DE102011016429A1

DE102011016429A1 - Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung der Anzeigeschaltereinheit

Info

Publication number: DE102011016429A1
Application number: DE102011016429A
Authority: DE
Inventors: Dino DEMMA
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-10-11
Also published as: US20120257416A1; US8789989B2

Abstract

Es wird eine Anzeigeschaltereinheit (3) für ein Fahrzeug (1) mit mindestens einer ersten und einer zweiten Lichtleiterplatte (4, 5) mit randseitig angeordneten ersten und zweiten Lichtquellen (6, 7) beschrieben. Die Lichtleiterplatten (4, 5) weisen Schaltsymbole (8, 9) und Näherungssensoren (10) mit Sensorstrukturen (11) auf. Die erste Lichtleiterplatte (4) und die zweite Lichtleiterplatte (5) sind aufeinander angeordnet. Jeweils eine Sensorstruktur (11) ist zwei Schaltsymbolen (8, 9) in den beiden Lichtleiterplatten (4, 5) zugeordnet. Das Material der Schaltsymbole (8, 9) ist ein Kunststoff mit lichtsensitiven Nanopartikeln (12), das derart in den Lichtleiterplatten (4, 5) verteilt angeordnet ist, dass unter randseitiger Bestrahlung (13) die Schaltsymbole (8, 9) farbig leuchtend und dreidimensional in den Lichtleiterplatten (4, 5) sichtbar sind.

Description

Es wird eine Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug mit mindestens einer ersten und einer zweiten Lichtleiterplatte mit randseitig angeordneten ersten und zweiten Lichtquellen beschrieben.
Aus der Druckschrift EP 0 778 440 B1 ist dazu eine Farbanzeigeeinrichtung mit einem Lichtführungsteil, das ein paar miteinander verbundener keilförmige Lichtführungsplatten aufweist, bekannt. Die Lichtquellen sind in unterschiedlichen Farben jeweils so angeordnet, dass sie einem Rand jeder der keilförmigen Lichtführungsplatten gegenüberliegen. Dabei wird das Licht aus keilförmigen Lichtführungsplatten durch transparente Beschichtungen derselben aufgrund eines unterschiedlichen Brechungsindexes auf den Beschichtungen gegenüber den keilförmigen Lichtleiterplatten ausgekoppelt.
Dabei können die Beschichtungen unterschiedliche Strukturen aufweisen oder auch aus Flüssigkristallen aufgebaut sein. In einer vereinigten Farbanzeigevorrichtung werden darüber hinaus in einem Armaturenbrett Betätigungsabschnitte vorgesehen, die einen transparenten Berührungsfeldschalter aufweisen, wobei die Farbanzeigeeinrichtung auf dem transparenten Berührungsfeldschalter aufliegt, und in einem Steuerabschnitt zum Steuern des transparenten Berührungsfeldschalters und der Farbanzeigeeinrichtung eine Treiberschaltung zum Treiben des Steuerabschnitts vorgesehen ist.
Aufgrund der Struktur und dem Aufbau dieser Farbanzeigeeinrichtung können nur schichtförmige beziehungsweise flächige Schaltsymbole dem Fahrer zur Verfügung gestellt werden. Zudem sind die Schaltsymbole in Schichten zwischen den beiden keilförmigen Lichtführungsplatten gelagert, so dass eine 3D-Darstellung der Schaltsymbole praktisch unmöglich ist. Zwar kann durch unterschiedliche farbige randseitige Bestrahlung der keilförmigen Lichtführungsplatten eine Mehrfarbigkeit zwischen den Platten erreicht werden und damit auch eine Mehrfarbigkeit der dargestellten Schaltsymbole erreicht werden, jedoch bleibt es dabei, dass diese Schaltsymbole flächiger Natur sind.
Besonders für Fahrzeuge sind die Gestaltungsoptionen für Anzeigevorrichtungen auf unterschiedlich farbigen Hintergrundbeleuchtungen damit eingeschränkt, obgleich ein Bedarf der Hersteller besteht, ihre Fahrzeuge zu differenzieren und einzigartige Stil- und Gestaltungsarten besonders in Bezug auf Optik und Haptik vorzusehen. Da die verfügbaren Anzeigemöglichkeiten jahrelang begrenzt blieben, sind die Stil- und Gestaltungsmöglichkeiten zur Differenzierung und Charakterisierung von Fahrzeugen in diesem Bereich äußert eingeschränkt.
Eine Aufgabe ist es, diese Grenzen zu überwinden und eine Anzeigeschalteinheit für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigeschalteinheit zu schaffen, das die Möglichkeiten der Stil- und Gestaltungsart für derartige Anzeigevorrichtungen erweitert und den Bedienkomfort in einem Fahrzeug verbessert.
Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es wird eine Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug mit mindestens einer ersten und einer zweiten Lichtleiterplatte mit randseitig angeordneten ersten und zweiten Lichtquellen beschrieben. Die Lichtleiterplatten weisen Schaltsymbole und Näherungssensoren mit Sensorstrukturen auf. Jeweils eine Sensorstruktur ist hinter einem der Kunststoffschaltsymbole angeordnet. Die erste Lichtleiterplatte und die zweite Lichtleiterplatte sind aufeinander angeordnet. Das Material der Kunststoffschaltsymbole weist lichtsensitive Nanopartikel auf, die derart in den Lichtleiterplatten verteilt angeordnet sind, dass unter randseitiger Bestrahlung die farbig leuchtenden dreidimensionalen Schaltsymbole in den Lichtleiterplatten sichtbar sind.
Diese Anzeigeschaltereinheit hat folglich den Vorteil, dass durch das Umschalten von einer ersten Lichtquelle zu einer zweiten Lichtquelle unterschiedliche Schaltsymbole dieser Anzeigeschaltereinheit aufleuchten und somit eine höhere Vielfalt der Schaltungsmöglichkeit für den Fahrer ermöglichen. Dabei können die Lichtleiterplatten jede beliebige Grundform aufweisen, jedoch müssen mindestens zwei gegenüberliegende plane Flächen parallel zueinander stehen, wie es bei Plattenkonstruktionen üblich ist. Die Plattenoberseiten können senkrecht oder in einem bevorzugten Winkel zum Blickfeld des Fahrers ausgerichtet sein. Mit einer gezielten Anordnung der Lichterauskopplungsstrukturen in Form von Schaltsymbolen können im Herstellungsprozess Zahlen, Buchstaben, Symbole und/oder Graphiken in den einzelnen Lichtleiterplatten aufleuchten.
Dabei können die Zahlen, Buchstaben, Symbole und/oder Graphiken auch als Hohlkörperflächen oder als dicht gepackte Anhäufungen in dem Lichtleiterplattenkörper angeordnet werden. Entscheidend ist lediglich, dass sich hier das Material der Schaltsymbole von dem umgebenden Material der Lichtleiterplatten dadurch unterscheidet, dass im unbeleuchteten Zustand lichtsensitive Nanopartikel, die in dem Volumina der dreidimensionalen Schaltsymbole angeordnet sind, nicht aufleuchten und erst bei einer randseitigen Bestrahlung farbig leuchtende dreidimensionale Schaltsymbole in den Lichtleiterplatten sichtbar werden.
Somit sind die Lichtauskopplungsstrukturen in Form von Schaltsymbolen für das Auge unsichtbar, solange sie nicht beleuchtet sind, und erst bei Lichteinleitung können sie farbig aufleuchten. Je nach Bedienbedarf kann die erste oder die zweite Lichtleiterplatte als Leuchtebene mittels Lichttechnik angezeigt werden. Darüber hinaus können in den Lichtleiterplatten feine Drähte eingelassen sein, die es ermöglichen, mittels einer externen Auswerteeinheit, beispielsweise eine Kapazitätsänderung eines Kondensators in einem RC-Schwingkreis, bei Näherung beispielsweise eines Fingers einen Betätigungsvorgang auszulösen. Je nach eingeschalteter und beleuchteter Lichtleiterplatte funktioniert der Draht des jeweiligen Schaltsymbols der Lichtleiterplatte als Empfänger für einen Schaltbefehl.
Dazu können die Lichtleiterplatten zu einem Verbund zusammengefügt sein, wobei es auch möglich ist, dass jede der Lichtleiterplatten eine elektrisch transparente leitende Beschichtungsstruktur anstelle von feinen Drahtstrukturen aufweist. Der Wechsel zwischen den aufleuchtenden Leiterplatten kann mittels mindestens eines Tasters vorgenommen werden und gleichzeitig dem Benutzer durch mehrere aufleuchtende Farben angezeigt werden.
Die Lichtleiterplatte kann mit einer Grundausleuchtung jeweils beaufschlagt werden. Zusätzlich können die Schaltsymbole mit diversen Farben angestrahlt werden, damit der Benutzer optisch wahrnehmen kann, welche der Schaltsymbole beziehungsweise Schaltfunktionen aktiv beziehungsweise passiv sind. Zusätzlich kann dieser Betätigungsvorgang akustisch und/oder haptisch quittiert werden. Durch das Aufeinanderlegen von mindestens zwei Lichtleiterplatten entstehen zwei Lagen von zu schaltenden Schaltsymbolen in einem gemeinsamen Bauraum des Fahrzeugs, so dass eine Mehrzahl von Schaltsymbolen über einen Wahltaster ausgewählt werden kann, was für den Benutzer attraktiv und hochwertig ist. Darüber hinaus sind die Herstellungskosten minimal, zumal für die Sensoren eine gemeinsame Auswerteeinheit benötigt wird. Zusätzlich kann eine derartige Multilayer-Anzeigeschalteinheit im Sichtfeld des Fahrers angeordnet werden, was weitere stilistische und bauraumtechnische Vorteile bringt.
