteil realisiert sein, wobei es auch möglich ist, dass die Teile 13 und 130 zusammen das optische Element 200 ausbilden. Das Materialelement 130 muss jedoch nicht zwingend ebenfalls Bestandteil des optischen Elementes 200 sein. So könnte das Materialelement 130 durchaus im interessierenden Spektralbereich nicht oder nur wenig transparent sein und nur der Formgebung des Lenkradkranzes 21 dienen. In diesem Fall wird das optische Element 200 nur durch das Formteil 13 ausgeformt. Beispielsweise ist das Materialelement 130 aus einem Schaum (z.B. aus Polyurethan) ausgeformt. Denkbar ist natürlich auch, dass es sich bei dem Materialelement 130 um ein Kunststoffteil (etwa wie bereits erwähnt um ein Formteil) handelt. Die beiden Teile 13, 130 können zudem kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein, z.B. über eine Rastverbindung. Denkbar ist auch eine stoffschlüssige Verbindung.The material element 130 can also be realized as a molded part, wherein it is also possible that the parts 13 and 130 together the optical element 200 form. The material element 130 However, this does not necessarily have to be part of the optical element 200 his. So could the material element 130 certainly not or only slightly transparent in the spectral region of interest and only the shape of the steering wheel rim 21 serve. In this case, the optical element becomes 200 only through the molding 13 formed. For example, the material element 130 formed from a foam (eg polyurethane). It is also conceivable, of course, that it is the material element 130 to a plastic part (as already mentioned to a molding) is. The two parts 13 . 130 can also be non-positively and / or positively connected with each other, for example via a locking connection. Also conceivable is a cohesive connection.

Die 4 und 5 beziehen sich auf alternative Ausgestaltungen der Teile 13, 130. Gemäß 4 umschließen die Formteile 13, 130 zumindest näherungsweise jeweils hälftig das Lenkradskelett 121, wobei das erste Formteil 13 einen oberen Bereich des Lenkradskeletts umgibt, während sich der Materialelement 130 an einer Unterseite des Lenkradskeletts 121 erstreckt. Denkbar ist auch, dass das Formteil 13 einen größeren Bereich des Lenkradskeletts 121 umgibt, zum Beispiel, wie in 5 gezeigt, einen inneren Bereich des Lenkradskeletts 121, wobei die aneinandergrenzenden Seiten der Teile 13, 130 vertikal verlaufen, d.h. entlang einer zur Haupterstreckungsebene des Lenkradkranzes 12 senkrechten Richtung. Möglich ist auch, dass auf den Materialelement 130 verzichtet wird und das Formteil 13 das Lenkradskelett 121 vollständig umschließt (6).The 4 and 5 refer to alternative embodiments of the parts 13 . 130 , According to 4 enclose the moldings 13 . 130 at least approximately half each the steering wheel skeleton 121 , wherein the first molded part 13 surrounds an upper portion of the steering wheel skeleton while the material element 130 on an underside of the steering wheel skeleton 121 extends. It is also conceivable that the molding 13 a larger area of the steering wheel skeleton 121 surrounds, for example, as in 5 shown an inner area of the steering wheel skeleton 121 , with the contiguous sides of the parts 13 . 130 run vertically, ie along a direction of the main plane of the steering wheel rim 12 vertical direction. It is also possible that on the material element 130 is omitted and the molding 13 the steering wheel skeleton 121 completely encloses ( 6 ).

Darüber hinaus ist es denkbar, dass das von der lichterzeugenden Einrichtung 14 generierte Licht nicht per Freistrahl in das optische Element 200 eingekoppelt wird, sondern eine lichtführende Struktur 210 in dem Lenkradkranz 12 verläuft, über die Licht von der lichterzeugenden Einrichtung 14 zu der zweiten Koppelfläche des optischen Elementes 200 (das z.B. gemäß den 1 bis 6 ein oder zwei Teile 13, 130 umfasst) geführt wird, wie dies in 7 dargestellt ist. Die lichterzeugenden Einrichtung 14 ist z.B. im Bereich eines Multifunktionsschalters 300 des Lenkrades 10 angeordnet oder sie ist sogar Bestandteil des Multifunktionsschalters 300. Möglich ist natürlich auch, dass die lichterzeugende Einrichtung 14 (z.B. zusammen mit einer Treiberelektronik) eine eigene Einheit bildet. In addition, it is conceivable that the light-generating device 14 generated light not free jet into the optical element 200 is coupled, but a light-guiding structure 210 in the steering wheel rim 12 passes, via the light from the light-generating device 14 to the second coupling surface of the optical element 200 (eg according to the 1 to 6 one or two parts 13 . 130 includes), as shown in 7 is shown. The light-generating device 14 is eg in the area of a multi-function switch 300 of the steering wheel 10 arranged or it is even part of the multi-function switch 300 , It is also possible, of course, that the light-generating device 14 (eg together with a driver electronics) forms a separate unit.

