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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Beleuchtungseinrichtungen und insbesondere betrifft sie eine Beleuchtungseinrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Lichtquelle gegen elektrische Entladung zu schützen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Beleuchtungsanordnung offenbart, die eine Schaltung oder eine flexible Schaltung umfasst. Die Schaltung ist dazu konfiguriert, in einer Platte, die einen Hohlraum definiert, der eine Öffnung ausbildet, angeordnet zu sein. Die Schaltung umfasst eine Lichtquelle (oder -einrichtung), die mit einem Steuergerät in Kommunikation steht, und einen freiliegenden leitfähigen Teil, der leitend mit einem Isolieranschluss verbunden ist. Der freiliegende leitfähige Teil ist nahe der Öffnung orientiert und stellt einen Pfad für eine elektrische Entladung bereit, um die Lichtquelle und assoziierte Schaltkreise gegen die elektrische Entladung zu schützen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine dynamische Beleuchtungsvorrichtung offenbart, die eine Schaltung umfasst. Die Schaltung kann von festem oder biegsamem Aufbau sein und umfasst mehrere Lichtquellen nahe einem ersten Kantenteil und einen freiliegenden geerdeten Leiter nahe einem zweiten Kantenteil. Die Schaltung umfasst ferner ein Steuergerät, das mit jeder der mehreren Leuchten in Kommunikation steht. Die Schaltung ist dazu konfiguriert, in einer Platte angeordnet zu sein, die eine längliche Wanne ausbildet, und der freiliegende geerdete Leiter ist nahe einer Öffnung orientiert, die durch die Wanne gebildet wird, um die Schaltung gegen ESD zu isolieren.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltungsanordnung offenbart, die mehrere Lichtquellen nahe einem ersten Kantenteil umfasst. Jede Leuchte der mehreren Leuchten steht einzeln und/oder in Gruppen mit einem Steuergerät in Kommunikation. Die Schaltungsanordnung umfasst ferner einen freiliegenden leitfähigen Teil, der mit einem Isolationsanschluss verbunden ist, der sich nahe einem zweiten Kantenteil erstreckt. Die Schaltungsanordnung ist dazu konfiguriert, in einer Wanne angeordnet zu sein, die eine Öffnung nahe dem zweiten Kantenteil umfasst, so dass die ESD von den mehreren Leuchten weg gerichtet ist.
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Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden vom Fachmann bei Lektüre der folgenden Beschreibung, Ansprüche und angehängten Zeichnungen verstanden und gewürdigt.
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In den Zeichnungen:
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ist 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrgastraums eines Fahrzeugs;
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ist 2 eine Querschnittsansicht einer Platte eines Fahrzeugs, die einen Hohlraum ausbildet, zur Darstellung einer Querschnittsansicht einer zusammengebauten Beleuchtungseinrichtung;
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ist 3A eine Querschnittsansicht einer Beleuchtungseinrichtung, die mehrere Linsen umfasst;
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ist 3B eine Vorderansicht einer Beleuchtungseinrichtung, die mehrere Linsen umfasst;
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ist 4 eine Detailansicht einer Beleuchtungseinrichtung zur Darstellung eines freiliegenden leitfähigen Teils zum Schutz gegen elektrostatische Entladung und
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ist 5 ein Blockdiagramm eines Beleuchtungssystems für eine Beleuchtungseinrichtung gemäß der Offenbarung.
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Mit Bezug auf 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrgastraums 10 eines Fahrzeugs 12 gemäß der Offenbarung gezeigt. Das Fahrzeug 12 ist mit einem Beleuchtungssystem ausgerüstet, zum Beispiel einem dynamischen Beleuchtungssystem, das mehrere Leuchten umfasst. Das Beleuchtungssystem kann durch eine Beleuchtungseinrichtung implementiert sein, die eine feste oder flexible/biegsame Schaltung umfasst, die in einer Anzahl von Hohlräumen 14 durch den Innenraum des Fahrzeugs 12 hindurch angeordnet ist. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Beleuchtungssystem dazu implementiert sein, Allgemeinbeleuchtung für den Fahrgastraum 10 des Fahrzeugs 12 bereitzustellen. Das Beleuchtungssystem ist dazu konfiguriert, ein kontinuierliches Hintergrundglühlicht, das entlang einer Länge jeder der Hohlräume 14 emittiert wird, bereitzustellen. Die Allgemeinbeleuchtung, die von dem Beleuchtungssystem bereitgestellt wird, kann dazu verwendet werden, verschiedene Innenraumbeleuchtungsmerkmale bereitzustellen. Beispielsweise kann das Beleuchtungssystem dynamische Beleuchtung bereitstellen, die dazu implementiert werden kann, einen optischen Effekt von beweglicher Beleuchtung durch den Fahrgastraum 10 hindurch zu erzeugen.