In einer weiteren Ausführungsform können die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle unterschiedliche Farben aufweisen, in denen die Schaltsymbole aufleuchten. Andererseits ist es auch möglich, dass die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle weißes Licht abstrahlen und die ersten und zweiten Schaltsymbole in der ersten und der zweiten Lichtleiterplatte bei Bestrahlung mit weißem Licht in unterschiedlichen Farben aufleuchten, was lediglich von den lichtempfindlichen Eigenschaften der in dem Volumen der dreidimensionalen Schaltsymbole enthaltenen Nanopartikel abhängt. Andererseits ist es auch möglich, für jedes einzelne Schaltsymbol mehrere unterschiedlich farbige Lichtquellen vorzusehen in Form von beispielsweise unterschiedlich farbigen Leuchtdioden.
Zur Darstellung von dreidimensionalen Schaltsymbolen in den Lichtleiterplatten können diese Schaltsymbole aus einem vorgeformten farbig aufleuchtenden Kunststoff mit im Volumen verteilten lichtempfindlichen Nanopartikeln vorbereitet sein und in die transparente Kunststoffmasse der Lichtleiterplatten eingebettet sein. Außerdem ist es möglich, jede Lichtleiterplatte mit unterschiedlichen farbigen randseitigen Lichtquellen auszustatten, die in Schaltstellungs-Anzeigefarben, wie rot, grün und gelb, die Schaltsymbole aufleuchten lassen. Dabei kann die Farbe rot einen ausgeschalteten Zustand symbolisieren, grün den Einschaltzustand und gelb den Bereitschaftszustand der Schaltsymbole kennzeichnen.
Für die Sensorstrukturen sind in einer weiteren Ausführungsform unsichtbare elektrisch leitende Schichtstrukturen vorgesehen, die mit elektrischen Anschlüssen auf einer Randseite der Lichtleiterplatten verbunden sind, so dass von außen ein entsprechender Sensorschaltkreis angeschlossen werden kann. Wie bereits oben erwähnt, können diese Strukturen so gestaltet werden, dass sie Kondensatorplattenstrukturen ähneln, so dass eine kapazitive Kopplung mit beispielsweise einem Betätigungsfinger des Fahrzeugführers den Schaltvorgang auslösen kann. Dabei können die Sensorstrukturen unterschiedlich gestaltet sein, nämlich als Streifenstruktur oder als Mäanderstruktur, und aus einer transparent elektrisch leitenden strukturierten Indiumoxid- oder strukturierten Eisenoxidbeschichtung bestehen.
Ferner ist vorgesehen, dass die Sensorstruktur eine Richtungserkennung aufweist, so dass Betriebsfunktionen wie Änderungen der Sitzheizung, der Lüftung, der Temperatur, der Klimaeinstellungen individuell für die Fahrer- und die Beifahrerseite unterschiedlich einstellbar sind.
Außerdem können eine oder mehrere Schaltungsplatinen mit der Elektronik für die Sensorstrukturen als undurchsichtige zusätzliche Lagen auf der Rückseite einer hinteren Lichtleiterplatte angeordnet sein. Ferner ist es möglich, eine dritte Lichtleiterplatte vorzusehen, die homogen verteilte lichtsensitive Nanopartikel aufweist und von ihren Randseiten aus über Lichtquellen beleuchtet wird, so dass eine Hintergrundbeleuchtung der Anzeigeeinheit möglich wird. Eine derartige Hintergrundbeleuchtung kann auf ihrer Rückseite eine Reflektorfolie aufweisen, um sicherzustellen, dass auch das nach hinten gestreute Licht durch die lichtempfindlichen Nanopartikel zu der Vorderseite der Anzeigeeinheit reflektiert wird. Außerdem kann eine derartige Lichtleiterplatte, die mit homogen verteilten lichtempfindlichen Nanopartikeln ausgestattet ist, randseitige Lichtquellen aufweisen, die für den Tagbetrieb und für den Nachtbetrieb unterschiedlich mit Strom versorgt werden, so dass bei Tagesbetrieb eine hellere Hintergrundbeleuchtung aufleuchtet als bei Nachtbetrieb.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug weist nachfolgende Verfahrensschritte auf. Zunächst werden formstabile dreidimensionale transparente Kunststoffschaltsymbole aus einer zum farbigen Aufleuchten anregbaren Kunststoffmasse hergestellt. Danach werden diese formstabilen dreidimensionalen Kunststoffschaltsymbole in mindestens eine erste und eine zweite transparente Lichtleiterplatte eingebettet. Außerdem werden auf die Lichtleiterplatten transparente elektrisch leitende Beschichtungen jeweils auf den Rückseiten aufgebracht und strukturiert zu Sensorstrukturen von Näherungssensoren. Abschließend werden die ersten und die zweiten transparenten Lichtleiterplatten mit Schaltsymbolen und Näherungsschalter-Sensorstrukturen zu einer Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug zusammengebaut. Dieser Zusammenbau kann auch in einem stoffschlüssigen Zusammenfügen bestehen, wobei üblicherweise ein transparenter Klebstoff eingesetzt wird.
