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Die Erfindung betrifft eine anisotrop lichtdurchlässige Schichtkörperanordnung zum Durchstrahlen mittels einer Strahlungsquelle. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Schichtkörperanordnung.
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Aus der
DE 10 2005 054 591 A1 ist eine Vorrichtung zur Beleuchtung mit blauen, grünen, gelben oder roten Leuchtdioden (LEDs) bekannt, enthaltend eine oder mehrere farbige LEDs und eine der LED-Farbe zugeordnete, lichtstreuende Abdeckung aus eingefärbten Kunststoff, die eine Basiseinfärbung mittels eines oder mehrerer nicht fluoreszierender Farbstoffe aufweist. Die lichtstreuende Abdeckung enthält zusätzlich zur Basiseinfärbung mindestens einen der Basiseinfärbung farblich zugeordneten fluoreszierenden Farbstoff, wobei die Farbstoffmischung bewirkt, dass die lichtstreuende Abdeckung bei der Wellenlänge des Energiemaximums der verwendeten LED bzw. LEDs eine Transmission von mindestens 35% und eine Reflexion von mindestens 28% aufweist.
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Aus der
DE 10 2009 010 638 A1 ist ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung der Dichte und Homogenität von transluzenten Bauteilen bekannt. Bei dem Verfahren wird durch zweidimensionale Abtastung des Bauteils ein ortsaufgelöstes Transmissionsbild aufgezeichnet. Das Transmissionsbild wird anschließend mit geometrischen Daten des Bauteils korrigiert, um von einem Dickenprofil des Bauteils unabhängige Transmissionsdaten zu erhalten. Aus den Transmissionsdaten lassen sich Homogenitäts- und Dichtevariationen des Bauteils in dem abgetasteten Bereich unmittelbar erkennen.
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Bekannte Schichtkörperanordnungen kommen insbesondere im Automotivbereich zum Einsatz, um beispielsweise Leuchtdisplays oder LED-Anordnungen abzudecken. Die Schichtkörperanordnungen ermöglichen hierbei den Durchtritt von den Leuchtdisplays oder LED-Anordnungen ausgesendeter elektromagnetischer Strahlung, so dass abstrahlseitig, sozusagen nutzerseitig, eine Nutzerinformation bereitstellbar ist. Von der Umgebung von außen her auf die Schichtkörperanordnung einfallende elektromagnetische Außenstrahlung wird durch die Schichtkörperanordnung absorbiert und/oder reflektiert, so dass man im Ergebnis nicht durch die Schichtkörperanordnung hindurchblicken kann. Die Schichtkörperanordnung ist damit sozusagen blickdicht. Jedenfalls geht diese überraschende Funktionalität regelmäßig mit einer relativ hohen Absorptionsrate der von den Leuchtdisplays oder LED-Anordnungen ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung beim Durchtritt durch die Schichtkörperanordnungen einher. Dadurch ist die Effizienz derartiger Schichtkörperanordnungen im Betrieb limitiert. Dem Zuge der Zeit folgend, ist auch bei solchen Schichtkörperanordnungen eine Verbesserung der Effizienz bzw. die Einsparung von Energie wünschenswert.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform einer Schichtkörperanordnung anzugeben.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe insbesondere durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der Beschreibung.