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Die dynamische Beleuchtung, die von dem Beleuchtungssystem bereitgestellt wird, kann dazu verwendet werden, verschiedene optische Effekte zu erzeugen, die in dem Fahrgastraum 10 eine optisch ansprechende Ästhetik bereitstellen können. Das Beleuchtungssystem kann als Reaktion auf mehrere Fahrzeugsteuerungen oder -eingaben verschiedene Beleuchtungsausgabefunktionen bereitstellen. Das Beleuchtungssystem kann mittels eines Zentralsteuergeräts, das mit den Fahrzeugeingängen in Kommunikation steht, gesteuert werden. Eine dynamische Beleuchtungsfunktion des Beleuchtungssystems kann als Reaktion darauf, dass sich eine Fahrzeugtür 18 des Fahrzeugs 12 öffnet oder schließt, auf einen Verschließ- oder Aufschließvorgang, ein Fahrzeugzündungs- oder Abschaltereignis oder beliebige andere Ereignisse, die beim Einsteigen und Betrieb des Fahrzeugs 12 auftreten können, aktiviert werden.
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Dynamische Beleuchtung kann sich auf Licht beziehen, das von einer oder mehreren Lichtquellen emittiert wird, um ein Dimmen, Aufhellen oder jegliche sequenzielle Aktivierung von Lichtquellen in einer Reihenfolge bereitzustellen. Dynamische Beleuchtung kann sich ebenso auf eine andere beliebige Form von Licht beziehen, das von mehreren Lichtquellen emittiert wird, die dazu konfiguriert sind, die Helligkeit oder Farbe zu ändern oder mehrere Leuchten in verschiedenen Positionen über Zeit aufleuchten zu lassen. Zum Beispiel kann das Beleuchtungssystem dadurch implementiert werden, dass dynamische Beleuchtung bereitgestellt wird, die sich als Reaktion auf ein Fahrzeugzündereignis von einer Lenksäule 20 durch die Hohlräume 14 und um den Fahrgastraum 10 herum zu bewegen scheint. Bei diesem Beispiel wird die Bewegung der dynamischen Beleuchtung durch die Pfeile 22 demonstriert. Das Beleuchtungssystem ist dazu konfiguriert, verschiedene Vorteile bereitstellen, darunter kosteneffektive Implementierungen von dynamischer Beleuchtung unter Beibehaltung eines robusten Betriebs, darunter Schutz gegen elektrostatische Entladung (ESD).
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Verschiedene moderne Beleuchtungssysteme implementieren Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquellen. LEDs bieten verschiedene Vorteile, darunter Langlebigkeit und begrenzten Energieverbrauch, sind jedoch gegenüber Beschädigung durch Elektrizität, die in ihrer Nähe entladen wird, wie zum Beispiel statischer Entladung von Insassen oder von anderen Quellen, anfällig. Das vorliegend offenbarte Beleuchtungssystem stellt einen neuartigen Ansatz zur Implementierung dynamischer Beleuchtung im Fahrzeug 12 bereit, indem ein freiliegender leitfähiger Teil auf einer Schaltung nahe einer Öffnung 24 jeder der Hohlräume 14 enthalten ist. Auf diese Weise ist die Schaltung des Beleuchtungssystems derart konfiguriert, dass eine Package-Größe der Schaltung erheblich verringert ist. Ferner kann jede Beleuchtungseinrichtung, die in den Hohlräumen 14 angeordnet ist, sicher im Fahrgastraum nahe einem möglichen Bereich von ESD montiert werden, ohne die Gefahr einzugehen, dass das Beleuchtungssystem beschädigt wird.
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Nunmehr mit Bezug auf 2 ist eine Querschnittsansicht eines Hohlraums 14 in einem Fahrzeug 12 gezeigt, die eine Querschnittsansicht einer Beleuchtungseinrichtung 32 für ein Beleuchtungssystem demonstriert. In diesem Beispiel ist der Hohlraum 14 durch eine Platte 34 mit einem umgebenen Teil 35 ausgebildet. Der Hohlraum 14 kann durch einen beliebigen Teil des Fahrzeugs 12 ausgebildet sein, zum Beispiel eine Verkleidungsplatte des Fahrzeugs 12. Der umgebene Teil kann einem Teil entsprechen, der einem Benutzer des Fahrzeugs 12 nicht leicht zugänglich ist. Die Platte 34 ist derart ausgebildet, dass der Hohlraum 14 dazu konfiguriert ist, die Beleuchtungseinrichtung 32 aufzunehmen. Der Hohlraum 14 wird durch die Platte 34 ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Innenoberfläche des Fahrzeugs 12, so dass sie eine längliche Wanne ausbildet. Die längliche Wanne bildet die Öffnung 24, aus der Licht von der Beleuchtungseinrichtung 32 emittiert wird.
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Obwohl die Platte 34 im vorliegenden Beispiel eine bestimmte Gestalt zur Ausbildung des Hohlraums 14 aufweist, kann die Beleuchtungseinrichtung 32 in verschiedenen Innenraum- und/oder Außenteilen des Fahrzeugs 12 implementiert werden.