Ein Einbetten von dreidimensionalen Schaltsymbolen aus Kunststoff kann mittels Eingießen der dreidimensionalen Schaltsymbole aus Kunststoff in vorgefertigte Aussparungen einer Lichtleiterplatte unter Vakuum erfolgen. Außerdem ist es möglich, die formstabilen dreidimensionalen Schaltsymbole aus Kunststoff mittels Einkleben der Schaltsymbole in vorbereitete Aussparungen einer Lichtleiterplatte herzustellen. Das Aufbringen von Sensorstrukturen der transparenten elektrisch leitenden Beschichtungen kann mittels Aufsprühen, Aufdampfen, PVD-(Physical Vapour Deposition) oder CVD-(Chemical Vapour Depositon) Verfahren und anschließendem selektivem Ätzen zu einer Sensorstruktur oder durch Laserschreiben erfolgen.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, das eine Anzeigeeinheit in einem Fahrzeugführerbereich aufweist;
2 zeigt mit den 2A und 2B schematische Querschnitte durch eine Anzeigeschaltereinheit;
3 zeigt mit den 3A und 3B schematische perspektivische Ansichten der Anzeigeschaltereinheit gemäß 2;
4 zeigt mit den 4A und 4B schematische Vorderansichten der ersten und zweiten Lichtleiterplatte mit Schaltsymbolen und mit Positionen der Näherungssensoren.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1, das eine Anzeigeschaltereinheit in einem Fahrzeugführerbereich 2, der durch einen gestrichelten Kreis markiert ist, aufweist. In dem Fahrzeugführerbereich 2 sind Komponenten und Funktionen des Fahrzeugs 1 im Innenraum 20 vorhanden, die in der Bedienreichweite des Fahrzeugführers angeordnet sind, so dass der Fahrzeugführer die Anzeigschaltereinheit von seiner Fahrerseite 18 aus bedienen kann. Außerdem ist es vorgesehen, dass auch der Beifahrer von seiner Beifahrerseite 19 aus einen Zugriff auf die Anzeigeschaltereinheit hat.
2 zeigt mit den 2A und 2B schematische Querschnitte durch eine Anzeigeschaltereinheit 3. Dabei werden mit den 2A und 2B zwei unterschiedliche Betriebszustände der neuen Anzeigeschaltereinheit 3 gezeigt. In der 2A ist eine erste Lichtleiterplatte 4 der Anzeigeschaltereinheit 3 aktiv und in der 2B ist eine zweite Lichtleiterplatte 5 aktiv. Zwischen der ersten und der zweiten Lichtleiterplatte 4 und 5 sind für beide Lichtleiterplatten 4 und 5 gemeinsam wirksame Näherungssensoren 10 angeordnet, die der Auslösung von Schaltfunktionen beim Annähern einer Hand dienen.
Die Anzeigeschaltereinheit 3 ist dazu aus den mindestens zwei transparenten Lichtleiterplatten 4 und 5 aufgebaut, wobei die erste Lichtleiterplatte 4 als vordere Lichtleiterplatte vorgesehen ist und eine Vorderseite 26 aufweist, während die zweite Lichtleiterplatte 5 mit ihrer Vorderseite 27 die Rückseite 28 der vorderen Lichtleiterplatte 4 kontaktiert, soweit diese Seiten 27 und 28 frei von Sensorstrukturen der dazwischen angeordneten Näherungssensoren 10 sind. Die zweite hintere Lichtleiterplatte 5 weist eine Rückseite 29 auf, die in dieser Ausführungsform bereits auch die Rückseite der Anzeigeschaltereinheit 3 darstellt.
An dieser Rückseite 29 der Anzeigeschaltereinheit 3 können jedoch weitere Platten und Platinen angeordnet sein, um beispielsweise eine Elektrik mit Steuerschaltungen, Treiberschaltkreisen u. a. für die Anzeigeschaltereinheit 3 aufzunehmen. Auch kann auf der Rückseite 29 der Anzeigeschaltereinheit 3 eine Reflektorfolie angeordnet sein, um den Leuchteffekt von lichtempfindlichen Nanopartikeln 12 zu verstärken.