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Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, eine Schichtkörperanordnung mit einer optischen Maskierschicht auszustatten, die den Durchtritt von elektromagnetischer Strahlung in die eine Richtung erlaubt, während sie den Durchtritt von elektromagnetischen Außenstrahlung in der Gegenrichtung sperrt. Hierzu ist vorgesehen, dass eine Schichtkörperanordnung zum Durchstrahlen mittels einer Strahlungsquelle und insbesondere zum Bereitstellen einer Dekorschicht, eine Strahlungsquelle zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung und einen Schichtkörper aufweist/umfasst. Die Strahlungsquelle kann dabei zweckmäßigerweise durch ein Leuchtdisplay oder eine LED-Anordnung oder eine Licht-Anordnung gebildet sein. Die elektromagnetische Strahlung weist eine Strahlungswellenlänge auf, die in einem für das menschliche Auge sichtbaren Strahlungswellenlängenbereich von 400nm bis 800nm liegt. Der Schichtkörper ist anisotrop lichtdurchlässig gestaltet, seine Durchlässigkeit für elektromagnetische Strahlung ist also Richtungsabhängig. Zu diesem Zweck umfasst der Schichtkörper eine Transmissionsschicht, eine Deckschicht und eine zwischen der Transmissionsschicht und der Deckschicht angeordnete optische Maskierschicht. Wesentlich ist, dass von der Strahlungsquelle ausgesendete elektromagnetische Strahlung praktisch unverändert und verlustfrei, sozusagen ungehindert, durch die Transmissionsschicht, die Deckschicht und die Maskierschicht durchtreten kann, um abstrahlseitig eine Nutzerinformation bereitzustellen. Im Unterschied dazu kann von außen her auf den Schichtkörper einfallende elektromagnetische Außenstrahlung nicht durch den Schichtkörper durchtreten, weil durch die Deckschicht hindurch auf die Maskierschicht einfallende elektromagnetische Außenstrahlung in oder an der Deckschicht und/oder in oder an der Maskierschicht absorbiert oder reflektiert wird. Die elektromagnetische Außenstrahlung ist beispielsweise Licht, insbesondere im Strahlungswellenlängenbereich von 400nm bis 800nm. Im Ergebnis bildet der Schichtkörper oder die Deckschicht und die Maskierschicht eine optisch anisotrope Dekorschicht, die es ermöglicht, von einer hinter dem Schichtkörper angeordneten Strahlungsquelle ausgehend Nutzerinformation durch den Schichtkörper hindurch nutzerseitig bereitzustellen. Da der Durchtritt der elektromagnetischen Strahlung praktisch unverändert und verlustfrei erfolgt, ist eine erfindungsgemäße Schichtkörperanordnung relativ effizient bzw. energiesparend im Betrieb.
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Zweckmäßigerweise weist die Maskierschicht eine Strahlungsbarriere auf, die eine Vielzahl von Farbkörpertropfen umfasst, die mit gegenseitigem Abstand zueinander in einer Barrierenebene angeordnet sind. Die Farbkörpertropfen weisen dabei zueinander einen regelmäßigen Abstand auf. Denkbar ist, dass die Strahlungsbarriere die von außen her einfallende elektromagnetische Außenstrahlung reflektiert und/oder absorbiert. Das hat den Vorteil, dass die Schichtkörperanordnung besonders blickdicht ist.
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Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, wenn die Farbkörpertropfen einen Abstand von 1,3µm bis 80µm zueinander aufweisen. Das hat den Vorteil, dass die von der Strahlungsquelle bereitgestellte elektromagnetische Strahlung relativ unverändert, verlustfrei und ungehindert an der Strahlungsbarriere durchtreten kann und die von außen her einfallende elektromagnetische Außenstrahlung noch effektiver reflektiert und/oder absorbiert wird.
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Ferner können die Farbkörpertropfen jeweils durch einen, insbesondere farbig gestalteten, tropfenförmigen oder halbkugelförmigen Grundkörper gebildet sein. Insbesondere sind drei verschiedene Grundkörper vorgesehen, nämlich ein farblich rot eingefärbter, ein farblich grün eingefärbter und ein farblich blau eingefärbter Grundkörper. Diese sind beispielsweise überlappend oder mit gegenseitigem Abstand zueinander in der Barrierenebene angeordnet.
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Ferner können die Farbkörpertropfen in Abhängigkeit ihrer Färbungsintensität und insbesondere in Abhängigkeit ihres Volumens, eine Dekorschicht bilden, wodurch optische Eigenschaften der Schichtkörperanordnung wahlweise eingestellt werden können. Das hat den Vorteil, dass die Schichtkörperanordnung in optisch sensiblen Bereichen eingesetzt werden kann, beispielsweise im Innenraum eines Kraftfahrzeuges.
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Zweckmäßigerweise können die Farbkörpertropfen im Rahmen eines additiven Druckverfahrens oder mittels einer die Farbkörpertropfen tragenden optisch durchlässigen Trägerfolie auf die Transmissionsschicht oder die Deckschicht aufgebracht werden, wodurch die Herstellung der Schichtkörperanordnung insbesondere in Kostenhinsicht begünstigt ist.
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Die Deckschicht kann durch eine Klarlackschicht gebildet sein, was die Herstellung der Schichtkörperanordnung begünstigt.
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Insbesondere bedeckt die Deckschicht oder die Klarlackschicht die Maskierschicht, zweckmäßigerweise vollständig, und exemplarisch so, dass die Deckschicht oder die Klarlackschicht sämtliche die Maskierschicht bildende Farbkörpertropfen einfasst, insbesondere zwischen den Farbkörpertropfen gebildete Zwischenbereiche.
