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Die Anmeldung betrifft ein Leuchtelement für einen Fahrzeuginnenraum, insbesondere einen Fahrgastinnenraum eines Personen- oder Lastkraftfahrzeuges.
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Dies schließt eine Verwendung bei Fahrgasträumen anderer Transportmittel, beispielsweise schienengebundener Fahrzeuge, Flugzeuge oder Schiffe, nicht aus.
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Fahrzeuge sind im Bereich des Fahrgastinnenraums mit verschiedenen Anzeige- und Bedienelementen ausgestattet. Zum Stand der Technik gehören beispielsweise Leuchtelemente, insbesondere lichtemittierende Bedien- und/oder Anzeigelemente, bei denen ein Bedienvorgang und/oder Bedienzustand durch eine Ausgabe von Licht angezeigt und/oder visuell bestätigt wird. Etwa sind Leuchtelemente bekannt, bei denen Licht mit Hilfe von Lichtleitern auf einer Oberfläche eines Bedien- oder Verkleidungsteils verteilt und bei Berührung der Oberfläche oder Bedienung eines an der Oberfläche angeordneten Bedienelements aus dem Lichtleiter ausgekoppelt wird, so dass eine gewünschte Intensitätsverteilung des abgestrahlten Lichts erreicht werden kann.
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Ein solches Leuchtelement umfasst neben dem Lichtleiter häufig weitere Schichten, die über oder unter dem Lichtleiter angeordnet sind. Solche Schichten müssen derart ausgestaltet und angeordnet sein, dass das Auskoppeln von Licht an den gewünschten Orten ermöglicht wird. Zugleich sind ein einfacher, langlebiger und kompakter Aufbau sowie eine möglichst kostengünstige Fertigung wünschenswert.
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Vor dem Hintergrund des Stands der Technik liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Leuchtelement vorzuschlagen, dass eine oder mehrere der vorgenannten Eigenschaften aufweist.
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Das vorgeschlagene Leuchtelement für einen Fahrzeuginnenraum umfasst eine lichtdurchlässige Deckschicht, eine Reflektorschicht und einen zwischen der Deckschicht und der Reflektorschicht angeordneten Lichtleiter zum Leiten von Licht in einer Lateralrichtung, die im Wesentlichen parallel zu der Deckschicht verläuft.
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Der Lichtleiter kann beispielsweise als flächig ausgedehnter Körper oder Schicht aus einem im optischen Bereich transparenten Material, insbesondere einem Kunststoff wie beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC), ausgebildet sein. Unter flächig ausgedehnten Körpern werden Körper verstanden, die in zwei Dimensionen (hier zusammenfassend als Lateralrichtung bezeichnet) wesentlich größere Ausdehnungen haben als in der dritten Dimension, wobei typischerweise die Deckflächen, die sich in der Lateralrichtung erstrecken, großenteils zueinander parallel verlaufen. Dabei muss ein solcher Körper nicht eben sein, sondern er kann auch gebogen, gewellt und/oder geknickt sein. Der Lichtleiter kann biegsam oder biegesteif sein.
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Innerhalb des Lichtleiters kann Licht insbesondere durch interne Totalreflexion an den Deckflächen entlang der Lateralrichtung propagieren.
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Zum Bereitstellen des Lichts kann eine Lichtquelle vorgesehen sein, die beispielsweise eine oder mehrere LEDs und/oder Laserlichtquellen umfassen kann. Das Licht von der Lichtquelle kann beispielsweise mittels einer Linse oder eines Linsensystems und/oder mittels einer geeigneten Stirnflächengeometrie des Lichtleiters in diesen einkoppelbar sein.