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Beispielsweise kann eine feste oder flexible Schaltung 36 ähnlich in einem Hohlraum oder in mehreren Hohlräumen, die entlang einer Dachverkleidung und entsprechenden Dachverkleidungsplatten im Fahrzeug 12 ausgebildet sind, angeordnet sein. Ähnlich kann sich die Schaltung 36 in einem Hohlraum befinden, der durch eine Platte ausgebildet wird, die sich entlang einer Kante einer Platte des Fahrzeugs 12 befindet, zum Beispiel einer Türplatte oder einer Verkleidungsplatte, die sich entlang einer Kofferraumverkleidung erstreckt. In den verschiedenen vorliegend erörterten Beispielen kann sich der Begriff Platte auf einen beliebigen Teil oder auf beliebige Teile des Fahrzeugs 12 beziehen. Ein Hohlraum kann durch eine Platte derart ausgebildet sein, dass die Beleuchtungseinrichtung 32 darin angeordnet werden kann. Der Teil bzw. die Teile des Fahrzeugs kann/können ferner eine Öffnung ausbilden, ähnlich der Öffnung 24, so dass von der Beleuchtungseinrichtung 32 emittiertes Licht durch die Öffnung nach außen treten kann und ein leuchtendes Licht bereitstellt, das von dem Hohlraum emittiert wird.
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Die Beleuchtungseinrichtung 32 umfasst die Schaltung 36, die mit einer Lichtquelle, die bei einer Ausführungsform mindestens eine Leuchtdiode (LED) 38 umfasst, in elektrischer Kommunikation steht. Die Schaltung 36 umfasst einen ersten Kantenteil 40 und einen zweiten Kantenteil 42. Die Schaltung 36 ist in dem Hohlraum 14 derart orientiert, dass der zweite Kantenteil 42 nahe der Öffnung 24 orientiert ist. Die LED 38 ist in der Darstellung mit der Schaltung 36 nahe dem ersten Kantenteil 40 verbunden. Die Schaltung 36 umfasst ferner einen leitfähigen Teil, zum Beispiel einen freiliegenden leitfähigen Teil nahe dem zweiten Kantenteil 42. Der leitfähige Teil entspricht einem Isolationsanschluss, der durch einen freiliegenden Masseanschluss der Schaltung 36 implementiert sein kann. Der leitfähige Teil ist nahe der Öffnung 24 positioniert und dazu konfiguriert, eine elektrische Entladung, zum Beispiel ESD, von der mindestens einen LED 38 weg zu leiten.
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Wie zuvor erörtert, können LEDs derart implementiert sein, dass sie verschiedene Vorteile bieten, können aber elektrischen Entladungen gegenüber anfällig sein, die Beleuchtungseinrichtungen ähnlich wie der Beleuchtungseinrichtung 32 permanenten Schaden zufügen können. Um eine Beschädigung durch lokale elektrische Entladungen zu verhindern, sind LEDs in der Regel mindestens 25 mm von einem berührbaren Gebiet weg positioniert. Ein berührbares Gebiet kann ein beliebiger Bereich oder ein beliebiges Gebiet sein, der bzw. das von einem Mitfahrer eines Fahrzeugs derart berührt werden kann, dass eine elektrische Entladung in dem Bereich stattfinden kann. Der Abstand zwischen einer LED und einem berührbaren Gebiet führt zu übermäßig großem Raumverbrauch bei der Implementierung von LEDs in Beleuchtungssystemen oder kann den bezweckten Beleuchtungseffekt stören. Die Beleuchtungseinrichtung 32 sorgt für erhebliche Reduzierung des Raumbedarfs für ein berührbares Gebiet 44, während Beschädigung der LED 38 durch lokale elektrische Entladungen verhindert wird.
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Die Beleuchtungseinrichtung 32 bietet verschiedene Vorteile, darunter eine Einschränkung einer Package-Größe und einer entsprechenden Hohlraumgröße, in dem die Beleuchtungseinrichtung 32 im Fahrzeug 12 angeordnet sein kann. Die Beleuchtungseinrichtung 32 ist dazu konfiguriert, eine elektrische Entladung nahe dem berührbaren Gebiet 44 im Fahrzeug 12 aufzunehmen und Beschädigung der mindestens einen LED 38 zu verhindern, indem ein isolierter, leitfähiger Pfad zum Leiten der elektrischen Entladung von der mindestens einen LED 38 weg bereitgestellt wird. Weitere Einzelheiten der Beleuchtungseinrichtung 32, der Schaltung 36 und anderer Komponenten der Beleuchtungseinrichtung 32 werden ausführlicher mit Bezug auf 3–5 erörtert.
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Die Beleuchtungseinrichtung 32 umfasst ferner eine erste Linse 46 und eine zweite Linse 48. Die erste Linse 46 kann eine Spreizlinse sein. Die erste Linse 46 ist dazu konfiguriert, Licht von der mindestens einen LED 38 aufzunehmen und das Licht entlang einer Länge der Platte 34 zu verbreiten. Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Linse 46 dazu konfiguriert, dass Licht entlang der Öffnung 24 des Hohlraums 14 mit konsistenter Intensität emittiert wird. Die zweite Linse 48 kann eine Streulinse sein, die dazu konfiguriert ist, das Licht von der ersten Linse 46 zu empfangen und das Licht weiter zu verbreiten oder zu streuen. Die erste und die zweite Linse 46, 48 sind derart konfiguriert, dass das Licht von der LED 38 entlang der Länge der Öffnung 24 emittiert wird, um ein sanftes gleichförmiges Umgebungsleuchten, das von der Öffnung 24 emittiert wird, bereitzustellen. Ein aus dem Hohlraum 14 emittiertes Licht 50 ist in 2 als mehrere Lichtstrahlen veranschaulicht, die vom Hohlraum 14 nach außen laufen.