Beispielsweise erstreckt sich die lichtführende Struktur 210 über den kompletten Lenkradkranz 12. Möglich ist natürlich auch, dass die lichtführende Struktur 210 nur über einen Teil des Lenkradkranzes 12 verläuft. Die lichtführende Struktur 210 ist z.B. einstückig mit einem Formteil (etwa dem Formteil 13 der 11 und 12) des optischen Elementes 200 ausgebildet; z.B. in Form mindestens eines Armes. Dieser Arm fungiert als Lichtleiter, der z.B. von einem (z.B. schwarzen) Schaummaterial des Lenkradkranzes umgeben ist. Denkbar ist natürlich auch, dass ein konventioneller Lichtleiter verwendet wird, der mit dem optischen Element 200 und der lichterzeugenden Einrichtung 14 gekoppelt ist. Als lichtführende Struktur 210 kann wie oben bereits erwähnt auch eine Lichtröhre dienen, die innerhalb des Lenkradkranzes 12 einerseits an der lichterzeugenden Einrichtung 14 und andererseits an dem optischen Element 200 endet. Die Lichtröhre weist an seiner Innenseite zumindest abschnittsweise reflektierende (insbesondere hochreflektierende) Strukturen (z.B. eine reflektierende Beschichtung) auf. Denkbar ist, dass an demjenigen Ende der Lichtröhre, über das Licht eingekoppelt wird, eine oberflächenvergrößernde Struktur (z.B. eine Prismenkuppel) angeordnet ist.For example, the light-guiding structure extends 210 over the complete steering wheel rim 12 , It is also possible, of course, that the light-guiding structure 210 only over part of the steering wheel rim 12 runs. The light-guiding structure 210 is for example integral with a molding (such as the molding 13 the 11 and 12 ) of the optical element 200 educated; eg in the form of at least one arm. This arm acts as a light guide, which is eg surrounded by a (eg black) foam material of the steering wheel rim. It is also conceivable, of course, that a conventional optical fiber is used with the optical element 200 and the light-generating device 14 is coupled. As a light-guiding structure 210 can as mentioned above also serve a light tube, which is inside the steering wheel rim 12 on the one hand on the light-generating device 14 and on the other hand on the optical element 200 ends. The light tube has on its inside at least partially reflective (in particular highly reflective) structures (eg, a reflective coating) on. It is conceivable that a surface-enlarging structure (for example a prismatic dome) is arranged at that end of the light tube through which light is coupled.

Möglich ist darüber hinaus, dass die lichtführende Struktur 210 durch das Lenkradskelett 121 ausgebildet ist oder (insbesondere in Form eines Lichtleiters oder einer Lichtröhre) in das Lenkradskelett 121 integriert ist. Beispielsweise bildet das Lenkradskelett 121 die erwähnte Lichtröhre aus.It is also possible that the light-guiding structure 210 through the steering wheel skeleton 121 is formed or (in particular in the form of a light guide or a light tube) in the steering wheel skeleton 121 is integrated. For example, forms the steering wheel skeleton 121 the mentioned light tube.

