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Die Erfindung betrifft ein selbsttätig verfahrbares Gerät, insbesondere selbsttätig verfahrbares Bodenstaub-Aufsammelgerät, mit einem mit Bezug auf eine zentrale Vertikalachse des Gerätes rotierenden optischen Abstandsmesser und einem in der Außenfläche ausgebildeten Anzeigebereich, der eine Leuchtanzeige erbringt, wobei in Umfangsrichtung eine Mehrzahl von Anzeigebereichen nebeneinander ausgebildet sind und wobei eine Ansteuerung der Anzeigebereiche vorgenommen ist, welche Anzeigebereiche zur Verdeutlichung eines Arbeitszustandes des Gerätes durch aufeinander folgende Aktivierung der Anzeigebereiche dienen.
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Selbsttätig verfahrbare Geräte der in Rede stehenden Art sind bekannt, so insbesondere in Form selbsttätig verfahrbarer Saug- und/oder Reinigungsgeräte zur Abreinigung von Fußböden, darüber hinaus in weiterer Ausgestaltung als selbsttätig verfahrbare Transportgeräte oder Rasenmähgeräte. Diese Geräte verfügen in der Regel über einen Anzeigebereich, insbesondere angeordnet in einer Außenfläche des Gerätes, welcher Anzeigebereich zufolge Aufleuchten bspw. Statusinformationen des Gerätes anzeigt. Dem Benutzer des Gerätes ist so eine optische Anzeige gegeben, um sich bspw. über den aktuellen Status des Gerätes zu informieren. Insbesondere selbsttätig verfahrbare Bodenreinigungsgeräte weisen komplexe Applikationen auf, die eine Vielzahl von Betriebszuständen einnehmen können, welche weiter auch eine Vielzahl von Fehlern unterliegen können. Über den Anzeigebereich kann dem Benutzer auf graphische Art und Weise Informationen über den Zustand des Gerätes übermittelt werden. Bekannte Lösungen sehen hierzu typischerweise Sieben-Segment-Anzeigen, Flüssigkristallanzeigen oder einzelne LEDs vor. Diese bekannten Lösungen erweisen sich als unergonomisch und nicht intuitiv verständlich. Etwaige Textnachrichten, bspw. auf Flüssigkristallanzeigen, sind für den Benutzer schwierig abzulesen, wenn sich dieser nicht unmittelbar über dem Gerät befindet. Zur besseren Ablesbarkeit muss der Benutzer sich in den meisten Fällen zum Gerät hin bücken.
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Aus den Veröffentlichungen
JP 2002-345703 A ,
DE 600 05 946 T2 und
US 2007/0250212 A1 sind des Weiteren Geräte bekannt, bei welchen Arbeitszustände des Gerätes durch ein Blinken von Anzeigebereichen angezeigt werden. Beispielsweise kann so eine Störungsanzeige durch Blinken von Anzeigebereichen, wie Anzeigelampen, erfolgen.
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Im Hinblick auf den vorbeschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Gerät der in Rede stehenden Art insbesondere hinsichtlich der Anzeige verbessert auszugestalten.
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Diese Problematik ist zunächst und im Wesentlichen dadurch gelöst, dass zur Symbolisierung einer Rundum-Abstandsmessung in Umfangsrichtung hintereinanderliegende Anzeigebereiche nacheinander aufleuchten und/oder dass eine Fahrbewegung des Gerätes durch wechselndes Aufleuchten der Anzeigebereiche in der der Fahrrichtung entsprechenden Radialausrichtung symbolisiert wird. Bevorzugt bilden die Mehrzahl von Anzeigebereichen auf der Au-ßenfläche des Gerätes kontinuierlich oder alternativ erst bei deren Aktivierung ein Muster auf der Außenfläche des Gerätes. Jeder Anzeigebereich kann hierbei bevorzugt unabhängig von den weiteren Anzeigebereichen aktiviert, d.h. zum Leuchten gebracht werden. So können durch zeitlich versetzte Ansteuerung der Anzeigebereiche bewegte Muster erzeugt werden, welche bewegten Muster weiter bevorzugt dazu verwendet werden, um Informationen bspw. über den Betriebszustand des Gerätes zu übermitteln. Das so geschaffene Anzeigesystem wird dazu verwendet, Betriebszustände durch zeitliche und örtliche Variationen des Leuchtverhaltens der einzelnen Anzeigebereiche für den Benutzer in intuitiver Art und Weise zu symbolisieren. So kann bspw. ein Fehlerzustand des Gerätes durch gleichzeitiges, schnelles und hart moduliertes Blinken aller Anzeigebereiche symbolisiert werden. Insgesamt ist zufolge der vorgeschlagenen Lösung eine Informationsübermittlung an den Benutzer zufolge Ansteuerung einer Mehrzahl von nebeneinander ausgebildeten Anzeigebereichen in Form eines Musters gegeben, das vom Benutzer auch dann leicht erkennbar ist, wenn sich dieser nicht unmittelbar am Gerät aufhält, entsprechend weiter auch auf Entfernung wahrnehmbar ist. Durch die in Umfangsrichtung nebeneinander ausgebildeten Anzeigebereiche kann bei einem Gerät mit einem rotierenden optischen Abstandsmesser erfindungsgemäß die Funktion „Rundum-Abstandsmessung“ des Gerätes dadurch symbolisiert werden, dass in Umfangsrichtung die hintereinanderliegenden Anzeigebereiche nacheinander aufleuchten. Die dargestellte Gerätefunktion ist für den Benutzer sofort verständlich.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruchs 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruchs 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
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So ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass die Anzeigebereiche zusammengefasst angeordnet sind, weiter bevorzugt in Umfangsrichtung eine in sich geschlossene oder zumindest halbwegs geschlossene Anzeigefläche anbietend. Diesbezüglich besteht die Möglichkeit, einzelne Segmente, insbesondere Anzeigebereiche auszulassen, um so Platz zu schaffen bspw. für Bedienfelder, Ladekontakte, Absaugstutzen usw. Dennoch ergibt sich für den Benutzer zumindest subjektiv eine annähernd geschlossene Anzeigefläche.