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Die Schaltung 36 kann eine beliebige Leiterplatte (PCB), eine flexible oder biegsame Schaltung, flexible gedruckte Verdrahtung, Flexodruck oder flexible Schaltung oder eine andere beliebige Form von Schaltung umfassen. Die flexible Schaltung 36 kann derart konfiguriert werden, dass sie verschiedene Abmessungen aufweist, die derart konfiguriert sind, dass sie sich nach den Proportionen eines Hohlraums richten. Bei einigen Implementierungen kann die flexible Schaltung 36 dazu konfiguriert sein, dass sie einen flexiblen oder biegsamen Aufbau aufweist, so dass sich die Breite und Länge der Schaltung biegen kann und somit auch Variationen einer Länge des Hohlraums 14 berücksichtigen kann. Bei einigen Ausführungsformen kann die Schaltung 36 eine dünne, biegsame Struktur ausbilden, die verschiedene Vorteile bereitstellt, durch die die Schaltung 36 mit einem niedrigen Profil implementiert werden kann, das dazu konfiguriert ist, ein Umgebungsleuchten von der Platte 34 oder einer beliebigen Struktur, in der die Schaltung implementiert ist, zu projizieren.
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Die Schaltung 36 kann aus verschiedenen Materialien ausgebildet sein. Bei einigen Implementierungen kann die Schaltung 36 aus verschiedenen Schichten, zum Beispiel Grundschichten, Bindeschichten, Schutzschichten und leitfähigen Schichten, ausgebildet sein. Eine Grundschicht kann aus einem Grundfilm mit einer Polymerstruktur wie Polyester (PET), Polyimid (PI), Polyethylennaphthalat (PET), Polyetherimid (PEI) sowie verschiedenen Fluorpolymeren (FEP), Copolymer-Polyimid-Filmen oder anderen geeigneten Materialien ausgebildet sein. Eine Bindeschicht kann einen Bindeklebstoff oder ein Laminat umfassen, der bzw. das dazu konfiguriert ist, die leitfähigen Schichten mit einer oder mehreren Grundschichten zu verkleben und zu versiegeln. Ein Bindeklebstoff kann aus einer Polymerbasis oder einem beliebigen Material bestehen, das dazu wirkt, eine leitfähige Schicht mit einer Grundschicht zu binden. Die leitfähigen Schichten können leitfähige Elemente umfassen, die aus leitfähigen Metallfolien oder leitfähigen Druckfarben, Farben oder Filmen ausgebildet sind. Die leitfähigen Schichten können verschiedene Dicken, Materialien und Proportionen zur effektiven Leitung von elektrischem Strom für Energie oder Signale von einem Zentralsteuergerät zur Steuerung der Beleuchtung der mindestens einen LED 38 aufweisen. Die leitfähigen Elemente können eine beliebige Form von leitfähigem Material umfassen und bei einigen Implementierungen aus Kupfer, das aus einer gehämmerten Art, weichgeglühten Art, einer elektroplattierten oder einer anderen Form ausgebildet ist, bestehen. Die verschiedenen Materialien und Konstruktionen der hier offenbarten Schaltungen sind beispielhaft und sollten für die Offenbarung nicht als einschränkend betrachtet werden.
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Eine biegsame Implementierung der Schaltung 36 kann durch Anwenden von verschiedenen Herstellungstechniken und -materialien ausgebildet werden. Eine feste oder semiflexible Implementierung kann ähnlich durch Implementieren verschiedener Techniken hergestellt werden. Die Konstruktion der Schaltung kann durch eine einseitige Flexi-Schaltung, Doppelzugangs-Flexi-Schaltung, geformte Flexi-Schaltung, doppelseitige Flexi-Schaltung, mehrschichtige Flexi-Schaltung, feste Flexi-Schaltung, Polymehrdickfilm-Flexi-Schaltung oder einen anderen Schaltungstyp, einschließlich den noch nicht entwickelten, oder eine Kombination daraus implementiert werden. Die spezifische Konstruktion der Schaltung 36 kann variieren, um verschiedenen Anwendungen zu entsprechen. Die Anzahl von Schichten und bestimmte Konstruktion kann ferner in Implementierungen variieren, die die Schaltung 36 in Kombination mit zusätzlichen Systemen, integrierten Schaltungen und Datenschnittstellen, die im Fahrzeug 12 implementiert sind, anwenden.