Derartige lichtempfindliche Nanopartikel 12 sind ausschließlich in dem Volumen von in den 2A bzw. 2B gezeigten dreidimensionalen Schaltsymbolen 8 bzw. 9 vorhanden und streuen randseitig eingekoppeltes Licht derart, dass die in den Lichtleiterplatten 4 bzw. 5 unsichtbar eingebetteten Schaltsymbole 8 bzw. 9 aufleuchten. Erst durch die randseitig angeordneten strahlenden Lichtquellen 6 bzw. 7 werden die in den Lichtleiterplatten 4 bzw. 5 eingebetteten Schaltsymbole 8 bzw. 9 sichtbar.
In dieser Ausführungsform sind wie 2A zeigt, in der vorderen ersten Lichtleiterplatte 4 die Schaltsymbole 8 und in der hinteren zweiten Lichtleiterplatte 5 nicht sichtbare Schaltsymbole eingebettet. Ein Schaltsymbol 8 der ersten Lichtleiterplatte 4 wird in 2A von einer an einer unteren Randseite 21 der Lichtleiterplatte 4 angeordneten ersten Lichtquelle 6 mit einer Bestrahlung 13 zum Aufleuchten angeregt, so dass die lichtempfindlichen Nanopartikel 12 des Schaltsymbols 8 aufleuchten, so dass das Schaltsymbol 8 in Pfeilrichtung A auf der Vorderseite 26 sichtbar wird. Die Schaltsymbole, die in der hinteren zweiten Lichtleiterplatte 5 angeordnet sind, bleiben dabei weiterhin unsichtbar.
Dieses Aufleuchten in Pfeilrichtung A durch die lichtempfindlichen Nanopartikel 12 des Schaltsymbols 8, das im unbeleuchteten Zustand nicht sichtbar ist, wird in 2A durch eine erste Lichtquelle 6 mit Hilfe von Leuchtdioden 17 erreicht, die an der unteren Randseite 21 der Lichtleiterplatte 4 angeordnet sind und über ein Schaltelement 45 mit einer Stromquelle 30 verbunden sind. Die Bestrahlung 13 durch die Lichtquelle 6 mit Hilfe von Leuchtdioden 17 erfolgt somit von einer der Randseiten der ersten Lichtleiterplatte 4 aus, und aufgrund der lichtempfindlichen Nanopartikel 12 in dem Schaltsymbol 8 wird dieses Licht in Pfeilrichtung A auf die Vorderseite 26 der Anzeigeeinheit 3 gestreut. Die Lichtquelle 6 könnte alternativ auch an einer oberen Randseite 22 angeordnet sein.
Der zwischen der ersten Lichtleiterplatte 4 und der zweiten Lichtleiterplatte 5 eingebettete Näherungssensor 10 ist über einen elektrischen Anschluss 25 mit einer Steuerelektronik oder einer Treiberelektrik verbunden. Dieser Näherungssensor ist kapazitiv bzw. mit einem LC-Schwingkreis der Steuerelektronik gekoppelt, so dass durch Annäherung einer Hand oder eines Fingers eine Resonanzfrequenz kapazitiv verändert wird und damit eine Schaltfunktion des Schaltsymbols 8 aktiviert oder ausgelöst werden kann.
Während in 2A das Schaltsymbol 8 der vorderen ersten Lichtleiterplatte 4 über die Lichtquelle 6 als ”schaltbereit” in Pfeilrichtung A aufleuchtet, wird in 2B gezeigt, dass nach Umschalten der Stromquelle 30 mit Hilfe des Anschlusses 25 nun das Schaltsymbol 9 der hinteren Lichtleiterplatte 5 in Richtung auf die Vorderseite 26 in Pfeilrichtung A aufleuchtet. Dabei bleiben die Schaltsymbole der vorderen ersten Lichtleiterplatte 4 nahezu unsichtbar.
Mit dem Aufleuchten des Schaltsymbols 9 wird die Bereitschaft gezeigt, dass nun die Schaltfunktion des Schaltsymbols 9 der hinteren zweiten Lichtleiterplatte 5 durch den gleichen Näherungssensor 10 ausgelöst oder aktiviert werden kann. Ein derartiger Näherungssensor 10 ist folglich nicht nur in der Mitte zwischen den beiden Lichtleiterplatten 4 und 5 angeordnet, sondern kann je nach Schaltstellung des Anschlusses 25 die Schaltfunktionen eines vorderen oder eines hinteren Schaltsymbols 8 bzw. 9 auslösen oder aktivieren. Demnach ist raum- und materialsparend für jeweils ein Paar von Schaltsymbolen in der ersten und der zweiten Lichtleiterplatte 4 bzw. 5 jeweils ein Näherungssensor 10 vorzusehen, wie es die nächstfolgenden Figuren zeigen.