8 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Lenkradanordnung 1, d.h. einem Lenkrad 10 mit einem Lichtsensor und/oder einer lichterzeugenden Einrichtung. Zu erkennen ist, dass die erste Koppelfläche 201 des optischen Elementes 200 zum Fahrer hin ausgerichtet ist, zum Beispiel zumindest näherungsweise parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Lenkrades 10. Das optische Element 200, das insbesondere mindestens ein (z.B. gemäß den 1 bis 6 ausgebildetes) Formteil aufweist, ist zum Fahrer hin mit einer Blende 15 abgedeckt, die ein Fenster 151 besitzt, über das ein Zugang zu der ersten Koppelfläche 201 besteht. Die Blende 15 ist insbesondere aus einem zumindest für den interessierenden Spektralbereich nicht transparenten oder nur teilweise transparenten (z.B. semi-transparenten) Material (insbesondere einem Kunststoff) ausgebildet. Denkbar ist auch, dass über die Blende 15 Licht abgestrahlt wird oder die Blende 15 als Lichtdiffusor ausgebildet ist. 8th shows a plan view of a steering wheel assembly according to the invention 1 ie a steering wheel 10 with a light sensor and / or a light-generating device. It can be seen that the first coupling surface 201 of the optical element 200 is aligned towards the driver, for example, at least approximately parallel to a main direction of extension of the steering wheel 10 , The optical element 200 , in particular at least one (eg according to the 1 to 6 trained) molded part is to the driver with an aperture 15 covered a window 151 has, via the access to the first coupling surface 201 consists. The aperture 15 is in particular from a non-transparent or only partially transparent (eg semi-transparent) material (in particular a Plastic) is formed. It is also conceivable that about the aperture 15 Light is emitted or the aperture 15 is designed as a light diffuser.

Die 9 und 10 veranschaulichen mögliche Strahlengänge SG1, SG2 durch das optische Element 200, das hier durch das Formteil 13 ausgebildet ist.The 9 and 10 illustrate possible beam paths SG1 . SG2 through the optical element 200 , this through the molding 13 is trained.

Mit Hilfe des Formteils 13 erfolgt eine Umlenkung des in das Formteil 13 über die zweite Koppelfläche 132 eintretenden Lichts um einen zur Lenkradmitte hin weisenden Bereich des Lenkradskeletts 121 herum zur ersten Koppelfläche 131 des Formteils 13, so dass das Licht über das Fenster 151 der Blende 15 aus dem Formteil 13 auskoppeln kann. An die Blende 15 grenzt ein Bezug 16 mit einem Fenster 161 an, wobei über das Fenster 161 ein Zugang zu der ersten Koppelfläche 131 des Formteils 13 besteht, so dass Licht über das Fenster 161 in das Formteil 13 einkoppelbar ist. Umgekehrt kann natürlich über das Fenster 151 der Blende 15 Licht in das Formteil 13 gelangen und das Formteil 13 über das Fenster 161 des Bezuges 16 verlassen (insbesondere in Richtung des Lichtsensors).With the help of the molding 13 there is a deflection of the in the molding 13 over the second coupling surface 132 incoming light around a center of the steering wheel skeleton pointing towards the center of the steering wheel 121 around to the first coupling surface 131 of the molding 13 so that the light is above the window 151 the aperture 15 from the molding 13 can decouple. To the aperture 15 borders on a reference 16 with a window 161 on, being over the window 161 an access to the first coupling surface 131 of the molding 13 exists, allowing light over the window 161 in the molding 13 can be coupled. Conversely, of course, over the window 151 the aperture 15 Light in the molding 13 arrive and the molding 13 over the window 161 of the cover 16 leave (especially in the direction of the light sensor).

In dem Formteil 13 befinden sich mehrere Umlenkstrukturen in Form von Reflexionsflächen 71-74, um einen über das Fenster 151 in das Formteil 13 eintretenden Lichtstrahl um das Lenkradskelett 121 herum zum Fenster 161 (oder umgekehrt vom Fenster 161 zum Fenster 151) zu führen. Die Reflexionsflächen 71-74 werden durch in das Formteil 13 integrierte Umlenkelemente (insbesondere Spiegelelemente) ausgebildet.In the molding 13 There are several deflection structures in the form of reflection surfaces 71 - 74 to get one over the window 151 in the molding 13 incoming light beam around the steering wheel skeleton 121 around to the window 161 (or vice versa from the window 161 to the window 151 ) respectively. The reflection surfaces 71 - 74 go through in the molding 13 integrated deflecting elements (in particular mirror elements) formed.