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Die erste Linse 46 und die zweite Linse 48 können aus einem beliebigen Material hergestellt werden, das dazu wirkt, Licht zu übertragen. Die erste Linse 46 ist derart konfiguriert, dass sie eine dreieckige Profilgestalt aufweist, so dass von der LED 38 empfangenes Licht von einem schmalen oberen Teil verbreitet und durch einen erweiterten unteren Teil verteilt wird. Weitere Einzelheiten der Beleuchtungseinrichtung werden mit Bezug auf 3B erörtert. Die zweite Linse 48 kann dazu konfiguriert sein, eine geätzte, mattierte oder aufgeraute Oberfläche aufzuweisen, und/oder kann so konstruiert sein, dass sie eine Materialstruktur aufweist, die dazu konfiguriert ist, das von der ersten Linse 46 empfangene Licht zu zerstreuen. Die erste Linse 46 und die zweite Linse 48 sind dazu konfiguriert, das emittierte Licht 50 konsistent über die Länge der Öffnung 24 zu projizieren. Bei einigen Implementierungen können die erste Linse 46 und die zweite Linse 48 aus einem polymeren Material bestehen. Obwohl die erste Linse 46 und die zweite Linse 48 als diskrete Linsen der Beleuchtungseinrichtung 32 beschrieben sind, können die erste Linse 46 und die zweite Linse 48 kombiniert, zusammengeformt, unter Ausbildung einer einzigen Linse verbunden oder einstückig aus dem gleichen Material ausgebildet sein. Die einzige Linse kann dazu konfiguriert sein, von der mindestens einen LED 38 emittiertes Licht zu verbreiten und zu streuen oder, falls gewünscht, die Farbe des emittierten Lichts zu verändern.
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Nunmehr mit Bezug auf 3A und 3B sind jeweils eine Querschnittsansicht bzw. eine Vorderansicht der Beleuchtungseinrichtung 32 gezeigt. Die Querschnittsansicht der Beleuchtungseinrichtung 32, die in 3A gezeigt ist, zeigt die Schaltung 36, die mindestens eine LED 38, die erste Linse 46 und die zweite Linse 48. Die Beleuchtungseinrichtung 32 ist dazu konfiguriert, die mindestens eine LED 38 gegen elektrische Entladung zu schützen und ferner dafür zu sorgen, dass die Beleuchtungseinrichtung 32 eine kompakte Package-Größe aufweist. Bei einigen Implementierungen kann eine Tiefe D der Beleuchtungseinrichtung 32 weniger als 10 mm betragen. Eine Höhe H der Beleuchtungseinrichtung kann weniger als 20 mm betragen. Bei einer beispielhaften Implementierung beträgt die Tiefe D ungefähr 3 mm oder darunter, und die Höhe H ist ungefähr 6 mm oder darunter. Bei derartigen Implementierungen kann die Package-Größe der Beleuchtungseinrichtung 32 mit der mindestens einen LED 38 derart implementiert sein, dass diese sich weniger als 25 mm von einem möglichen berührbaren Gebiet 44 nahe dem zweiten Kantenteil 42 befindet. Dieses vorteilhafte, raumeinsparende Design kann implementiert werden, während eine Beschädigung der mindestens einen LED 38 durch Bereitstellung des leitfähigen Teils 76 nahe dem zweiten Kantenteil 42 verhindert wird.
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Die Vorderansicht der Beleuchtungseinrichtung 32, die in 3B gezeigt ist, zeigt einen zusammengebauten Teil 62 der Beleuchtungseinrichtung 32, mit der Schaltung 36 und der zweiten Linse 48. In 3B beinhaltet die Beleuchtungseinrichtung 32 Gruppierungen der ersten Linse 46 und der mindestens einen LED 38, gleichmäßig voneinander beabstandet entlang einer Länge L der Beleuchtungseinrichtung 32. Ferner steht ein Lichtsteuergerät 66 mit jeder der mindestens einen LED 38 in Kommunikation. Jedes Lichtsteuergerät ist dazu konfiguriert, das von der mindestens einen LED 38 emittierte Licht zu steuern. Bei einigen Ausführungsformen kann die Beleuchtungseinrichtung 32 eine längliche flexible Anordnung ausbilden, die dazu konfiguriert ist, Licht konsistent entlang der Länge L der Beleuchtungseinrichtung 32 zu emittieren.
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Jedes der Lichtsteuergeräte 66 steht mit einem Zentralsteuergerät mittels einer Steuerleitung in Kommunikation. Als Reaktion auf ein Signal von dem Zentralsteuergerät wirkt jedes der Lichtsteuergeräte 66 dahin, dass es das von jeder der LEDs 38 oder einer designierten Gruppe der LEDs 38 emittierte Licht steuert. Eine weitere Diskussion verschiedener Aspekte der Beleuchtungseinrichtung 32, einschließlich des Zentralsteuergeräts, der Steuerleitung und anderer verschiedener Einzelheiten sind aus Klarheitsgründen in 3B ausgelassen worden. Derartige Einzelheiten werden ausführlicher in Bezug auf 4 und 5 besprochen.
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Das von jeder der LEDs 38 emittierte Licht wird von jeder der ersten Linsen 46 empfangen und entlang der Länge L der Beleuchtungseinrichtung 32 nahe dem zweiten Kantenteil 42 verteilt. Jede der ersten Linsen 46 ist derart konfiguriert, dass sie zum Beispiel die dreieckige Profilgestalt aufweisen, so dass das von jeder der LEDs 38 empfangene Licht von einem schmalen oberen Teil 68 verbreitet und durch einen weiten unteren Teil 70 verteilt wird. Jede der ersten Linsen 46 kann derart angeordnet sein, dass ein überlappender Teil 72 zwischen jeder der benachbarten ersten Linsen 46 ausgebildet ist. Der überlappende Teil 72 ist dazu konfiguriert, sicherzustellen, dass Licht von jeder LED 38 gleichförmig zu der zweiten Linse 48 verteilt wird. Die zweite Linse 48 ist dazu konfiguriert, durch jede der ersten Linsen 46 emittiertes Licht zu empfangen und das Licht derart zu streuen, dass der überlappende Teil 72 jeder der ersten Linsen 46 gleichförmig von der Beleuchtungseinrichtung 32 emittiert wird. Bei dieser Konfiguration wirkt die Beleuchtungseinrichtung 32 dazu, Licht gleichförmig entlang der Länge L zu emittieren, so dass ein konsistentes Allgemeinleuchten von der zweiten Linse 48 erzeugt wird.