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Die Anzeigebereiche sind in einer Ausgestaltung in Umfangsrichtung nebeneinander im Bereich einer umlaufenden Gehäusewandung des Gerätes ausgebildet. Bevorzugt wird eine Ausgestaltung, bei welcher die Anzeigebereiche auf einer Oberseite des Gerätes ausgebildet sind, weiter bevorzugt auf einer ebenen, insbesondere in Betriebsstellung zum zu befahrenen Boden parallelen Ebene. Es ergibt sich entsprechend ein mit Bezug auf eine zentrale Vertikalachse des Gerätes, um welche in einer möglichen Ausgestaltung ein Abstandssensor rotiert, ein konzentrisches Muster von Anzeigebereichen. Diesbezüglich sind auch insbesondere unter zentraler Durchsetzung der zentralen Geräte-Vertikalachse quadratische oder rechteckige Anordnungen der Anzeigebereiche denkbar. In bevorzugter Ausführung folgt die Ausgestaltung des Musters der Grundrissform des Gerätes.
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Es sind zwei oder mehr Anzeigebereiche in radialer Richtung hintereinander ausgebildet, dies in weiter bevorzugter Ausführung unter konzentrischer Anordnung von zwei oder mehr in Umfangsrichtung nebeneinander ausgebildeten Anzeigebereichen. Zur Symbolisierung eines Rundum-Scans leuchten in einer Ausgestaltung mit bspw. drei in radialer Richtung hintereinander ausgebildeten Anzeigebereichen erfindungsgemäß nacheinander in Umfangsrichtung alle radial zueinander angeordnete Anzeigebereiche auf. Eine Fahrbewegung des Gerätes wird erfindungsgemäß symbolisiert durch wechselndes Aufleuchten der Anzeigebereiche in der der Fahrrichtung entsprechenden Radialausrichtung. Auch können alle Anzeigebereiche, bspw. zur Darstellung einer Fehlermeldung, zufolge entsprechender Ansteuerung regelmäßig oder unregelmäßig abwechselnd aufleuchten.
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Die Anzeigebereiche sind in einer Ausgestaltung in Form einer kreisringförmigen oder kreisringabschnittförmigen Fläche zusammengefasst, weiter bevorzugt derart, dass sich außenflächenseitig des Gerätes gegeneinander abgegrenzte, flächige Leuchtbereiche ergeben. Die Abgrenzung ist in einer Ausgestaltung scharf, d.h. es liegt eine auch für den Benutzer sichtbare, deutliche Trennung der einzelnen Anzeigebereiche vor.
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In alternativer Ausgestaltung ist der Anzeigebereich durch einen auf einer zusammenhängenden Fläche erscheinenden Lichtfleck gegeben, so insbesondere zufolge Projektion gegen die Außenfläche als diffus erscheinender Lichtfleck, wobei in Umfangsrichtung und/ oder in Radialrichtung nebeneinander angeordnete Anzeigebereiche bzw. Lichtflecke, wie weiter bevorzugt, einander überlappend ausgebildet sein können. Bevorzugt bilden diese Lichtflecke bzw. die zu aktivierenden Lichtflecke ein Muster auf der Außenfläche des Gerätes, wobei jeder einzelne dieser Lichtflecke unabhängig von den anderen zum Leuchten gebracht werden kann.