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Die Deckschicht kann aus einem transparenten oder transluzenten Material, insbesondere einem Kunststoff wie beispielsweise PC oder PMMA bestehen oder dieses umfassen. Die Deckschicht kann biegsam oder biegesteif sein. Die Deckschicht kann eben, gebogen, gewellt und/oder geknickt sein. Bestimmte Bereiche der Deckschicht können eingefärbt oder lichtundurchlässig gemacht sein, beispielsweise durch Einlagerung von Pigmenten. Die Deckschicht kann aus einem opaken Material, insbesondere aus Leder oder Kunstleder bestehen oder dieses umfassen, wobei die Deckschicht durch Perforierung lichtdurchlässig ist. Die Deckschicht kann aus Textil, beispielsweise einem Gewebe, bestehen oder dieses umfassen.
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Die Reflektorschicht ist vorzugsweise wenigstens bereichsweise aus einem lichtundurchlässigen, insbesondere reflektierenden oder teilreflektieren Material gebildet oder damit versehen, beispielsweise beschichtet, so dass Licht, dass durch eine der Deckflächen des Lichtleiters aus diesem ausgekoppelt wird, in einer Richtung reflektiert werden kann, die von der Lateralrichtung verschieden ist und somit eine Komponente entlang einer zu der Lateralrichtung senkrechten Normalrichtung aufweist. Die Reflektorschicht kann beispielsweise aus weißem Material bestehen, oder es kann auf die Reflektorschicht eine weiße Farbschicht und/oder eine metallisierte Schicht und/oder eine dielektrische Spiegelschicht aufgebracht sein.
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Die Reflektorschicht kann aus einem Kunststoff, beispielsweise Polypropylen (PP) oder Polycarbonat-Acrylnitrilbutadienstyrol-Gemisch (PC-ABS), bestehen.
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Die Reflektorschicht ist vorzugsweise biegesteif. Die Reflektorschicht kann eben, gebogen, gewellt und/oder geknickt sein.
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Die Deckschicht, der Lichtleiter und die Reflektorschicht sind vorzugsweise so angeordnet, dass aus dem Lichtleiter ausgekoppeltes und an der Reflektorschicht reflektiertes Licht durch die Deckflächen des Lichtleiters und die Deckschicht transmittiert werden kann, insbesondere in den Fahrzeuginnenraum.
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Es ist vorgesehen, dass die Reflektorschicht mindestens ein dem Lichtleiter zugewandtes Reflektorelement umfasst, das in einer ersten Position von dem Lichtleiter beabstandet ist und in einer zweiten Position zum Auskoppeln von Licht aus dem Lichtleiter mit dem Lichtleiter in Kontakt steht.
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Durch Kontakt, insbesondere durch unmittelbaren Kontakt, mit dem mindestens einen Reflektorelement kann dieses in der zweiten Position mit einem an der angrenzenden Deckfläche des Lichtleiters gebildeten evaneszenten Feld des innerhalb des Lichtleiters totalreflektierten Lichtes wechselwirken und somit einen Teil des Lichtes durch frustrierte Totalreflexion aus dem Lichtleiter auskoppeln und in eine Richtung, die eine Komponente entlang der Normalrichtung aufweist, reflektieren.
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In der ersten Position ist das Reflektorelement dagegen von dem Lichtleiter beabstandet, insbesondere um mehr als eine charakteristische Abklinglänge des evaneszenten Feldes beabstandet, so dass das Licht in dem Lichtleiter ungehindert Propagieren kann und nicht oder nur zu einem geringen Anteil ausgekoppelt wird. Der Abstand zwischen dem mindestens einen Reflektorelement und dem Lichtleiter beträgt dabei vorzugsweise mindestens mehrere Wellenlängen des Lichts, insbesondere mindestens zehn Wellenlängen.
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Das vorgeschlagene Leuchtelement ermöglicht durch die reversible Kontaktierung bzw. Beabstandung von Lichtleiter und Reflektorelement ein einfaches und genaues Auskoppeln von Licht an den gewünschten Orten. Hierfür ist zudem keine aufwändige Ausgestaltung oder Bearbeitung des Lichtleiters (etwa durch chemisches Ätzen oder Laserbearbeitung) erforderlich, wodurch ein einfacher Aufbau und eine kostengünstige Fertigung ermöglich werden. Zudem ermöglicht der einfache Schichtaufbau eine kompakte und langlebige Gestaltung des Leuchtelements.