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Ein Ausschnittsteil 74 oder teilweise zusammengebauter Teil ist auch in 3B gezeigt, um zu zeigen, dass sich der leitfähige Teil 76 nahe dem zweiten Kantenteil 42 der Schaltung 36 erstreckt. Die Länge L der Schaltung 36 entspricht der Länge der Platte 34 und der entsprechenden Öffnung 24, wie in 1 und 2 gezeigt. Der leitfähige Teil 76 entspricht einem Isolationsanschluss, der durch einen freiliegenden Masseanschluss implementiert sein kann, der auf der Schaltung 36 angeordnet ist. Der leitfähige Teil 76 ist nahe dem berührbaren Gebiet 44 positioniert und ist dazu konfiguriert, eine elektrische Entladung, zum Beispiel ESD, von der mindestens einen LED 38 und der Lichtsteuergerätschaltung 66 weg zu leiten.
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Nunmehr mit Bezug auf 4 ist eine Detailansicht der Beleuchtungseinrichtung 32 und der Schaltung 36 gezeigt. Ein zusammengebauter Teil 82 der Beleuchtungseinrichtung 32 ist als Bezug gezeigt, um jede der ersten Linsen 46 und der zweiten Linse 48 zu veranschaulichen. Die Schaltung 36 ist außerdem ausführlicher als zuvor beschrieben gezeigt, indem jede der ersten Linsen 46 und die zweite Linse 48 aus Klarheitsgründen verdeckt oder entfernt wurden, wie in den teilweise zusammengebauten Teilen 84 gezeigt. Die Schaltung 36 beinhaltet jedes der Lichtsteuergeräte 66 und der LEDs 38, die sich nahe der ersten Kante 40 befinden. Jedes der Lichtsteuergeräte 66 und der LEDs 38 ist gleichförmig entlang der Länge L der Schaltung 36 beabstandet, um Licht gleichförmig von dem zweiten Kantenteil 42 entlang der Länge L der Schaltung 36 zu emittieren.
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In 4 werden weitere Einzelheiten der Schaltung 36 gezeigt, darunter auch die Steuerleitung 86, eine Systemmasseleitung 88 und eine Stromversorgungsleitung 90. Jedes der Lichtsteuergeräte 66 befindet sich mit einem Zentralsteuergerät mittels der Steuerleitung 86 in Kommunikation. Die Lichtsteuergeräte 66 werden weiterhin durch die Stromversorgungsleitung 90 und die Systemmasseleitung 88 mit Strom versorgt. Das Zentralsteuergerät ist dazu konfiguriert, jedes der Lichtsteuergeräte 66 zu steuern, um selektiv von jeder der LEDs 38 emittiertes Licht zu steuern. Ein Schaltungsdiagramm, das den Betrieb jedes der Lichtsteuergeräte 66 durch die Steuerleitung 86 beschreibt, wird in Bezug auf 5 besprochen.
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Der leitfähige Teil 76 liegt nahe dem zweiten Kantenteil 42 der Schaltung 36. Wenn der leitfähige Teil 76 in einem Hohlraum im Fahrzeug 12 angeordnet ist, ist er nahe dem berührbaren Gebiet 44 und der Öffnung 24 positioniert. Der leitfähige Teil 76 ist dazu konfiguriert, eine elektrische Entladung, zum Beispiel ESD, von der mindestens einen LED 38 weg zu leiten. Der leitfähige Teil 76 ist dazu konfiguriert, elektrische Energie nahe dem zweiten Kantenteil 42 an isolierte Masse 92 zu leiten. Als solches kann der leitfähige Teil 76 ein beliebiges leitfähiges Material umfassen, das der Umgebung nahe dem berührbaren Gebiet 44 ausgesetzt ist, um eine elektrische Entladung zu leiten. Derartige Materialien können Kupfer, Aluminium, Gold, Silber, Platin, Iridium, Kohlenstoff oder beliebige andere elektrisch leitfähige Materialien umfassen, die als freiliegende Schicht, Draht, Beschichtung oder Anschluss der Schaltung 36 ausgebildet sein können.