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In bevorzugter Ausgestaltung leuchtet ein Anzeigebereich mit einer einzigen Farbe auf, alternativ in unterschiedlichen Farben. Durch entsprechende Wahl der aktiven Farbe kann die Anzeige des Betriebszustandes unterstützt werden, bspw. eine rote Farbe für einen Fehlerzustand und eine grüne Farbe für den ordnungsgemäßen Betriebszustand. Die einzelnen Anzeigebereiche sind entweder ganz ein- oder ausschaltbar (digitale Schaltung) oder über mehrere Helligkeitsstufen dimmbar. Beide Möglichkeiten werden bevorzugt ebenfalls dazu benutzt, um die Anzeige des Betriebszustandes zu unterstützen. Bspw. kann ein schnelles, digital geschaltetes Blinken einen Fehlerzustand anzeigen. Ein langsames Dimmen zwischen hell und dunkel kann dem Benutzer anzeigen, dass ein ordnungsgemäßer Betriebszustand vorliegt. Zum Dimmen der Anzeigebereiche wird in einer Ausgestaltung der Betriebsstrom oder die Betriebsspannung des Leuchtmittels geregelt. Es bietet sich diesbezüglich auch an, eine Ansteuerung über eine Pulsweitenmodulation vorzunehmen.
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Bevorzugt werden Lichtquellen verwendet, die genauso groß sind wie die auszuleuchtenden Anzeigebereiche. Verwendet werden können diesbezüglich Elektrolumineszenz-Folien, LEDs oder flächige OLED-Elemente. LEDs oder OLEDs können monochrom sein oder mehrfarbig, z.B. RGB-LEDs. Zur Erzeugung etwaiger Überlappungen sind die flächigen Lichtquellen überlappend angeordnet. Bevorzugt werden diesbezüglich Punktlichtquellen. Entsprechend werden bevorzugt Lichtquellen verwendet, die im Vergleich zur Größe des auszuleuchtenden Anzeigebereiches punktförmig sind. Gleichzeitig machen die Bauraumbedingungen bspw. in selbsttätig verfahrbaren Geräten eine flache Bauform nötig. Verwendet werden können hier LEDs oder Glühlampen. Auch durch Lichtleiter umgelenkte Lichtquellen sind diesbezüglich denkbar. Insbesondere bei Ausleuchten der Anzeigebereiche mit LEDs sind diese auf einer Leiterplatte unterhalb des Anzeigebereiches angeordnet, wobei die Problematik mittels einer Punktlichtquelle ein flächiges Feld auszuleuchten dadurch gelöst ist, dass die Lichtquelle, die im Inneren des Gerätes sitzt (also von außen betrachtet hinter der Geräteaußenfläche), die Geräteaußenfläche mittels eines der Lichtquelle zugeordneten optischen Elements zur Strahlumformung anstrahlt. Bevorzugt ist hierfür eine Linse vorgesehen. Dieses optische Element umfängt bevorzugt den lichtabgebenden Bereich der Lichtquelle vollständig. Hierbei formt das optische Element, insbesondere die Linse, die Charakteristik des abgestrahlten Lichtes so um, dass die Lichtquelle, insbesondere die LED in der Ebene der Außenfläche im Anzeigebereich einen Lichtfleck ausleuchtet, der einen deutlich größeren Durchmesser besitzt als die Lichtquelle selbst. Auch ohne Linse projiziert die Lichtquelle einen kreisförmigen Lichtfleck auf der Außenfläche des Gerätes, der jedoch deutlich kleiner ist als bei Zwischenschaltung einer Linse, so dass für den gleichen Durchmesser ein größerer Abstand zwischen Anzeigebereich und Lichtquelle, bspw. LED erforderlich wäre, was zu einem größeren Bauraum führt.
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Durch Verwendung einer LED mit kreisförmiger Abstrahlung, einer rotationssymmetrischen Linse und einer koaxialen Anordnung von Linse und LED wird ein kreisförmiger Lichtfleck erreicht. Weiter kann auch eine nicht rotationssymmetrische Linse (bspw. mit einem Zylinderanteil), eine LED mit einer nicht kreisförmigen Charakteristik oder eine versetzte Anordnung verwendet werden, so dass beliebig geformte Lichtflecke entstehen, so weiter bspw. Ellipsen- oder Freiformkonturen.
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An der Geräteaußenfläche befindet sich bevorzugt an der Innenseite eine Diffusorschicht (Mattscheibe). Diese bewirkt, dass das ausgekoppelte Licht diffus abgestrahlt wird, so dass der Benutzer die einzelnen Strukturpunkte nicht erkennen kann. In vorteilhafter Ausführung wird die Diffusorschicht durch eine Lackierung der Gerätewandung gebildet; auch erfüllt eine raue Oberfläche diese Funktion. Diese kann bspw. dadurch erzeugt werden, dass die Gerätewand spritzgegossen wird und die entsprechende Fläche im Werkzeug aufgeraut wird.