Beispielsweise verlaufen die dem Fenster 151 zugeordneten Reflexionsflächen 71, 72 unter einem Winkel von zumindest näherungsweise 45° zur Haupterstreckungsebene des Lenkradkranzes 12. Die dem Fenster 161 zugeordneten Reflexionsflächen 73, 74 sind spiegelsymmetrisch zu den Reflexionsflächen 71, 72 orientiert, so dass ein mit einer Eintrittsrichtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Lenkradkranzes 12 über das Fenster 151 in das Formteil 13 einfallender Lichtstrahl das Formteil 13 in einer zur Eintrittsrichtung parallelen Austrittsrichtung über das Fenster 161 verlässt (z.B. entlang der Pfade SG1, SG2, SG3). Denkbar sind natürlich auch lineare Strahlengänge, die an dem Lenkradskelett 121 vorbei verlaufen. Auch ist es möglich, dass Licht durch das Lenkradskelett 121 hindurch geht; z.B. durch eine entsprechende Öffnung in dem Lenkradskelett, wie in 15 gezeigt.For example, they run the window 151 associated reflection surfaces 71 . 72 at an angle of at least approximately 45 ° to the main plane of extension of the steering wheel rim 12 , The the window 161 associated reflection surfaces 73 . 74 are mirror-symmetric to the reflection surfaces 71 . 72 oriented, so that one with an entry direction perpendicular to the main plane of extension of the steering wheel rim 12 over the window 151 in the molding 13 incident light beam the molding 13 in an exit direction parallel to the exit direction via the window 161 leaves (eg along the paths SG1 . SG2 . SG3 ). Of course, also conceivable are linear beam paths, which are on the steering wheel skeleton 121 pass by. It is also possible that light through the steering wheel skeleton 121 goes through; For example, by a corresponding opening in the steering wheel skeleton, as in 15 shown.

Es darauf hingewiesen, dass sich die Koppelflächen 131, 132 und damit die Fenster 151, 152 nicht zwingend entlang einer zur Haupterstreckungsebene des Lenkradkranzes 12 senkrechten Richtung gegenüber liegen müssen. So könnten sich die Koppelflächen 131, 132 auch entlang einer anderen bezüglich des Querschnitts des Lenkradkranzes 12 radialen (durch das Lenkradskelett 121 hindurch verlaufenden) Richtung gegenüberliegen.It noted that the coupling surfaces 131 . 132 and with it the windows 151 . 152 not necessarily along a to the main extension plane of the steering wheel rim 12 vertical direction must be opposite. So could the coupling surfaces 131 . 132 also along another with respect to the cross section of the steering wheel rim 12 radial (through the steering wheel skeleton 121 passing) opposite direction.

Denkbar ist auch, dass sich die Koppelflächen 131, 132 nicht in einer radialen Richtung gegenüberliegen, sondern versetzt zueinander angeordnet sind. Möglich ist natürlich auch, dass weitere Fenster und/oder Reflexionsflächen vorhanden sind. So könnte eine weitere Reflexionsfläche 75 auch außerhalb des Formteils 13 angeordnet sein, die eine über das Fenster 151 einfallenden Strahl in Richtung eines weiteren Fensters 162 der Bezuges 16 lenkt; vgl. den Strahlengang SG4 in 10. Die Reflexionsfläche 75 könnte durch ein in ein weiteres Formteil (nicht dargestellt) integriertes Umlenkelement ausgebildet werden. Des Weiteren kann das Formteil 13 eine Nut 137 (hier in der 6-Uhr-Position, d.h. in einem der Lenkradnabe zugewandten Abschnitt) aufweisen, in die sich eine Kante des Bezuges 16 (bei dem es sich z.B. um einen Lederbezug handelt) hinein erstrecken und dort insbesondere befestigt (z.B. verklebt) ist. Denkbar ist auch, dass der Bezug 16 zweiteilig ausgebildet ist und Kanten der beiden Teile des Bezugs 16 in der Nut 137 miteinander verbunden sind. Der Lenkradkranz 12 kann z.B. zumindest teilweise auch die Blende 15 (mit Ausnahme des Fensters 151) überdecken. Beispielsweise ließe sich eine vollständige Belederung des Lenkradkranzes 12 (mit Ausnahme der Fenster 151, 162) realisieren.It is also conceivable that the coupling surfaces 131 . 132 not opposed in a radial direction, but offset from one another. Of course it is also possible that more windows and / or reflection surfaces are available. So could another reflection surface 75 also outside the molding 13 be arranged, the one over the window 151 incident beam towards another window 162 the reference 16 directs; see. the beam path SG4 in 10 , The reflection surface 75 could be formed by a deflecting element integrated in another molding (not shown). Furthermore, the molded part 13 a groove 137 (Here in the 6 o'clock position, ie in a steering wheel hub facing portion), in which an edge of the cover 16 extend (in which it is, for example, a leather cover) into it and in particular fastened (eg glued) is. It is also conceivable that the reference 16 is formed in two parts and edges of the two parts of the cover 16 in the groove 137 connected to each other. The steering wheel rim 12 For example, at least in part, the aperture 15 (except the window 151 cover). For example, a complete leathering of the steering wheel rim 12 (except the windows 151 . 162 ) realize.