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Zwischen dem mindestens einen Reflektorelement und dem Lichtleiter ist in der ersten Position bevorzugt ein Luftspalt ausgebildet; es kann jedoch alternativ vorgesehen sein, dass der Spalt beispielsweise mit einem viskosen Medium, beispielsweise einer Flüssigkeit oder einem Gel, gefüllt ist, das einen niedrigeren Brechungsindex aufweist als der Lichtleiter.
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Das mindestens eine Reflektorelement kann eine Erhebung auf einer dem Lichtleiter zugewandten Oberfläche der Reflektorschicht sein. Das mindestens eine Reflektorelement kann auf der Reflektorschicht beispielsweise durch chemisches Ätzen, Laserablation oder mechanische Bearbeitung gebildet sein, oder es kann stoffschlüssig auf die Reflektorschicht aufgebracht sein (beispielsweise in Form eines Metallpartikels).
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Die Reflektorschicht umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von als Erhebungen auf der dem Lichtleiter zugewandten Oberfläche ausgebildeten Reflektorelemente. Die Reflektorelemente können dabei in Form eines gewünschten Leuchtmusters angeordnet sein. Alternativ können die Reflektorelemente so angeordnet sein, dass eine mehr oder weniger homogene Beleuchtung der Rückseite der Deckschicht erzeugt werden kann, insbesondere die Beleuchtung eines transparenten oder transluzenten Musters in der Deckschicht
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Das Leuchtelement kann durch Druck auf die Deckschicht aus der ersten Position in die zweite Position überführbar sein. Der Druck kann von einem Fahrzeuginsassen auf die von dem Reflektorelement abgewandte Seite der Deckschicht ausgeübt werden. Das Leuchtelement kann dazu eingerichtet sein, bei Nachlassen des Drucks in die erste Position zurückzukehren. Das Leuchtelement kann auf diese Weise den Ort einer gegenwärtigen Berührung (beispielsweise durch einen Finger) durch Emission des in der zweiten Position ausgekoppelten Lichts anzeigen bzw. aufleuchten lassen.
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Dieses Verhalten kann etwa dadurch gegeben sein, dass die Deckschicht und der Lichtleiter wenigstens abschnittsweise flexibel, insbesondere elastisch, sein. Es kann dann vorgesehen sein, dass bei Druck auf die Deckschicht wenigstens bereichsweise die zweite Position hergestellt wird und eine Rückstellkraft in Richtung der ersten Position wirkt. Die Deckschicht und/oder der Lichtleiter können wenigstens bereichsweise an Rändern eingespannt und/oder auf Stützelementen, etwa Stegen, gestützt sein, um die flexible Verformung in die zweite Position und die Rückstellkraft in Richtung der ersten Position zu ermöglichen.
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Die Deckschicht und/oder der Lichtleiter kann eines oder mehrere, insbesondere starre, Segmente umfassen, die jeweils durch Druck auf die Deckschicht aus der ersten Position in die zweite Position überführbar sind. Solche starren Segmente können durch flexible Bereiche miteinander verbunden sein.
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Alternativ zu dem beschriebenen Verhalten, wobei der Ort einer gegenwärtigen Berührung aufleuchtet, kann ein Verhalten vorgesehen sein, wobei der Ort einer Berührung aufleuchtet oder erlischt, bis eine weitere Berührung erfolgt.
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In anderen Worten kann das Leuchtelement durch Druck auf die Deckschicht von der ersten Position in die zweite Position und durch nochmaligen Druck auf die Deckschicht von der zweiten Position in die erste Position überführbar sein.
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Dieses Verhalten kann etwa dadurch erreicht werden, dass das Leuchtelement einen durch Druck auf die Deckschicht betätigbaren einrastbaren, insbesondere bistabilen, Drucktaster umfasst.