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Durch Verwendung kleiner LEDs, bspw. in SMD-Technologie, kann eine insgesamt sehr flache Lösung erzielt werden. Werden mehrere LEDs mit ihren Linsen dicht nebeneinander positioniert, so überlappen sich die ausgeleuchteten Lichtflecke.
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In bevorzugter Ausführung werden die Linsen auf einer Leiterplatte positioniert. Es bietet sich an, die Linsen auf der Leiterplatte mit Hilfe von Fügeelementen, welche Teil der Linse sind, zu befestigen. Bevorzugt werden die Linsen in Kunststoffspritzguss hergestellt, weiter bevorzugt unter Verwendung von Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polystyrol (PS) oder einem vergleichbaren transparenten Kunststoff. Es bietet sich an, zusätzlich zu den optischen Flächen weitere Formelemente mit anzuformen, bspw. Auflageflächen der Linsen auf der Leiterplatte oder Befestigungsmittel, wie bspw. Schnapphaken.
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Durch entsprechende Formung der Linsen werden rotationssymmetrische Lichtflecke erzeugt. Durch alternative Ausformung der Linsen ist eine nicht rotationssymmetrische Abstrahlcharakteristik erreichbar. Neben runden Fleckformen können entsprechend auch bspw. ellipsenförmige, polygonale oder sternförmige Bereiche ausgeleuchtet werden. Auch eine Begrenzung durch Freiformlinien ist möglich. Bevorzugt werden Formen gewählt, welche symmetrisch sind oder einer anderen technischen Regel folgen. Es sind diesbezüglich auch unsymmetrische oder regellose Formen denkbar.
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Alternativ wird zur Lösung der Problematik, mit einer Punktlichtquelle ein flächiges Feld auszuleuchten, zwischen der Punktlichtquelle (LED) und dem Anzeigebereich ein Lichtleiter eingesetzt. Dieser nimmt das von der Punktlichtquelle abgegebene Licht auf, leitet es in Richtung der Anzeigefläche und verteilt es gleichmäßig über die Anzeigefläche. So ist bevorzugt eine seitlich abstrahlende LED (Side-LED) vorgesehen, die in einen plattenförmigen Lichtleiter einspeist, welcher Lichtleiter den Grundriss einer auszuleuchtenden Au-ßenfläche aufweist.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt:
- 1 ein selbsttätig verfahrbares Gerät in Form eines Bodenstaub-Aufsammelgerätes in perspektivischer Darstellung, eine erste Ausführungsform der Ausbildung von Anzeigebereichen betreffend;
- 2 eine schematische Vertikalschnittdarstellung durch einen Anzeigebereich mit einer seitlich abstrahlenden LED und einem dem Anzeigebereich zugeordneten Lichtleiter;
- 3 in perspektivischer Darstellung Einzelsegmente von Lichtleitergruppen;
- 4 Zusammenbaudarstellungen der Lichtleitergruppen zur Bildung eines geschlossenen, kreisringförmigen Lichtleiterbauteils;
- 5 eine der 1 entsprechende Darstellung, jedoch eine alternative Ausführung der Anzeigebereiche betreffend;
- 6 den schematischen Vertikalschnitt durch einen Anzeigebereich gemäß 5;
- 7 eine der 6 entsprechende Darstellung, jedoch eine weitere Ausführungsform betreffend.
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Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu
1 ein Gerät 1 in Form eines Bodenstaub-Aufsammelgerätes, weiter in Form eines selbsttätig verfahrbaren Haushalts-Saugroboters. Dieses besitzt ein Chassis, welches unterseitig, dem zu pflegenden Boden 2 zugewandt, elektromotorisch angetriebene Verfahrräder 3 sowie bevorzugt eine über die Unterkante des Chassisbodens hinausragende, gleichfalls elektromotorisch angetriebene Bürste trägt. Das Chassis ist überfangen von einer Gerätehaube 4, wobei das Gerät 1 einen kreisförmigen Grundriss aufweist. Bezüglich der Ausgestaltung des Gerätes 1 als Bodenstaub-Aufsammelgerät wird bspw. auf die
DE 102 42 257 A1 verwiesen.
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Die Elektroversorgung der einzelnen Elektrokomponenten des Gerätes 1, wie für den Elektromotor der Verfahrräder 3, für den Elektroantrieb der Bürste, ggf. für ein Sauggebläse und darüber hinaus für die weiter vorgesehene Elektronik in dem Gerät 1 zur Steuerung desselben sowie weiter bevorzugt zur Anzeige von Arbeitszuständen des Gerätes erfolgt über einen nicht dargestellten, wieder aufladbaren Akkumulator.