Denkbar ist, dass der in den 9 und 10 skizzierte Strahlengang durch ein Formteil 13 des optischen Elementes 200 erzeugt wird, das sich im Wesentlichen auf einer Innenseite des Skeletts 121 erstreckt (vgl. 11). Das Formteil 13 formt hier Vorsprünge 133, 134 aus (vgl. 12), die wiederum die Koppelflächen 131, 132 ausbilden und in das Fenster 161 des Bezuges bzw. das Fenster 151 der Blende 15 hineinragen. Die Koppelflächen 131, 132 sind hier zumindest näherungsweise parallel zueinander orientiert und liegen sich in einer Richtung parallel zur Lenkachse gegenüber. Das an dem Lenkradskelett 121 angeordnete Formteil 13 sowie die Blende 15 sind in 13 in Draufsicht (aus Sicht des Fahrers) dargestellt. Die übrigen Komponenten des Lenkrades 10 sind hier weggelassen.It is conceivable that in the 9 and 10 sketched beam path through a molding 13 of the optical element 200 is generated, which is essentially on an inside of the skeleton 121 extends (cf. 11 ). The molding 13 forms projections here 133 . 134 from (cf. 12 ), in turn, the coupling surfaces 131 . 132 train and in the window 161 of the cover or the window 151 the aperture 15 protrude. The coupling surfaces 131 . 132 are here at least approximately oriented parallel to each other and lie in a direction parallel to the steering axis. The one on the steering wheel skeleton 121 arranged molding 13 as well as the aperture 15 are in 13 shown in plan view (from the driver's point of view). The remaining components of the steering wheel 10 are omitted here.

Wie bereits oben erläutert, kann der Lenkradkranz im Bereich des optischen Elementes 200 ein erstes und ein zweite Formteil 13, 1300 aufweisen (14 und 15),wobei das erste Formteil 13 die zweite Koppelfläche 202 und das zweite Formteil 1300 die erste Koppelfläche 201 des optischen Elementes 200 ausformt.. Denkbar ist, dass das zweite Formteil 1300 einen Abschnitt 1301 aufweist, der im Querschnitt senkrecht zum Lenkradskelett 121 betrachtet, einen Abschnitt 1302 des Formteils 13 übergreift. Denkbar ist zudem, wie in 15 gezeigt, dass das Lenkradskelett 121 eine Öffnung 1303 (etwa in Form einer radial verlaufenden Bohrung) aufweist, über die ein Lichtstrahl geradlinig von der ersten Koppelfläche 201 zu der zweiten Koppelfläche 202 (und natürlich umgekehrt) gelangen kann.As already explained above, the steering wheel rim in the region of the optical element 200 a first and a second molded part 13 . 1300 respectively ( 14 and 15 ), wherein the first molded part 13 the second coupling surface 202 and the second molding 1300 the first coupling surface 201 of the optical element 200 It is conceivable that the second molded part 1300 a section 1301 has, in cross-section perpendicular to the steering wheel skeleton 121 considered a section 1302 of the molding 13 overlaps. It is also conceivable, as in 15 shown that the steering wheel skeleton 121 an opening 1303 (For example in the form of a radially extending bore), via which a light beam straight from the first coupling surface 201 to the second coupling surface 202 (and vice versa) can get.