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5 ist ein Blockdiagramm eines Beleuchtungssystems 100, umfassend die Beleuchtungseinrichtung 32, gemäß der Offenbarung. Jedes der Lichtsteuergeräte 66 befindet sich mit dem Zentralsteuergerät 102 mittels mindestens der Steuerleitung 86 in Kommunikation. Die Lichtsteuergeräte 66 sind dazu konfiguriert, von dem Zentralsteuergerät 102 mittels der Stromversorgungsleitung 90 und der Systemmasseleitung 88 Strom zu empfangen. Jedes der Steuergeräte 66 befindet sich ferner mit der mindestens einen LED 38 in Kommunikation und ist dazu konfiguriert, die mindestens eine LED 38 als Reaktion auf mindestens ein von dem Zentralsteuergerät 102 mittels der Steuerleitung 86 empfangenes Signal zu steuern. Bei dieser Konfiguration ist das Zentralsteuergerät 102 dazu betreibbar, jede der LEDs 38 dadurch zu steuern, dass es ein Steuersignal emittiert, dass von einem spezifischen Lichtsteuergerät 104 der Lichtsteuergeräte 66 identifiziert werden kann.
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Beispielsweise steht das Zentralsteuergerät 102 mit dem spezifischen Lichtsteuergerät 104 mittels der Steuerleitung 86 in Kommunikation. Um die Beleuchtungsintensität, Farbe und/oder Frequenz oder einen anderen Aspekt der Beleuchtungseinrichtungen, die mit einem spezifischen Lichtsteuergerät 104 assoziiert sind, zu steuern, kann das Zentralsteuergerät 102 mittels der Steuerleitung 86 ein Signal, einschließlich einer Adresse oder einer Kennung oder einer Anweisung, entsprechend dem spezifischen Lichtsteuergerät 104, kommunizieren. Als Reaktion auf den Empfang der Kennung von dem Zentralsteuergerät 102 kann das Lichtsteuergerät 104 dadurch antworten, dass es eine spezifische LED 106 entsprechend der Anweisung von dem Zentralsteuergerät 102 aktiviert. Auf diese Weise ist das Zentralsteuergerät 102 dazu konfiguriert, jede der LEDs 38 des Beleuchtungssystems durch Kommunikation von Signalen mittels der Steuerleitung 86 selektiv zu aktivieren und anzusteuern, um spezifische LEDs der Beleuchtungseinrichtung 32 selektiv zu aktivieren. Ferner kann das Zentralsteuergerät dazu konfiguriert sein, mehrere Beleuchtungseinrichtungen zu steuern, die im Fahrgastraum 10 des Fahrzeugs 12 montiert sind, um verschiedene dynamische Beleuchtungssequenzen in verschiedenen Stellen des Fahrzeugs 12 auf kontrastierende oder koordinierende Weise bereitzustellen.
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Jedes Lichtsteuergerät 66 kann mindestens eine Schaltung umfassen, die dazu konfiguriert ist, die Helligkeit einer verbundenen LED (zum Beispiel der spezifischen LED 106) zu steuern. Das Lichtsteuergerät 66 umfasst eine Helligkeitssteuerschaltung, die dazu konfiguriert ist, die Helligkeit oder Intensität einer Lichtquelle als Reaktion auf das von dem Zentralsteuergerät 102 empfangene Signal einzustellen. Als Reaktion auf eine Anweisung vom Zentralsteuergerät 102 kann das Lichtsteuergerät 104 der LED 106 eine Spannung/einen Strom zuführen und die Intensität des emittierten Lichts auf der Basis eines Spannungs-/Strompegels oder eines Spannungs-/Stromsignals variieren. Das Spannungs-/Stromsignal wird der LED 106 mittels der Anschlüsse 107, die jedes der Lichtsteuergeräte 66 mit einer entsprechenden mindestens einen LED 38 verbinden, kommuniziert. Bei einigen Implementierungen kann die Intensität einer Lichtquelle durch ein Lichtsteuergerät gesteuert werden, indem das Spannungs-/Stromsignal in einem periodischen Signal variiert wird, zum Beispiel mit Pulsweitenmodulation. Als Reaktion auf eine Frequenz des periodischen Signals kann die Lichtquelle einen Lichtpegel ausgeben, der als heller oder dunkler empfunden werden kann, entsprechend schnelleren und langsameren Frequenzen oder längeren oder kürzeren Pulsweiten. Beispielsweise kann die LED-Helligkeit durch Variieren eines Arbeitszyklus der Spannung/des Stroms, um die Helligkeit oder den Intensitätspegel von von der LED emittiertem Licht zu steuern.
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Jede der mindestens einen LED 38 kann einer Gruppierung von LEDs entsprechen, zum Beispiel einem Rot-Grün-Blau(RGB)-Pixelarray, zweifarbigen LED, dreifarbigen LED, mehrfarbigen LED usw. Durch Implementieren jeder der mindestens einen LED 38 wie in einem RGB-Pixelarray kann das Zentralsteuergerät 102 dazu betreibbar sein, Anweisungen an jedes Lichtsteuergerät 66 zu senden, um ferner eine Farbe des von jeder der mindestens einen LED 38 emittierten Lichts zu steuern. Obwohl LEDs ausführlich in der vorliegenden Offenbarung besprochen werden, können andere ähnliche Lichtquellen in der vorliegend offenbarten Beleuchtungseinrichtung 32 implementiert werden. Zum Beispiel kann jede der vorliegend besprochenen mindestens einen LED 38 durch leuchtstoffbasierte LEDs, organische LEDs (OLED), Quantumpunkt-LEDs oder beliebige andere ähnliche Beleuchtungstechnologie, der ein Schutz gegen elektrische Entladung im nahen Umfeld nützlich sein kann, implementiert sein.