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Das Gerät 1 ist erfindungsgemäß mit einer Abstands-/Hindernisserkennung in Form eines berührungsfrei arbeitenden Sensors 5 versehen, aufweisend eine Lichtstrahl-Aussendevorrichtung und eine Lichtstrahl-Empfangsvorrichtung. Dieser Sensor 5 ist oberseitig der Gerätehaube 4 des Gerätes 1 angeordnet und um eine vertikale Achse x, welche zugleich die Zentralvertikalachse des Gerätes 1 darstellt, drehbar. Der Sensor 5 besteht bevorzugt aus einem Triangulationssystem, mittels welchem eine Rundum-Abstandsmessung (über 360° um die Achse x, Pfeil r in 1) durchgeführt werden kann.
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Auf der bevorzugt im Betriebszustand des Gerätes 1 ebenen parallel zum Boden 2 ausgerichteten Oberseite 6 der Gerätehaube 4 sind in einem konzentrischen Muster zur Vertikalachse x eine Mehrzahl von Anzeigebereichen 7 vorgesehen. Diese sind in drei konzentrischen Kreisen nebeneinander und scharf getrennt voneinander angeordnet, wobei mit Bezug zu einem Kreissegment die hier vorgesehenen Anzeigenbereiche 7 zugleich auch in radialer Richtung hintereinander angeordnet sind.
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In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein durchgehendes Muster gezeigt, d.h. die Oberseite 6 des Gerätes 1 ist durchgängig ausgenutzt zur Anordnung von Anzeigebereichen 7.
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Alle Anzeigebereiche 7 sind einzeln aktivierbar, d.h. sind jeweils einzeln aktivierbar und deaktivierbar, wobei der aktivierte Zustand eines Anzeigebereiches 7 ein Aufleuchten desselben herbeiführt.
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Das so geschaffene Anzeigesystem wird bevorzugt dazu verwendet, Betriebszustände durch zeitliche, örtliche und/oder farbliche Variationen des Leuchtverhaltens der einzelnen flächigen Anzeigebereiche 7 für den Benutzer in intuitiver Art und Weise zu symbolisieren, dies zufolge entsprechender, bevorzugt programmgesteuerter Ansteuerung der einzelnen Anzeigebereiche 7. So kann bspw. eine Verfahrbewegung des Gerätes 1 in Verfahrrichtung a durch ein wechselndes Aufleuchten der in radialer Richtung hintereinander angeordneten Anzeigebereiche 7 in Verfahrrichtung a symbolisiert werden. Ein Fehlerzustand des Gerätes 1 kann durch ein schnelles und hart moduliertes Blinken aller Anzeigebereiche 7 gleichzeitig oder abwechselnd, weiter bspw. auch in unregelmäßigen Intervallen symbolisiert werden. In 1 sind drei Anzeigebereiche 7, die einen Mittelpunktstrahl des Musters bilden, aktiviert, d.h. sie leuchten auf.
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Leuchten jeweils die drei in Radialrichtung hintereinander geschalteten Anzeigebereiche 7 in Umfangsrichtung betrachtet nacheinander auf, so ergibt sich für den Benutzer intuitiv eine rotierende Bewegung auf der Oberseite 6 des Gerätes 1. Diese Botschaft ist bevorzugt mit dem Betriebszustand „Abscannen der Umgebung“ verknüpft, symbolisiert entsprechend die Rotationsbewegung des Sensors 5. Bevorzugt ist hierdurch eine rotierende Leuchtanzeige entsprechend der Rotation des Sensors 5 in Pfeilrichtung r.
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Jeder einzelne Anzeigebereich 7 kann entweder ganz ein- oder ausgeschaltet werden oder über mehrere Helligkeitsstufen gedimmt werden. Beide Möglichkeiten können ebenfalls benutzt werden, um die Anzeige des Betriebszustands zu unterstützen.
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In 2 ist in einer schematischen Vertikalschnittdarstellung ein Anzeigebereich 7 gezeigt. Unterseitig der Außenfläche 8 (Oberseite 6) ist eine Leiterplatte 9 vorgesehen. Diese weist bevorzugt neben weiteren Ansteuerungsbauteilen eine seitlich abstrahlende LED 10 auf, welche in einen zwischen Leiterplatte 9 und Außenfläche 8 angeordneten Lichtleiter 11 abstrahlt. Dieser ist plattenförmiger Gestalt und weist einen dem auszuleuchtenden Feld entsprechenden Grundriss auf, weiter bevorzugt einen kreisringabschnittförmigen Grundriss. Der Lichtleiter 11 ist an seiner Unterseite 12 mit einer Bedruckung oder Strukturierung, bspw. in Form von Kalotten, Pyramiden oder sonstigen Strukturelementen versehen, die so ausgelegt ist, dass durch diese Struktur Licht in gleichmäßiger Leuchtedichte in Richtung Oberseite 13 des Lichtleiters 11 reflektiert wird. An der Oberseite 13 befindet sich eine Diffusorschicht 21, welche der bevorzugt transparenten Gerätewand 25 zugewandt ist. Auch die umgekehrte Anordnung ist diesbezüglich möglich. Auch kann der Lichtleiter 11 in einer Aussparung der Gerätewand 25 einliegen, wobei die Oberseite 13 des Lichtleiters 11 in der Ebene der Außenfläche 8 verläuft. Die Diffusorschicht 21 bewirkt, dass das ausgekoppelte Licht diffus abgestrahlt wird, so dass der Benutzer die einzelnen Strukturpunkte nicht sehen kann. An den übrigen freien Seiten des Lichtleiters befindet sich eine Reflektorschicht, welche austretendes Licht wieder in das System rückreflektiert. Auch an der Unterseite 12 des Lichtleiters 11 ist bevorzugt eine Reflektorschicht vorgesehen.