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Auf der Deckschicht können Markierungen oder Indikatoren angeordnet sein, die zum Herstellen der ersten und/oder zweiten Position berührbare Bereiche anzeigen. Solche Markierungen oder Indikatoren können sichtbar und/oder tastbar sein und beispielsweise als Relief, Prägung und/oder Aufdrucke gegeben sein. Auf diese Weise kann zum Beispiel ein komfortabel bedienbares Bedienfeld gebildet werden.
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Das Leuchtelement kann eine zwischen der Deckschicht und dem Lichtleiter angeordnete Trennschicht umfassen. Durch die Trennschicht kann eine unmittelbare Berührung der Deckschicht und des Lichtleiters vermieden werden. Die Trennschicht ist vorzugsweise so beschaffen, dass durch eine Berührung der Trennschicht mit dem Lichtleiter keine oder nur eine geringe Auskopplung von Licht aus dem Lichtleiter zustande kommt. Hierdurch kann trotz eines Kontaktes zwischen der Trennschicht und dem Lichtleiter verhindert werden, dass in der zweiten Position des Reflektorelementes ein unerwünschtes Austreten von Licht stattfindet. Zugleich kann Licht austreten, wenn das Reflektorelement in der ersten Position ist
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Die Trennschicht kann insbesondere eine Schicht sein, die nur auf einem geringen Teil der abgedeckten Fläche in Kontakt mit der Deckfläche des Lichtleiters steht, um eine Auskopplung von Licht zu verringern. Dafür eignet sich insbesondere eine Textilschicht und/oder Gitterschicht, die etwa als Gewebe, Geflecht, Gewirk, Gelege, und/oder Gestrick von Fäden ausgebildet sein kann. Eine solche Textilschicht und/oder Gitterschicht kann ferner verdickte Bereiche, beispielsweise an Kreuzungs- oder Knotenpunkten der Fäden, aufweisen, wodurch die Kontaktfläche mit dem Lichtleiter noch weiter verringert werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich zu der Trennschicht kann ein Luftspalt zwischen der Deckschicht und dem Lichtleiter vorgesehen sein. Der Luftspalt kann beispielsweise mittels eines Rahmens gebildet sein.
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Das Leuchtelement kann neben den vorgenannten Elementen bzw. Schichten weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere zusätzliche Schichten, umfassen, etwa Dekorschichten, Dämpfungsschichten und/oder Trägerschichten.
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Ausführungsbeispiele des Anmeldungsgegenstandes werden nachfolgend mit Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen, jeweils in schematischer Querschnittsdarstellung,
- 1 ein Leuchtelement in einer ersten Position,
- 2 das Leuchtelement nach 1 in einer zweiten Position,
- 3 ein Leuchtelement gemäß einem weiteren Beispiel in der zweiten Position,
- 4 ein Leuchtelement gemäß einem weiteren Beispiel in der ersten Position,
- 5 das Leuchtelement nach 4 in der zweiten Position,
- 6A einen in einem Leuchtelement verwendbaren einrastbaren Drucktaster in einer ersten Position,
- 6B den Drucktaster nach 6A in einer zweiten Position.
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Wiederkehrende und ähnliche Merkmale verschiedener Ausführungsformen sind in den Abbildungen mit identischen alphanumerischen Bezugszeichen versehen.
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Das in 1 und 2 dargestellte Leuchtelement 100 umfasst eine lichtdurchlässige Deckschicht 110, eine Reflektorschicht 120 und einen zwischen der Deckschicht 110 und der Reflektorschicht 120 angeordneten Lichtleiter 130 zum Leiten von Licht in einer Lateralrichtung (x-Richtung bzw. y-Richtung des abgebildeten Koordinatensystems), die im Wesentlichen parallel zu der Deckschicht 110 verläuft. Das Leuchtelement 100 umfasst ferner eine zwischen der Deckschicht 110 und dem Lichtleiter 130 angeordnete Trennschicht 140.