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Um die Absorbtions- und/oder Reflektierfähigkeit der Schichtkörperanordnung für von außen her einfallende elektromagnetische Außenstrahlung zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass die Deckschicht eine Vielzahl von Streupartikeln zum Streuen und Absorbieren deckschichtseitig in den Schichtkörper einfallender elektromagnetischer Außenstrahlung umfasst. Das hat den Effekt, dass elektromagnetische Außenstrahlung relativ weitgehend reflektiert oder absorbiert wird, so dass vorteilhafterweise eine relativ blickdichte Schichtkörperanordnung bereitgestellt ist.
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Die Streupartikel können eine relativ hohe Transmissionsfähigkeit, d.h. Durchlässigkeit, für von der Strahlungsquelle bereitgestellte elektromagnetische Strahlung aufweisen, so dass die Schichtkörperanordnung von außen her relativ blickdicht und sozusagen von der Strahlungsquelle her relativ durchlässig ist.
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Zusammenfassend bleibt festzuhalten: Die vorliegende Erfindung betrifft bevorzugt eine anisotrop lichtdurchlässige Schichtkörperanordnung zum Durchstrahlen mittels einer Strahlungsquelle, mit einer Strahlungsquelle zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung in einem für das menschliche Auge sichtbaren Strahlungswellenlängenbereich, mit einem anisotrop lichtdurchlässigen Schichtkörper, der eine Transmissionsschicht, eine Deckschicht und eine zwischen der Transmissionsschicht und der Deckschicht angeordnete optische Maskierschicht umfasst, wobei von der Strahlungsquelle ausgesendete elektromagnetische Strahlung praktisch unverändert und verlustfrei durch die Transmissionsschicht, die Deckschicht und die Maskierschicht durchtritt, um abstrahlseitig eine Nutzerinformation bereitzustellen, und wobei durch die Deckschicht hindurch auf die Maskierschicht einfallende elektromagnetische Außenstrahlung in oder an der Deckschicht und/oder in oder an der Maskierschicht absorbiert oder reflektiert ist, um eine optische Dekorschicht bereitzustellen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch:
- 1 in einer Schnittansicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schichtkörperanordnung,
- 2 in einer Schnittansicht ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schichtkörperanordnung.
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Die beiden Figuren zeigen eine im Gesamten mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete anisotrop lichtdurchlässige Schichtkörperanordnung, die mittels einer Strahlungsquelle 2 durchstrahlbar ist. Derartige Schichtkörperanordnungen 1 kommen bevorzugt im Automotivbereich, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, zum Einsatz um Strahlungsquellen 2, wie beispielsweise Leuchtdisplays oder LED-Anordnungen, abzudecken. Das hat den Effekt, dass man von außen her nicht auf im Standby-Betrieb befindliche oder abgeschaltete Leuchtdisplays oder LED-Anordnungen sondern nur auf aktiv strahlende Leuchtdisplays oder LED-Anordnungen blicken kann.
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In der 1 ist zu erkennen, wie von der Strahlungsquelle 2 elektromagnetische Strahlung 3 in Richtung des Schichtkörpers 5 emittiert wird, beispielsweise um einem Nutzer 19 Nutzerinformationen anzeigen zu können. Die elektromagnetische Strahlung 3 liegt bevorzugt in einem Strahlungswellenlängenbereich von 400nm bis 800nm, was ungefähr dem vom menschlichen Auge erfassbaren Wellenlängenbereich entspricht. Die elektromagnetische Strahlung 3 trifft zunächst auf eine Transmissionsschicht 6 des Schichtkörpers 5. Durch die Transmissionsschicht 6 kann die elektromagnetische Strahlung 3 relativ ungehindert und unverändert durchtreten, was in der 1 exemplarisch durch winkelgleiche Eintrittswinkel 18 und Austrittswinkel 17 symbolisiert ist. Auch die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung 3 bleibt unverändert. Im weiteren Verlauf trifft die elektromagnetische Strahlung 3 auf eine Maskierschicht 8, die eine Strahlungsbarriere 11 aufweist. Die Strahlungsbarriere 11 umfasst eine Vielzahl von Farbkörpertropfen 12, bei denen es sich um tropfenförmige oder halbkugelförmige Grundkörper 15 handelt, die in einer in 1 punktiert angedeuteten gemeinsamen Barrierenebene 14 angeordnet sind. Die Farbkörpertropfen 12 und/oder die Grundkörper 15 weisen bevorzugt einen regelmäßigen Abstand 13 zueinander auf. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass die elektromagnetische Strahlung 3 relativ ungehindert und unverändert an der Strahlungsbarriere 11 vorbei gelangen kann. Nach Durchtritt der elektromagnetischen Strahlung 3 durch die Maskierschicht 8 trifft die elektromagnetische Strahlung 3 noch auf eine mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnete Deckschicht, die die Maskierschicht 8 bevorzugt vollständig einfasst, beispielsweise so, dass von außen her nicht an die Maskierschicht 8 gefasst werden kann.