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In weiterer Ausgestaltung wird die Diffusorschicht 21 durch eine Lackierung der Wandungsinnenseite der Gerätewand 25 gebildet, auch erfüllt eine raue Oberfläche diese Funktion.
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Durch Verwendung kleiner LEDs, z.B. in SMD-Technologie, und flacher Lichtleiter 11 kann eine insgesamt sehr flache Bauform erzielt werden.
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In vorteilhafter Ausführung werden die Reflektorflächen der Seiten eines jeden Lichtleiters 11 durch einen Halterahmen 14 gebildet. Jeder Halterahmen 14 trägt drei in radialer Richtung hintereinander angeordnete Lichtleiter 11, die jeweils kreisringsegmentartig ausgebildet sind. Der Halterahmen 14 ist hierzu aus einem Material gebildet, welches das verwendete Licht möglichst gut reflektiert. Diesbezüglich besteht weiter die Möglichkeit, Lichtleiter 11 und Halterahmen 14 als Zwei-Komponenten-Kunststoffteile herzustellen.
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In weiter bevorzugter Ausführung wird die Reflektorschicht an der Unterseite 12 des Lichtleiters 11 dadurch erzeugt, dass der Lichtleiter 11 auf der Leiterplatte 9 aufliegt, welche an der Auflagestelle mit einer Farbe bedruckt ist, die das verwendete Licht möglichst gut reflektiert.
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In weiter bevorzugter Ausführung ist die LED 10 allseitig bis auf die Einkoppelstelle in den Lichtleiter 11 abgeschirmt, damit Falschlicht, welches nicht in den Lichtleiter 11 eingekoppelt werden soll, nicht zu einem unerwünschten lokalen Aufleuchten (Hotspot) führt. Weiter kann diese Abschirmung durch eine Aussparung im vorbeschriebenen Halterahmen 14 erzeugt sein, in welche die LED 10 eingesetzt ist.
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Eine mögliche Ausführungsform einer Zwei-Komponenten-Lösung ist in 3 dargestellt. Gezeigt sind drei radial zueinander ausgerichtete Lichtleiter 11, welche an einem gemeinsamen Halterahmen 14 angespritzt sind. Der Halterahmen 14 ist weiß eingefärbt, um als Reflektor dienen zu können. Dieser besitzt auf der der Leiterplatte 9 zugewandten Seite Ausnehmungen 15, welche die seitlich abstrahlenden LEDs 10 aufnehmen können. Die Ausnehmungen 15 bilden gleichzeitig die vorbeschriebene optische Abschirmung der LEDs 10. Die Lichtleiter 11 besitzen im Bereich ihrer freien Stirnflächen Haltenasen 16, die den LEDs 10 abgewandt sind. Diese greifen in Aussparungen 17, welche der Halterahmen 14 an seiner den Lichtleitern 11 abgewandten Seite aufweist. Es ist somit möglich, einen bevorzugt in sich geschlossenen Ring aus Lichtleiter-Segmenten aufzubauen. In dieser Konfiguration dient der Halterahmen 14 gleichzeitig als optischer Reflektor für die Stirnseiten der Lichtleiter 11. Die Strukturierung oder Bedruckung der Unterseite der Lichtleiter 11 ist nicht dargestellt. Eine vormontierte Ausführungsform ist in 4 dargestellt. Weiter besitzt jeder Halterahmen 14 unterseitig Rastnocken 18. Mit diesen sind die Halterahmen 14 bevorzugt auf der Leiterplatte 9 festlegbar, wonach sich die Einzelsegmente, bestehend aus jeweils einem Zwei-Komponenten-Teil mit einem Halterahmen 14 und drei Lichtleitern 11, sich über die Haltenasen 16 und Aussparungen 17 gegenseitig halten. Die Festlegung an der Leiterplatte 9 kann in vorteilhafter Ausführung auch als Rasthaken oder Schraubdome ausgeführt sein.