16 betrifft ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lenkradanordnung 1. Danach sind zwei lichterzeugende Einrichtungen 14a, 14b (zum Beispiel jeweils in Form eines Lasers oder einer Leuchtdiode) vorhanden, die jeweils in und/oder an einer Schaltwippe 41, 42 des Lenkrades 10 angeordnet sind. Das von den lichterzeugenden Einrichtungen 14a, 14b erzeugte Licht wird per Freistrahl in die zweite Koppelfläche 202 des optischen Elementes 200 eingekoppelt. Die Koppelfläche 202 muss sich nicht unbedingt wie in 16 dargestellt im Bereich der 12-Uhr-Position des Lenkrades 10 befinden. Denkbar ist auch, dass die beiden lichterzeugenden Einrichtungen 14a, 14b unterschiedlich orientiert sind, wobei z.B. die eine lichterzeugende Einrichtung 14a auf die 10-Uhr-Position des Lenkrades 10 ausgerichtet ist, während die andere lichterzeugende Einrichtung 14b auf die 2-Uhr-Position hin orientiert ist. Denkbar ist auch, dass ein unterer Bereich des Lenkrades 10 mit den lichterzeugenden Einrichtungen 14a, 14b beleuchtet wird (z.B. durch Reflexion an den Schaltwippen 41, 42). 16 relates to a further embodiment of the steering wheel assembly according to the invention 1 , Thereafter, two light-generating devices 14a . 14b (For example, each in the form of a laser or a light emitting diode) available, each in and / or on a rocker switch 41 . 42 of the steering wheel 10 are arranged. That of the light-generating devices 14a . 14b generated light is freewheel in the second coupling surface 202 of the optical element 200 coupled. The coupling surface 202 does not necessarily have to be like in 16 shown in the range of the 12 o'clock position of the steering wheel 10 are located. It is also conceivable that the two light-generating devices 14a . 14b are oriented differently, for example, the one light-generating device 14a to the 10 o'clock position of the steering wheel 10 is aligned while the other light-generating device 14b oriented towards the 2 o'clock position. It is also conceivable that a lower portion of the steering wheel 10 with the light-generating devices 14a . 14b is illuminated (eg by reflection on the shift paddles 41 . 42 ).

Es wird darauf hingewiesen, dass Elemente der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele natürlich auch in Kombination miteinander verwendet werden können. So kann das optische Element 200 der 16 ein oder zwei Teile 13, 130 umfassen, wie dies in den 1 bis 6 sowie 11 bis 15 gezeigt ist.It should be noted that elements of the embodiments described above, of course, can also be used in combination with each other. So can the optical element 200 the 16 one or two parts 13 . 130 include, as in the 1 to 6 and FIGS. 11 to 15 are shown.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (15)

Lenkradanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit - einem Lenkrad (10); - mindestens einem Betätigungsabschnitt (12) des Lenkrades (10), über den das Lenkrad (10) zum Hervorrufen einer Richtungsänderung des Fahrzeugs betätigbar ist; - mindestens einem zumindest für einen Teil des optischen Spektrums transparenten optischen Element (200) das an und/oder in dem Betätigungsabschnitt (12) angeordnet ist oder zumindest einen Teilbereich des Betätigungsabschnitts (12) ausbildet, wobei - das optische Element (200) eine zumindest abschnittsweise einem Fahrer zugewandte erste Koppelfläche (201), über die Licht in das optische Element (200) ein- und auskoppelbar ist, und eine von der ersten Koppelfläche (201) beabstandete zweite Koppelfläche (202), über die ebenfalls Licht aus dem optischen Element (200) ein- und auskoppelbar ist, aufweist, gekennzeichnet durch mindestens einen Lichtsensor (15), der aus dem optischen Element (200) über die zweite Koppelfläche (202) ausgekoppeltes Licht erfasst; und/oder mindestens eine in einem Abstand von dem optischen Element (200) an dem Lenkrad (10) angeordnete lichterzeugende Einrichtung (14), die so angeordnet ist, dass von ihr erzeugtes Licht über die zweite Koppelfläche (202) in das optische Element (200) ein- und über die erste Koppelfläche (201) aus dem optischen Element (200) auskoppelt, wobei das Licht per Freistrahl oder über eine Lichtführungseinrichtung (210) zu der zweiten Koppelfläche (202) gelangt.Steering wheel arrangement for a motor vehicle, comprising - a steering wheel (10); - At least one actuating portion (12) of the steering wheel (10) through which the steering wheel (10) for causing a change in direction of the vehicle is actuated; at least one optical element (200), which is transparent to at least part of the optical spectrum, is arranged on and / or in the actuating section (12) or forms at least a partial area of the actuating section (12), wherein - the optical element (200) comprises at least one partially facing a driver first coupling surface (201), via the light in the optical element (200) is switched on and coupled out, and one of the first coupling surface (201) spaced second coupling surface (202), via which also light from the optical element (200) can be coupled in and out, characterized by at least one light sensor (15) which detects light coupled out of the optical element (200) via the second coupling surface (202); and / or at least one light-generating device (14) which is arranged at a distance from the optical element (200) on the steering wheel (10) and is arranged so that light generated by it is transmitted into the optical element (2) via the second coupling surface (202). 200) and decouples from the optical element (200) via the first coupling surface (201), wherein the light passes to the second coupling surface (202) by means of a free jet or via a light guiding device (210). Lenkradanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsabschnitt (12) einen Lenkradkranz ausbildet, der einen zentralen Bereich (11) des Lenkrades (10) zumindest teilweise umläuft.Steering wheel arrangement according to Claim 1 , characterized in that the actuating portion (12) forms a steering wheel rim, which at least partially surrounds a central region (11) of the steering wheel (10). Lenkradanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor (15) einen Bildsensor umfasst.Steering wheel arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that the light sensor (15) comprises an image sensor. Lenkradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor (15) angrenzend an die zweite Koppelfläche (202) angeordnet ist.Steering wheel arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the light sensor (15) is arranged adjacent to the second coupling surface (202). Lenkradanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor (15) in einem Abstand von der zweiten Koppelfläche (202) angeordnet ist.Steering wheel arrangement according to Claim 3 or 4 , characterized in that the light sensor (15) is arranged at a distance from the second coupling surface (202). Lenkradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (200) so ausgebildet ist, dass es über die erste Koppelfläche (201) eingekoppeltes Licht zu der zweiten Koppelfläche (202) oder umgekehrt führt.Steering wheel arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the optical element (200) is formed so that it via the first coupling surface (201) coupled light to the second coupling surface (202) or vice versa leads. Lenkradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (200) mindestens eine Umlenkstruktur (71-75) ausbildet oder aufweist, auf die über die erste Koppelfläche (201) eingekoppeltes Licht auftrifft.Steering wheel arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the optical element (200) forms or has at least one deflecting structure (71-75), onto which light coupled via the first coupling surface (201) impinges. Lenkradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Koppelfläche (202) zumindest teilweise durch einen der ersten Koppelfläche (201) abgewandten Seitenwandabschnitt des optischen Elementes (200) ausgebildet ist.Steering wheel arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second coupling surface (202) at least partially by one of the first coupling surface (201) facing away from the side wall portion of the optical element (200) is formed. Lenkradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Koppelfläche (201, 202) mindestens eine Linse (135) und/oder eine Streustruktur (136) ausbildet oder an der ersten und/oder der zweiten Koppelfläche (201, 202) mindestens eine Linse (135) und/oder eine Streustruktur (136) angeordnet ist.Steering wheel arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second coupling surface (201, 202) at least one lens (135) and / or a scattering structure (136) is formed or at the first and / or the second coupling surface ( 201, 202) at least one lens (135) and / or a scattering structure (136) is arranged. Lenkradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das optische Element (200) um zumindest einen Abschnitt eines Skeletts (121) des Lenkradkranzes (12) herum erstreckt.Steering wheel arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the optical element (200) extends around at least a portion of a skeleton (121) of the steering wheel rim (12). Lenkradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (200) einstückig ausgebildet ist.Steering wheel arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the optical element (200) is integrally formed. Lenkradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (200) durch mindestens ein Formteil (13) ausbildet ist.Steering wheel arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the optical element (200) is formed by at least one molded part (13). Lenkradanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (13) durch mehrere Formteile (13, 130, 1300) ausgebildet ist.Steering wheel arrangement according to Claim 12 , characterized in that the optical element (13) by a plurality of molded parts (13, 130, 1300) is formed. Lenkradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichterzeugende Einrichtung (14) und/oder der Lichtsensor (15) in einem zentralen Bereich (11) oder einer Speiche des Lenkrades (10) angeordnet ist.Steering wheel arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the light-generating device (14) and / or the light sensor (15) in a central region (11) or a spoke of the steering wheel (10) is arranged. Lenkradanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die lichterzeugende Einrichtung (14) und/oder der Lichtsensor (15) an und/oder in einer Schaltwippe (41, 42) des Lenkrades (10) angeordnet ist.Steering wheel arrangement according to Claim 14 , characterized in that the light-generating device (14) and / or the light sensor (15) on and / or in a rocker switch (41, 42) of the steering wheel (10) is arranged.
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