3 zeigt mit den 3A und 3B schematische perspektivische Ansichten der Anzeigeschaltereinheit 3 gemäß 2. Außerdem ist gegenüber der unteren Randseite 21 der Anzeigeschaltereinheit 3 eine Platine 44 angeordnet mit ersten Lichtquellen 6 und zweiten Lichtquellen 7, die jeweils die untere Randseite 21 einer Lichtleiterplatte 4 bzw. 5 beleuchten können. In dieser in 3A gezeigten Version sind jeweils drei Leuchtdioden für die dreidimensionalen Schaltsymbole 8 mit der Farbe rot durch die farbige Lichtquelle 14, mit der Farbe magenda durch die farbige Lichtquelle 15 und grün durch die farbige Lichtquelle 16 vorgesehen.
Somit können diese farbigen Lichtquellen 14 bis 16 die Schaltsymbole 8 in der ersten Lichtleiterplatte 4 in diesen drei Farben zum Aufleuchten bringen, wobei die rote Lichtquelle 14 signalisiert, dass die Schaltfunktion des Schaltsymbols 8 nicht eingeschaltet ist, die magenda Lichtquelle 15 symbolisiert, dass das Schaltsymbol schaltbereit ist und die grüne Lichtquelle 16 symbolisiert, dass die Schaltfunktion des Schaltsymbols 8 in einem eingeschalteten Zustand ist.
Entsprechend werden farbige Beleuchtungsstrahlen von den jeweils drei Lichtquellen 14, 15 und 16 pro Schaltsymbol auf der Platine 44 zur Verfügung gestellt und wie die 3A zeigt, ist von den Schaltsymbolen 8 lediglich das Abblendlicht eingeschaltet, das Fernlicht ist ausgeschaltet, die Rückscheinwerfer und Nebelschlussleuchte sind in Bereitschaft, die Stand- und Fahrzeugbeleuchtung ist eingeschaltet, während eine automatische Scheinwerferaktivierung ausgeschaltet ist. Da die Schaltsymbole der hinteren zweiten Lichtleiterplatte 5 in 3A nicht von den zweiten Lichtquellen 7 bestrahlt werden, bleiben sie unsichtbar.
Mit 3B werden die hinteren Schaltsymbole 9 der hinteren Lichtleiterplatte 5 aktiviert, so dass die Leuchthöhe des Abblendscheinwerfers mit Hilfe der Schaltsymbole – und + verändert werden kann, oder es kann mit Hilfe von Schaltsymbolen – oder + die Armaturenbrettbeleuchtung gesteuert werden oder es ist möglich, die Innenbeleuchtung ein- oder auszuschalten.
Dazu können mit Hilfe der zweiten Lichtquellen 7 eine hintere Reihe von Leuchtdioden mit jeweils drei Lichtquellen 14, 15 und 16 pro Schaltsymbol 9 aufleuchten und die Schaltsymbole in der zweiten Lichtleiterplatte 5 unterschiedlich farbig aufleuchten lassen, so dass mit den gleichen Näherungsschaltern 10, wie sie bereits in 3A gezeigt werden, die Schaltfunktionen der hinteren Schaltsymbole 9 aktiviert werden können. Welche Schaltfunktion gerade aktiviert ist, kann anhand der dargestellten Bestrahlung 13 erkannt werden. Um eine Aktivierung der Schaltfunktionen zu erreichen, ist es nicht ausreichend, die Schaltsymbole 8 bzw. 9 aufleuchten zu lassen, vielmehr muss parallel eine Treiber- oder Aktivierungsschaltung auf die elektrischen Anschlüsse 25 der Näherungssensoren 10 einwirken.
4 zeigt mit den 4A und 4B schematische Vorderansichten der ersten und zweiten Lichtleiterplatte 4 und 5 mit Schaltsymbolen 31 bis 43 und mit Positionen der Näherungssensoren 10. Dabei können die Näherungssensoren 10 jeweils zwei Schaltsymbole 8 bzw. 9 der vorderen Lichtleiterplatte 4, wie in 4A gezeigt, oder der hinteren Lichtleiterplatte 5, wie in 4B gezeigt, aktivieren. Damit wird die Anzahl der erforderlichen Näherungssensoren 10 im Prinzip halbiert. In 4A sind beispielsweise sechs Schaltsymbole 8 vorgesehen, die über entsprechend sechs Sensorstrukturen 11 betätigbar sind.