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Das Leuchtelement 100 eignet sich insbesondere für einen Fahrzeuginnenraum und kann beispielsweise als Bedien- und Anzeigeelement an einem Verkleidungsteil des Fahrzeuginnenraums anbringbar oder mit diesem integral gebildet sein.
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Der Lichtleiter 130 ist als flächig ausgedehnte Schicht aus einem im optischen Bereich transparenten Kunststoff wie beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC), ausgebildet und umfasst zueinander parallele Deckflächen 131 und 132, die sich in der Lateralrichtung erstrecken. Der Lichtleiter 130 des gezeigten Beispiels ist eben, der Lichtleiter kann jedoch auch beispielsweise gebogen, gewellt und/oder geknickt sein.
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Durch eine als Lichtquelle 200 dienende LED kann Licht erzeugt und durch eine Stirnfläche 132 des Lichtleiters 130 in den Lichtleiter 130 eingekoppelt werden (einzukoppelndes Licht 210). Die Lichtquelle 200 kann als Teil des Leuchtelements 100 oder als externe Komponente bereitgestellt werden.
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Zum Einkoppeln des einzukoppelnden Lichts 210 in den Lichtleiter kann eine Optik, beispielsweise eine Linse oder ein Linsensystem (nicht gezeigt), vorgesehen sein. Das in den Lichtleiter 130 eingekoppelte Licht kann innerhalb des Lichtleiters 130 entlang der Lateralrichtung propagieren (Lichtpropagation innerhalb des Lichtleiters 130 durch Pfeile dargestellt), insbesondere durch interne Totalreflexion an den Deckflächen 131.
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Die Deckschicht 110 besteht aus einem transparenten Kunststoffmaterial, beispielsweise PC oder PMMA. Es kann auch ein nur transluzentes Material verwendet werden oder das transparente Material kann als Diffusor strukturiert sein (beispielsweise durch eine aufgeraute Oberfläche). Bestimmte Bereiche der Deckschicht 110 können eingefärbt oder lichtundurchlässig gemacht sein, beispielsweise durch Einlagerung von Pigmenten. Alternative Deckschichten können perforiertes lichtundurchlässiges Material umfassen, beispielsweise perforiertes Leder, Kunstleder oder Holz. Weitere Alternativen bieten sich an in der Form von sehr dünnen lichtdurchlässigen Schichten beispielsweise aus Keramik, Metall, Holz oder Gestein auf einem lichtdurchlässigen Träger. Wie der Lichtleiter 130 ist auch die Deckschicht 110 des gezeigten Beispiels eben, sie kann jedoch auch beispielsweise gebogen, gewellt und/oder geknickt sein.
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Die Trennschicht 140 besteht aus einem Textilgewebe, das nur auf einem geringen Teil der von der Trennschicht 140 abgedeckten Fläche (nämlich im Bereich von Fäden des relativ grobmaschig ausgeführten Textilgewebes) in Kontakt mit der der Deckschicht 110 zugewandten Deckfläche 131 des Lichtleiters 130 steht. Durch Berührung der Trennschicht 140 mit dem Lichtleiter 130 wird nur wenig Licht aus dem Lichtleiter 130 ausgekoppelt, so dass das ausgekoppelte Licht vorzugsweise unter zu erwartenden Umgebungslichtbedingungen nicht wahrnehmbar ist. Die Trennschicht 140 kann auch beispielsweise als Gitter, Geflecht, Gewirk, Gelege und/oder Gestrick ausgebildet sein. Die Deckschicht 110 liegt auf der Trennschicht 140 auf.
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Die Trennschicht 140 kann weggelassen werden. Beispielsweise kann statt der Trennschicht 140 ein Luftspalt zwischen der Deckschicht 110 und dem Lichtleiter 130 vorgesehen sein. Der Luftspalt kann beispielsweise mittels eines Rahmens gebildet sein.
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Die Deckschicht 110, die Trennschicht 140 und der Lichtleiter 130 sind hinreichend dünn, um flexibel und somit durch Ausüben von Druck reversibel verformbar zu sein.