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Die Deckschicht 7 ist ferner bevorzugt aus demselben Material hergestellt, wie die Transmissionsschicht 6, so dass sich hier die gleichen strahlungsbezogenen Eigenschaften einstellen, wie bei der Transmissionsschicht 6. Insbesondere kann die elektromagnetische Strahlung 3 ungehindert und unverändert durch die Deckschicht 7 durchtreten, um nutzerseitig eine Nutzerinformation anzuzeigen. Je nachdem, wie der Abstand 13 zwischen den einzelnen Farbkörpertropfen 12 eingestellt ist, bildet die Maskierschicht 8 zusammen mit der Deckschicht 7 eine Dekorschicht 4, die für den Nutzer 19 ein optisch ansprechendes Design bereitstellt.
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Während die von der Strahlungsquelle 2 ausgestrahlte elektromagnetische Strahlung 3 weitestgehend ungehindert und unverändert durch den Schichtkörper 5 durchtreten kann, kann eine von der Umgebung her, also von außen her, auf den Schichtkörper 5 einfallende, in der 1 gestrichelt dargestellte, elektromagnetische Außenstrahlung 10 nicht ungehindert durch den Schichtkörper 5 gelangen. Die elektromagnetische Außenstrahlung 10 ist exemplarisch durch Außenstrahlungsquellen 9 bereitgestellt, beispielsweise handelt es sich bei den Außenstrahlungsquellen 9 um die Sonne oder Leuchten. Jedenfalls wird die elektromagnetische Außenstrahlung 10 beim Auftreffen auf die Deckschicht 7 entweder reflektiert oder absorbiert, was in der 1 durch entsprechende Pfeile angedeutet ist.
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Ferner kann die Deckschicht 7 so gestaltet sein, dass auf die Deckschicht 7 auftreffende elektromagnetische Außenstrahlung 10 gemäß einem in 1 eingezeichneten Eintrittswinkel 20 und einem Austrittswinkel 21 gebrochen wird, so dass sich sozusagen die Richtung der elektromagnetischen Außenstrahlung 10 ändert. Im weiteren Verlauf tritt die elektromagnetische Außenstrahlung 10 durch die Deckschicht 7 hindurch, wobei sie entweder innerhalb der Deckschicht 7, sozusagen vom Deckschichtmaterial, absorbiert wird oder auf die Maskierschicht 8 trifft. An der Maskierschicht 8 wird die elektromagnetische Außenstrahlung 10 entweder reflektiert oder absorbiert, was in der 1 durch eine Vielzahl von gestrichelten Pfeilen dargestellt ist.
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Die 2 zeigt in einer Schnittansicht ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schichtkörperanordnung 1, das sich von der Schichtkörperanordnungen 1 gemäß 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass in der mit dem Bezugszeichen 7 bezeichneten Deckschicht eine Vielzahl von Streupartikeln 16 angeordnet sind, die zum Streuen/Reflektieren und Absorbieren von deckschichtseitig eingefallener elektromagnetischer Außenstrahlung 10 dienen. In 1 und 2 dargestellte Komponenten mit ähnlicher oder gleicher Funktion haben dieselben Bezugszeichen erhalten. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird bezüglich dieser Komponenten auf die Beschreibung zur 1 verwiesen. In der 2 ist relativ gut zu erkennen, dass die von einer Außenstrahlungsquelle 9 bereitgestellt elektromagnetische Außenstrahlung 10 auf die Deckschicht 7 auftrifft, wo sie entweder unmittelbar reflektiert oder in die Deckschicht 7 hinein gebrochen wird. Tritt elektromagnetische Außenstrahlung 10 in die Deckschicht 7 ein, kann sie im Verlauf durch die Deckschicht 7 auf die in der Deckschicht 7 angeordneten Streupartikel 16 treffen, wo sie bevorzugt absorbiert oder alternativ reflektiert/gestreut wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Blickdichte des Schichtkörpers 5 verbessert wird, d. h., dass von außen her auf den Schichtkörper 5 einfallende elektromagnetische Außenstrahlung 10 noch besser absorbiert und/oder reflektiert/gestreut wird, als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005054591 A1 [0002]
- DE 102009010638 A1 [0003]
- DE 102018003171 A1 [0004]