Die Näherungssensoren 10 weisen dazu mäanderförmige Sensorstrukturen 11 auf, jedoch sind auch streifenförmige Sensorstrukturen möglich, die wiederum ihrerseits eine Mäanderform oder eine Bandform aufweisen können. Derartige Strukturen können strukturierte elektrisch leitende durchsichtige Beschichtungen aus Indiumoxid oder Eisenoxid aufweisen. Es ist aber auch möglich, zwischen den beiden Lichtleiterplatten 4 und 5 dünne Drähte mäanderförmig einzulegen und diese beispielsweise wie hier auf dem unteren Rand aus dem Bereich zwischen den Leiterplatten 4 und 5 herauszuführen und mit Anschlüssen 25 zu versehen.
Mit 4A werden in den sechs Positionen der Schaltsymbole zunächst mit dem Schaltsymbol 31 ein automatischer Lichtschalter gezeigt, der aktiviert werden kann, um dafür zu sorgen, dass die Scheinwerfer des Fahrzeugs bei Dunkelheit automatisch eingeschaltet werden. Mit dem Schaltsymbol 32 kann die Stand- bzw. Begrenzungsbeleuchtung des Fahrzeugs aktiviert werden. Mit dem Schaltsymbol 33 wird das Abblendlicht ein- und ausgeschaltet sowie mit dem Schaltsymbol 34 das Fernlicht betätigt wird oder sein Schaltzustand durch die oben erwähnten Schaltfarben bestätigt wird. Die Schaltsymbole 35 und 36 ermöglichen es, eine Nebelschlussleuchte bzw. einen Nebelscheinwerfer zu aktivieren.
Die Schaltfunktionen der Schaltsymbole der ersten Lichtleiterplatte 4 können deaktiviert werden, indem auf die hintere Lichtleiterplatte 5 umgeschaltet wird, wie es die 4B zeigt. In 4B ist es vorgesehen, dass dieselben Näherungssensoren 10 wie in 4A weitere Schaltfunktion der Schaltsymbole 9 aktivieren können. Dazu ist in 4B das Schaltsymbol 38 zu sehen, das kenntlich macht, dass mit dem Schaltsymbol 37, einem Pluszeichen, und dem aufleuchtenden Schaltsymbol 39, einem Minuszeichen, die Leuchthöheneinstellung des Abblendlichtes, wie es das Schaltsymbol 38 zeigt, verändert werden kann. Die nächsten beiden Näherungssensoren 10 sind wiederum mit einem Plus-Schaltsymbol 41 und einem Minus-Schaltsymbol 42 ausgestattet, mit denen die Helligkeit der Instrumentenbeleuchtung variiert werden kann. Schließlich kann auch die Innenbeleuchtung mit Hilfe des Schaltsymbols 43 ein- oder ausgeschaltet oder variiert werden. Derartige Schaltsymbolfunktionen können beliebig erweitert werden. Dieses hängt nur von der Größe der aufeinander geschichteten Lichtleiterplatten ab.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeugführerbereich
3: Anzeigeschaltereinheit
4: Lichtleiterplatte
5: Lichtleiterplatte
6: Lichtquelle
7: Lichtquelle
8: Schaltsymbole
9: Schaltsymbole
10: Näherungssensor
11: Sensorstruktur
12: Nanopartikel
13: Bestrahlung
14: Lichtquelle
15: Lichtquelle
16: Lichtquelle
17: Leuchtdiode
18: Fahrerseite
19: Beifahrerseite
20: Innenraum
21: Randseite
22: Randseite
25: Anschluss
26: Vorderseite
27: Vorderseite
28: Rückseite
29: Rückseite
30: Stromquelle
31: Schaltsymbol
32: Schaltsymbol
33: Schaltsymbol
34: Schaltsymbol
35: Schaltsymbol
36: Schaltsymbol
37: Schaltsymbol
38: Schaltsymbol
39: Schaltsymbol
40: Schaltsymbol
41: Schaltsymbol
42: Schaltsymbol
43: Schaltsymbol
44: Platine
45: Schaltelement
A: Pfeilrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0778440 B1 [0002]

Claims

Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug (1) aufweisend: – Mindestens eine erste Lichtleiterplatte (4) mit einer randseitig angeordneten ersten Lichtquelle (6); – Mindestens eine zweite Lichtleiterplatte (5) mit einer randseitig angeordneten zweiten Lichtquelle (7) ; – Schaltsymbole (8), die in der ersten Lichtleiterplatte (4) angeordnet sind,; – Schaltsymbole (9), die in der zweiten Lichtleiterplatte (5) angeordnet sind; – Näherungssensoren (10) mit Sensorstrukturen (11); wobei die erste Lichtleiterplatte (4) und die zweite Lichtleiterplatte (5) aufeinander angeordnet sind, und wobei jeweils eine Sensorstruktur (11) Schaltsymbolen (8, 9) in beiden Lichtleiterplatten (4, 5) zugeordnet ist, und wobei das Material der Schaltsymbole (8, 9) einen Kunststoff mit lichtsensitiven Nanopartikeln (12) aufweist, der derart in den Lichtleiterplatten (4, 5) verteilt angeordnet ist, dass unter randseitiger Bestrahlung (13) die Schaltsymbole (8, 9) farbig leuchtend und dreidimensional in den Lichtleiterplatten (4, 5) sichtbar sind.