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Die Reflektorschicht 120 ist aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise Polypropylen (PP) oder Polycarbonat-Acrylnitrilbutadienstyrol-Gemisch (PC-ABS) als biegesteifer Körper gebildet und auf ihrer dem Lichtleiter 130 zugewandten Oberfläche mit einem reflektierenden Material beschichtet. Für diese Beschichtung kommt etwa eine weiße Farbschicht oder eine metallisierte Schicht oder eine dielektrische Spiegelschicht in Frage. Wie der Lichtleiter 130 ist auch die die Reflektorschicht 120 des gezeigten Beispiels eben, sie kann jedoch auch beispielsweise gebogen, gewellt und/oder geknickt sein.
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Die Reflektorschicht 120 umfasst eine Vielzahl von als Erhebungen auf der dem Lichtleiter 130 zugewandten Oberfläche ausgebildeten Reflektorelementen 121. Die Reflektorelemente 121 sind in Form eines gewünschten Leuchtmusters angeordnet. Die Reflektorelemente 121 sind auf der Reflektorschicht 120 durch einen subtraktiven Verarbeitungsschritt gebildet (etwa durch chemisches Ätzen, Laserablation oder mechanische Bearbeitung), können aber alternativ durch einen additiven Bearbeitungsschritt stoffschlüssig auf die Reflektorschicht 120 aufgebracht sein.
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1 zeigt das Leuchtelement 100 in einer ersten Position, in der die Reflektorelemente 121 von dem Lichtleiter 130 beabstandet sind. In der ersten Position ist zwischen der dem Lichtleiter 130 zugewandten Oberfläche der Reflektorschicht 120 und der der Reflektorschicht 120 zugewandten Deckfläche 131 des Lichtleiters 130 ein Luftspalt 150 der Spaltbreite D ausgebildet.
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Die Spaltbreite D beträgt mehr als eine charakteristische Abklinglänge des bei der internen Totalreflexion des in dem Lichtleiter 130 propagierenden Lichts entstehenden evaneszenten Feldes, so dass das Licht in dem Lichtleiter ungehindert propagieren kann und nicht oder nur zu einem geringen Anteil ausgekoppelt wird. Die Spaltbreite D beträgt dabei vorzugsweise mindestens mehrere Wellenlängen des Lichts, insbesondere mindestens zehn Wellenlängen. Für praktische Anwendungen wird eine Spaltbreite bevorzugt, die weit über solch ein Minimum bzw. eine Spaltbreite von 10 µm hinausgeht, beispielweise kann die Spaltbreitebreite wenigstens 1 mm sein.
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2 zeigt das Leuchtelement 100 in einer zweiten Position, in der einige der Reflektorelemente 121 zum Auskoppeln von Licht aus dem Lichtleiter 130 mit dem Lichtleiter 130 in Kontakt stehen.
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Dadurch, dass die Deckschicht 110, die Trennschicht 140 und der Lichtleiter 130 flexibel sind, ist das Leuchtelement 100 durch Druck auf die Deckschicht 110 aus der ersten Position in die zweite Position überführbar. Der Druck kann mittels eines druckausübenden Elements 300, im gezeigten Beispiel eines Fingers, ausgeübt werden.
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Die in der zweiten Position mit dem Lichtleiter 130 in Kontakt stehenden Reflektorelemente 121 wechselwirken mit dem an der angrenzenden Deckfläche 131 des Lichtleiters gebildeten evaneszenten Feld des innerhalb des Lichtleiters 130 totalreflektierten Lichtes. Dadurch wird ein Teil des Lichtes durch frustrierte Totalreflexion aus dem Lichtleiter 130 ausgekoppelt und das so ausgekoppelte Licht 220 an dem jeweiligen Reflektorelement 121 in eine Richtung reflektiert, die im Wesentlichen einer zu der Lateralrichtung senkrechten Normalrichtung (z-Richtung im abgebildeten Koordinatensystem) entspricht oder jedenfalls eine Komponente entlang der Normalrichtung aufweist. Das an der Reflektorschicht 120 reflektierte ausgekoppelte Licht 220 wird durch die Deckflächen 131 des Lichtleiters 130, die Trennschicht 140 und die Deckschicht 110 in den Fahrzeuginnenraum transmittiert.