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Der leitfähige Teil 76, wie zuvor besprochen, liegt nahe dem zweiten Kantenteil 42 der Beleuchtungseinrichtung 32. In einer ersten Konfiguration 108 steht der leitfähige Anschluss mit dem Zentralsteuergerät 102 über eine isolierte Masse in Kommunikation. Die isolierte Masse kann eine Erdungsmasse oder ähnliche Masse umfassen, die dazu konfiguriert sind, das Zentralsteuergerät zu, die Lichtsteuergeräte 66 und die LEDs 38 gegen elektrische Entladung zu isolieren. In einer zweiten Konfiguration 110 kann der leitfähige Anschluss direkt mit einer Erdungsmasse verbunden sein, die von dem Zentralsteuergerät 102 isoliert ist. Obwohl vorliegend zwei Konfigurationen des leitfähigen Teils 76 veranschaulicht werden, können zusätzliche Konfigurationen für den leitfähigen Teil in Übereinstimmung mit dem Gedanken der Offenbarung variieren.
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Bei den verschiedenen Implementierungen der Offenbarung kann der leitfähige Teil 76 einen freiliegenden leitfähigen Anschluss nahe einem berührbaren Gebiet 44 der Beleuchtungseinrichtung 32 bereitstellen, um die mindestens eine LED 38 gegen elektrische Entladung, zum Beispiel ESD, zu schützen. Der freiliegende leitfähige Anschluss kann der Umwelt ausgesetzt sein, nahe dem berührbaren Gebiet 44, während die Steuerleitung 86, die Systemmasseleitung 88 und die Stromversorgungsleitung 90 jeweils in einem Laminat beschichtet sein können, das dazu konfiguriert ist, das leitfähige Material zu verkleben, zu isolieren und zu versiegeln. Als solches kann der freiliegende leitfähige Teil 76 einen isolierten Pfad bereitstellen, der eine elektrische Entladung von der mindestens einen LED 38 weg leitet, um Beschädigung der Beleuchtungseinrichtung 32 zu verhindern.
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Die verschiedenen vorliegend beschriebenen Einrichtungen und Systeme können dazu implementiert sein, dynamische Beleuchtung bereitzustellen, die durch ein Zentralsteuergerät zur Emission von Licht gesteuert wird. Das Zentralsteuergerät kann mehrere Beleuchtungssteuergeräte steuern, die mit LEDs gekoppelt sind, um Licht zu emittieren, das sich durch den Fahrgastraum eines Fahrzeugs zu bewegen scheint, indem konsekutive Beleuchtungseinrichtungen in Reihenfolge aktiviert werden. Die Beleuchtungssysteme und Beleuchtungseinrichtungen stellen verschiedene Vorteile bereit, darunter kosteneffektive Implementierungen dynamischer Beleuchtung, während robuster Betrieb beibehalten wird, darunter ESD-Schutz. Das vorliegend offenbarte Beleuchtungssystem bietet einen neuen Ansatz zur Implementierung dynamischer Beleuchtung in einem Fahrzeug, indem es einen freiliegenden leitfähigen Teil auf einer Schaltung nahe einer Öffnung eines Hohlraums, in dem eine Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist, umfasst. Die vorliegend offenbarten Beleuchtungseinrichtungen stellen eine erheblich reduzierte Package-Größe bereit und können in einem Fahrgastraum sicher nahe einem möglichen Bereich von ESD, ohne Risiko einer Beschädigung des Beleuchtungssystems, eingebaut werden.
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Die oben beschriebenen Einrichtungen können auf viele verschiedene Arten in vielen verschiedenen Kombinationen von Hardware, Software oder sowohl Hardware als auch Software implementiert werden. Beispielsweise können alle oder Teile des Zentralsteuergeräts 102 Schaltungen in einem Steuergerät, Mikroprozessor oder einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltungskreis (ASIC) umfassen, oder mit diskreter Logik oder Komponenten, oder einer Kombination anderer Arten von analogen und digitalen Schaltungen, kombiniert auf einer einzigen integrierten Schaltung oder verteilt über mehrere integrierte Schaltungen, implementiert werden. Die gesamte oder ein Teil der oben beschriebenen Logik kann als Anweisungen zur Ausführung durch einen Prozessor, ein Steuergerät, oder eine andere Verarbeitungseinrichtung implementiert sein und kann in einem greifbaren oder nichttransitorischen maschinenlesbarem oder computerlesbaren Medium gespeichert werden, wie zum Beispiel Flash-Speicher, Direktzugriffsspeicher (RAM) oder Nur-Lese-Speicher (ROM), löschbarem programmierbarem Nur-Lese-Speicher (EPROM) oder einem anderen maschinenlesbaren Medium.
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Es versteht sich, dass Variationen und Modifizierungen an der oben erwähnten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich weiter, dass solche Konzepte von den folgenden Ansprüchen gedeckt sein sollen, solange diese Ansprüche in ihrer Sprache nicht ausdrücklich etwas anderes aussagen.