Anzeigeschaltereinheit nach Anspruch 1, wobei die erste Lichtquelle (6) und die zweite Lichtquelle (7) unterschiedliche Farben aufweisen, in denen die Schaltsymbole (8, 9) aufleuchten.
Anzeigeschaltereinheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die erste Lichtquelle (6) und die zweite Lichtquelle (7) weißes Licht abstrahlen und die ersten und zweiten Schaltsymbole (8, 9) in der ersten und der zweiten Lichtleiterplatte (4, 5) bei Bestrahlung mit weißem Licht in unterschiedlichen Farben aufleuchten.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dreidimensionalen Schaltsymbole (8, 9) einen vorgeformten farbig aufleuchtenden Kunststoff mit im Volumen verteilten lichtempfindlichen Nanopartikeln (12) aufweisen und in die transparente Kunststoffmasse der Lichtleiterplatten (4, 5) eingebettet sind.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Lichtleiterplatte (4, 5) unterschiedlich farbige randseitige Lichtquellen (6, 7) aufweist, die in Schaltstellungs-Anzeigefarben, wie rot, grün und gelb die Schaltsymbole aufleuchten lassen.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Lichtleiterplatten (4, 5) als Lichtquellen (6, 7) randseitig angeordnete Leuchtdioden (17) aufweisen.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorstrukturen (11) unsichtbare elektrisch leitende Schichtstrukturen aufweisen und mit elektrischen Anschlüssen (25) auf einer Randseite (21) der Lichtleiterplatten (4, 5) verbunden sind.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorstrukturen (11) Kondensatorstrukturen aufweisen.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorstruktur (11) eine Streifenstruktur oder eine Mäanderstruktur aus einer transparenten elektrisch leitenden strukturierten Indiumoxid- oder strukturierten Eisenoxidbeschichtung ist.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorstruktur (11) eine Richtungserkennung aufweist, so dass Betriebsfunktionen wie Änderungen der Sitzheizung, der Lüftung, der Temperatur, der Klimaeinstellungen individuell für die Fahrer-(18) und die Beifahrerseite (19) unterschiedlich einstellbar sind.
Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine oder mehrere Schaltungsplatinen mit der Elektronik für die Sensorstrukturen (11) als undurchsichtige zusätzliche Lage auf der Rückseite einer hinteren Lichtleiterplatte (5) angeordnet sind.
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeschaltereinheit (3) für ein Fahrzeug (1), das folgende Verfahrensschritte aufweist: – Herstellung von formstabilen dreidimensionalen transparenten Schaltsymbolen (8, 9) aus einer zum farbigen Aufleuchten anregbaren Kunststoffmasse, die lichtempfindliche Nanopartikel aufweist; – Einbetten der formstabilen dreidimensionalen Schaltsymbole (8, 9) aus Kunststoff in mindestens eine erste und eine zweite transparente Lichtleiterplatte (4, 5); – Aufbringen einer transparenten elektrisch leitenden Beschichtung auf eine Rückseite (28) der vorderen ersten transparenten Lichtleiterplatten (4); – Strukturieren der Beschichtung zu Sensorstrukturen (11) von Näherungssensoren (10); – Zusammenbauen der ersten und zweiten transparenten Lichtleiterplatte (4, 5) mit Schaltsymbolen (8, 9) und Sensorstrukturen (11) zu einer Anzeigeschaltereinheit (3) für ein Fahrzeug (1).
Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein Einbetten von dreidimensionalen Schaltsymbolen (8, 9) aus Kunststoff mittels Eingießen der dreidimensionalen Schaltsymbole (8, 9) in vorgefertigte Aussparungen einer Lichtleiterplatte (4, 5) unter Vakuum erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Einbetten der formstabilen dreidimensionalen Schaltsymbole (8, 9) aus Kunststoff mittels Einkleben der Schaltsymbole (8, 9) in vorbereitete Aussparungen einer Lichtleiterplatte (4, 5) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Aufbringen und Strukturieren der transparenten elektrisch leitenden Beschichtung für Sensorstrukturen (11) mittels Aufsprühen, Aufdampfen, PVD- oder CVD-Verfahren und anschließendem selektivem Ätzen zu einer Sensorstruktur (11) oder durch Laserschreiben erfolgt.