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Die Deckschicht 110, die Trennschicht 140 und der Lichtleiter 130 sind über den Bereich der durch Druck auf die Deckschicht 110 erzielbaren Verformung elastisch, so dass in der zweiten Position eine Rückstellkraft in Richtung der ersten Position wirkt. Das Leuchtelement 100 ist somit dazu eingerichtet sein, bei Nachlassen des Drucks in die erste Position zurückzukehren. Das Leuchtelement 100 kann auf diese Weise den Ort einer gegenwärtigen Berührung durch das druckausübende Element 300 durch Emission des in der zweiten Position ausgekoppelten Lichts 220 anzeigen bzw. aufleuchten lassen.
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Das in 3 gezeigte Leuchtelement 100' unterscheidet sich von dem in 1 und 2 gezeigten Leuchtelement 100 darin, dass die Deckschicht 110, die Trennschicht 140 und der Lichtleiter 130 schersteif und biegesteif ausgeführt sind. 3 zeigt das Leuchtelement 100' in seiner zweiten Position, die aufgrund des durch das druckausübende Element 300 auf die Deckschicht 110 ausgeübten Drucks eingenommen wird. Aufgrund der Scher- und Biegesteifigkeit der Deckschicht 110, der Trennschicht 140 und des Lichtleiters 130 stehen in der zweiten Position alle Reflektorelemente 121 zum Auskoppeln von Licht aus dem Lichtleiter 130 mit dem Lichtleiter 130 in Kontakt. Anders als bei dem in 1 und 2 gezeigten Leuchtelement 100 wird das ausgekoppelte Licht 220 daher nicht nur in der unmittelbaren Umgebung des Orts der gegenwärtigen Berührung durch das druckausübende Element 300, sondern über den gesamten Bereich des Leuchtelements 100' emittiert.
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Das in 3 gezeigte Leuchtelement 100' kann ein Segment eines größeren, segmentierten Leuchtelements sein, wobei mehrere starre Segmente aus jeweils einem scher- und biegesteifen Bereich von Deckschicht, Trennschicht und Lichtleiter gebildet werden, wobei jedes der Segmente durch Druck auf die Deckschicht aus der ersten Position in die zweite Position überführbar sind. Die starren Segmente können von flexiblen Bereichen umgeben oder teilweise umgeben sein. Zwischen den starren Segmenten können beispielsweise flexible Bereiche von Deckschicht, Trennschicht und Lichtleiter angeordnet sein, durch die die starren Segmente miteinander verbunden sind.
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Sind solche flexiblen Bereiche vorgesehen, können diese in der zweiten Position eine Rückstellkraft in Richtung der ersten Position bereitstellen, so dass das Leuchtelement 100' dazu eingerichtet ist, bei Nachlassen des Drucks in die erste Position zurückzukehren. Es kann alternativ vorgesehen sein, dass das Leuchtelement 100' durch Druck auf die Deckschicht 110 von der ersten Position in die zweite Position und durch nochmaligen Druck auf die Deckschicht 110 von der zweiten Position in die erste Position überführbar ist. Dazu kann das Leuchtelement 100' etwa bistabile Elemente, beispielsweise Drucktaster der nachfolgend dargestellten Art, umfassen.
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Das in 4 und 5 gezeigte Leuchtelement 100" umfasst zusätzlich zu den dargestellten Bestandteilen des in 3 gezeigten Leuchtelements 100' eine Mehrzahl von bistabil einrastbaren Drucktastern (Push-Push-Tastern) 160, die als mechanische Verbindung zwischen dem Lichtleiter 130 und der Reflektorschicht 120 angeordnet sind. 4 zeigt das Leuchtelement 100" in einer ersten Position, in der die Reflektorelemente 121 von dem Lichtleiter 130 beabstandet sind. 5 zeigt das Leuchtelement 100" in einer zweiten Position, in der einige der Reflektorelemente 121 zum Auskoppeln von Licht aus dem Lichtleiter 130 mit dem Lichtleiter 130 in Kontakt stehen.