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In 5 ist ein Gerät 1 in perspektivischer Darstellung gezeigt, mit oberseitigen Anzeigebereichen 7 in weiterer Ausführungsform. Hierbei werden auf der Oberseite 6 des Gerätes 1 diffus ineinander übergehende Lichtflecke 19 projiziert. Bevorzugt bilden diese Lichtflecke 19 ein Muster auf der Oberseite 6, wobei bevorzugt jeder einzelne dieser Lichtflecke 19 unabhängig von den anderen zum Leuchten gebracht werden kann. Durch zeitlich versetzte Ansteuerung der Lichtflecke 19 können bewegte Muster erzeugt werden, welche weiter dazu verwendet werden, um Informationen zu übermitteln.
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Die Oberseite 6 des Gerätes 1 wird durch im Gerät 1 liegende Lichtquellen angestrahlt, welche so beschaffen sind, dass die angestrahlten Anzeigebereiche 7 die Lichtflecke 19 ergeben. Diese können einzeln ein- und ausgeschaltet werden. Durch eine zeitlich variierende Beschaltung der Lichtflecken 19 können bewegte Muster (bspw. Gesten) erzeugt werden, welche einen bestimmten Betriebszustand darstellen können, so bspw. Normalbetrieb oder Störung. In 5 ist ein durchgängiges Muster auf der Oberseite 6 dargestellt, wobei nicht aktivierte, im aktiven Zustand Lichtflecke 19 erzeugende Anzeigebereiche 7 in strichpunktierter Darstellung wiedergegeben sind. Aktivierte Lichtflecke 19 sind schraffiert dargestellt.
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In 5 sind einige der Lichtflecke 19 aktiviert, d.h. sie leuchten auf. Zufolge Nacheinanderaufleuchten von Lichtflecken 19 (jeweils ein Lichtfleck 19 oder eine Mehrzahl von zusammenhängenden Lichtflecken 19) in Umfangsrichtung ergibt sich eine quasi rotierende Bewegung der Lichtflecke 19 um die Vertikalachse x des Gerätes 1, woraus der Benutzer unmittelbar die Information gewinnt, dass das Gerät 1 sich derzeit im Abtastmodus befindet.
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Das so geschaffene Anzeigesystem wird bevorzugt dazu verwendet, Betriebszustände durch zeitliche, örtliche und/oder farbliche Variationen des Leuchtverhaltens der einzelnen, bevorzugt überlappenden Lichtflecke 19 für den Benutzer in intuitiver Art und Weise zu symbolisieren. So kann eine Fahrbewegung des Gerätes 1 durch ein wechselndes Aufleuchten der Lichtflecke 19 in Fahrtrichtung symbolisiert werden, so weiter zumindest annähernd durch abwechselndes Aufleuchten von in Radialrichtung hintereinander angeordneten, ggf. sich überlappenden Lichtflecken 19.
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Zur Erzeugung der Lichtflecke 19 können flächige Lichtquellen verwendet werden, die genau so groß sind wie die auszuleuchtenden Anzeigebereiche 7. Verwendet werden können hier Elektrolumineszenz-Folien, LEDs oder flächige OLED-Elemente, wobei LEDs oder OLEDs monochrom oder auch mehrfarbig sein können, weiter bspw. in Form von RGB-LEDs. Zur Erzeugung der Überlappung sind solche flächigen Lichtquellen überlappend angeordnet.
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Bevorzugt werden Lichtquellen, die im Vergleich zur Größe des auszuleuchtenden Anzeigebereiches 7 bzw. zur Größe des zu erzeugenden Lichtfleckes 19 punktförmig sind. Hier finden insbesondere LEDs 10 Verwendung. Die Problematik, dass mit einer Punktlichtquelle (hier LED 10) ein flächiges Feld (Lichtfleck 19) zum Leuchten gebracht werden soll, ist dadurch gelöst, dass die Lichtquelle (LED 10), welche im Inneren des Gerätes überfangen von der Gerätehaube 4 sitzt, die bevorzugt transparente Gehäusewand 25 -hier der Oberseite 6- mittels eines der LED 10 zugeordneten optischen Elements in Form einer Linse 20 zur Strahlformung anstrahlt. Diese Linse 20 umfasst bevorzugt den lichtabgebenden Bereich der LED 10 vollständig.
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Gemäß der Darstellung in 6 ist die LED 10 auf einer zu der zugewandten Innenwandung der Gerätewand 25 distanziert angeordneten Leiterplatte 9 befestigt. Diese LED 10 strahlt Licht in ein strahlumformendes Element ein, welches optisch die Funktion einer Linse 20 erfüllt. Letztere formt die Charakteristik des abgestrahlten Lichtes so um, dass die LED 10 in der Ebene der Hauben-Oberseite 6 einen Lichtfleck 19 ausleuchtet, der einen deutlich größeren Durchmesser besitzt als die LED 10.