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6A und 6B zeigen detailliertere Darstellungen eines der Drucktaster 160, der eine gestreckte erste Position (6A) und eine gestauchte zweite Position (6B) einnehmen kann. Der Drucktaster umfasst einen in einer asymmetrischen Führung 161 geführten Stift 162, der durch ein elastisches Element 163, hier eine Spiralfeder, in Richtung der ersten Position vorgespannt ist. Ausgehend von der ersten Position kann der Drucktaster 160 durch Druck entlang der Normalrichtung z von der ersten Position in die zweite Position überführt werden, wobei der Stift 161 in der Führung 162 entlang eines ersten Teilpfades (Pfeil in 6A) geführt wird. Beim Nachlassen des Drucks rastet der Druckschalter 160 aufgrund der Form der Führung 162 stabil in der zweiten Position ein. Ausgehend von der zweiten Position kann der Drucktaster 160 durch erneuten Druck entlang der Normalrichtung z von der zweiten Position in die erste Position überführt werden, wobei der Stift 161 in der Führung 162 entlang eines zweiten Teilpfades (Pfeil in 6B) geführt wird. Beim Nachlassen des Drucks rastet der Druckschalter 160 aufgrund der Form der Führung 162 stabil in der ersten Position ein.
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Aufgrund der mechanischen Verbindung des Lichtleiters 130 mit der Reflektorschicht 120 mittels der Drucktaster 160 sowie der Bistabilität der Drucktaster 160 verbleibt das Leuchtelement 100" stabil sowohl in der ersten Position (4) als auch in der zweiten Position (5). Nach Ausüben von Druck auf die Deckschicht 110 leuchtet das Leuchtelement 100" daher durch das ausgekoppelte Licht auf (stabile zweite Position), bis erneut Druck und das Leuchtelement 100" somit in die stabile erste Position zurückgeführt wird.
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Um der durch das elastische Element 163 erzeugten Vorspannung der Drucktaster 160 entgegenzuwirken und die Bewegung des Lichtleiters 130, der Deckschicht 110 und der Trennschicht 140 in Bezug auf die Reflektorschicht 120 zu führen und zu begrenzen, ist die Reflektorschicht 120 mit der Deckschicht 110 zusätzlich mittels Stützelementen 170 verbunden, die durch Löcher in der Reflektorschicht 120 hindurchragen und auf deren von dem Lichtleiter 130 abgewandten Seite mit Anschlägen 171 versehen sind, die breiter als ein Durchmesser der Löcher sind.
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Auf der Deckschicht 110 sind sichtbare und tastbare Markierungen 111 angeordnet, die zum Umschalten zwischen der ersten und zweiten Position berührbare Bereiche anzeigen. Solche oder anders geartete Markierungen können auch bei anderen Ausführungsformen, etwa den Leuchtelementen 100 oder 100', optional vorgesehen sein.
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Liste der Bezugszeichen:
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- 100, 100', 100"
- Leuchtelement,
- 110
- Deckschicht,
- 111
- Markierung,
- 120
- Reflektorschicht,
- 121
- Reflektorelement,
- 130
- Lichtleiter,
- 131
- Deckfläche,
- 132
- Stirnfläche,
- 140
- Trennschicht,
- 150
- Luftspalt,
- 160
- Drucktaster,
- 161
- Führung,
- 162
- Stift,
- 163
- elastisches Element,
- 170
- Stützelement,
- 171
- Anschlag,
- 200
- Lichtquelle,
- 210
- einzukoppelndes Licht,
- 220
- ausgekoppeltes Licht,
- 300
- druckausübendes Element,
- D
- Spaltbreite,
- x, y
- Lateralrichtung,
- z
- Normalrichtung.