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Durch Verwendung einer LED 10 mit kreisförmiger Abstrahlung, einer rotationssymmetrischen Linse 20 und einer koaxialen Anordnung von Linse 20 und LED 10 wird ein kreisförmiger Lichtfleck 19 erreicht. Alternativ kann jedoch auch eine nicht rotationssymmetrische Linse 20 (bspw. mit einem Zylinderanteil), eine LED 10 mit einer nicht kreisförmigen Charakteristik oder eine versetzte Anordnung verwendet werden, so dass beliebig geformte Lichtflecke entstehen, so bspw. Ellipsen oder Freiformkonturen. So können weiter neben runden Fleckformen auch ellipsenförmige, polygonale oder sternförmige Lichtflecke 19 erzeugt werden. Bevorzugt werden Formen gewählt, welche symmetrisch sind oder einer anderen technischen Regel folgen, wobei weiter jedoch auch unsymmetrische oder regellose Formen denkbar sind.
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An der insgesamt bevorzugt transparenten Gehäusewand 25 im Bereich der Oberseite 6 ist bevorzugt an der Innenseite eine Diffusorschicht 21 (Mattscheibe) vorgesehen. Diese bewirkt, dass das ausgekoppelte Licht diffus abgestrahlt wird, so dass der Benutzer die einzelnen Strukturpunkte nicht erkennen kann. In bevorzugter Ausgestaltung wird die Diffusorschicht 21 durch eine Lackierung der Gerätewand gebildet; auch erfüllt eine raue Oberfläche diese Funktion. Dies kann bspw. dadurch erreicht sein, dass die Gerätewand 25 spritzgegossen wird und die entsprechende Fläche im Werkzeug aufgeraut wird.
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Werden mehrere LEDs 10 mit ihren Linsen 20 dicht nebeneinander positioniert, so überlappen sich die zu erzeugenden Lichtflecke 19.
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In bevorzugter Ausführung werden die Linsen 20 auf der Leiterplatte 9 positioniert. Hierzu bietet es sich an, die Linsen 20 auf der Leiterplatte 9 mit Hilfe von Fügeelementen, welche Teil der Linsen 20 sind, zu befestigen. In 6 sind hierzu Haltestifte 22 angedeutet, die in bevorzugter Ausführung mit der Leiterplatte 9 verklebt oder verstemmt sind. Auch sind diesbezüglich bspw. Schnapphaken denkbar, bevorzugt wieder in Verbindung mit Klebetechnik. Alternativ können die Linsen 20 auch auf die Leiterplatte 9 verklebt oder verschraubt sein.
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Weiter bevorzugt werden die Linsen 20 in Kunststoff-Spritzguss hergestellt. Weiter bietet sich an, zusätzlich zu den optischen Flächen weitere Formelemente mit anzuformen, so bspw. Auflageflächen der Linsen 20 auf der Leiterplatte 9 oder Schnapphaken.
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Die Ausführung gemäß 6 zeigt eine Linse 20, die zwei optisch wirksame Flächen besitzt, nämlich die Oberseite 23 und die Unterseite 24 der Linse 20. Alternativ wird vorgeschlagen, eine Linse 20 vorzusehen, die mit einer einzigen optischen Fläche auskommt. Eine solche Ausführungsform ist in 7 dargestellt.
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Die Strahlumformung findet in dieser Ausführungsform nur an der gekrümmten, der LED 10 zugewandten Eintrittsfläche (Unterseite 24) der Linse 20 statt. Die Oberseite 23 ist keine optische Fläche mehr und kann wie weiter bevorzugt plan ausgeführt werden. In der Ausführung nach 7 sitzt die der Oberseite 6 zugeordnete Gerätewand 25 direkt auf dieser planen Oberseite 23 der Linse 20 auf. Dies erhöht die Stabilität der Konstruktion. Beide Flächen können bspw. miteinander verklebt oder anderweitig fest miteinander verbunden sein. Die Funktionsfläche „Mattscheibe“ (Diffusorschicht 21) ist in dieser Ausführungsform auf der Außenseite der Gerätewand 25 vorgesehen.
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In vorteilhafter Weiterbildung können die Linse 20 und die Gerätewand 25 in einem Integralbauteil zusammengefasst sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gerät
- 2
- Boden
- 3
- Verfahrrad
- 4
- Gerätehaube
- 5
- Sensor
- 6
- Oberseite
- 7
- Anzeigebereich
- 8
- Außenfläche
- 9
- Leiterplatte
- 10
- LED
- 11
- Lichtleiter
- 12
- Unterseite
- 13
- Oberseite
- 14
- Halterahmen
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Haltenase
- 17
- Aussparung
- 18
- Rastnocken
- 19
- Lichtfleck
- 20
- Linse
- 21
- Diffusorschicht
- 22
- Haltestift
- 23
- Oberseite
- 24
- Unterseite
- 25
- Gerätewand
- a
- Verfahrrichtung
- r
- Pfeil
- x
- Vertikalachse