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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Beleuchtungsmechanismus
zum Leiten des Lichts einer Lichtquelle zu einer Beleuchtungsregion
mittels eines Lichtleiters, der in ein Bedienungsfeld oder dergleichen
integriert ist, und im Spezielleren betrifft die vorliegende Erfindung einen
Beleuchtungsmechanismus, der idealerweise bei einer Vorrichtung
mit einer Mehrzahl von Beleuchtungsregionen mit verschiedenen Beleuchtungsfarben
verwendet wird.
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2. Beschreibung des einschlägigen Standes
der Technik
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Ein
in einem Fahrzeug vorgesehenes Bedienungsfeld ist mit einem Beleuchtungsmechanismus versehen,
damit eine Bedienungseinheit und der Bereich in deren Nähe durch
das Licht einer eingebauten Lichtquelle beleuchtet werden können, um
dadurch die Sichtbarkeit an einem dunklen Ort bei Nacht oder dergleichen
zu gewährleisten.
Ein derartiger Beleuchtungsmechanismus verwendet üblicherweise
eine Lichtquelle, wie z. B. eine Lampe oder eine LED, sowie einen
Lichtleiter zum Leiten des Lichts der Lichtquelle zu einer vorbestimmten
Beleuchtungsregion.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung eines Beispiels einer herkömmlichen
Beleuchtungsmechanismus. In der Zeichnung weist ein Bedienungsfeld-Element 1 Beleuchtungsregionen
A1 und A2 um einen Bedienungsknopf 2 herum auf. Diese Beleuchtungsregionen
A1 und A2 sind dadurch gebildet, dass eine farblose transparente
Region mit einem farbigen Aufdruck versehen ist. Die relativ große Beleuchtungsregion
A1, die den Bedienungsknopf 2 umgibt, ist mit einer ersten
Beleuchtungsfarbe (z. B. einer gelblich-orangen Farbe) eingefärbt, und
die Beleuchtungsregion A2, die kleiner ist als die erstgenannte
Region A1, ist mit einer zweiten Beleuchtungsfarbe (z. B. einer
blauen Farbe) eingefärbt.
Auf einer Leiterplatte 3, die in das Bedienungsfeld-Element 1 integriert
ist, sind eine Lichtquelle 4, die hinter dem Bedienungsknopf 2 angeordnet
ist, sowie eine Lichtquelle 5 angebracht, die hinter der
Beleuchtungsregion A2 angeordnet ist, wobei die Lichtquellen seitlich
nebeneinander angeordnet sind. Ein farbloser transparenter säulenförmiger Lichtleiter 6 ist zwischen
der Lichtquelle 5 und der Beleuchtungsregion A2 vorgesehen.
Der Lichtleiter 6 ist aus einem Lichtübertragungsmaterial, wie z.
B. einem Acrylharz, gebildet, das von der Lichtquelle 5 emittiertes weißes Licht
in effizienter Weise zu der Beleuchtungsregion A2 leitet, so dass
die Beleuchtungsregion A2 mit der zweiten Beleuchtungsfarbe unter
Reflexion der durch Drucken aufgebrachten Farbe beleuchtet werden
kann. Die Lichtquelle 4 ist mit einer Farbtönungsabdeckung 4a ausgestattet,
so dass das von der Lichtquelle 4 emittierte weiße Licht
nach dem Hindurchtreten durch die Farbtönungsabdeckung 4a in
die Farbe ähnlich
der ersten Beleuchtungsfarbe geändert
wird und dann zu der Beleuchtungsregion A1 abgestrahlt wird. Auf
diese Weise kann die Beleuchtungsregion A1 durch das erste Beleuchtungslicht
beleuchtet werden, das für
die primäre
Beleuchtungsfarbe sorgt.
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Wenn
es sich bei den Beleuchtungsfarben der Beleuchtungsregionen A1 und
A2 um im Wesentlichen ähnliche
Farben handelt, ermöglichen
die durch Drucken aufgebrachten Farben eine Unterscheidung des Lichts
mit der gleichen Farbe, das von hinten aufgestrahlt wird. In der
Tat sind die Beleuchtungsfarben jedoch häufig auf solche Farben vorgegeben,
die eine klare Unterscheidung der beiden Beleuchtungsregionen A1
und A2 zulassen (wobei z. B. eine Farbe mit einer warmen Farbe vorgegeben
ist und die anderen Farbe mit einer kalten Farbe vorgegeben ist).
Aus diesem Grund ist weitgehend eine Konstruktion verwendet worden,
bei der Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Farben von der Rückseite
der Beleuchtungsregionen A1 und A2 aufgestrahlt werden, wie dies
in 3 gezeigt ist.
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Wenn
in der vorstehend beschriebenen Weise nicht das Licht mit der gleichen
Farbe auf eine Mehrzahl von Beleuchtungsregionen A1 und A2 von der
Rückseite
her aufgestrahlt werden kann, dann sind die Lichtquellen 4 und 5 her kömmlicherweise
für die
Beleuchtungsregionen A1 bzw. A2 vorgesehen worden, wobei ferner
auch die Farbtönungsabdeckung 4a und
der Lichtleiter 6 vorgesehen worden sind, wie dies in 3 gezeigt
ist. Eine derartige Konstruktion hat jedoch zu einem Problem dahingehend
geführt,
dass sie zusätzliche
Komponenten beinhaltet, wobei dies unweigerlich zu höheren Kosten des
Beleuchtungsmechanismus führt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Somit
besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines
Beleuchtungsmechanismus, der in der Lage ist, Beleuchtungslichtstrahlen
in unterschiedlichen Farben unter Verwendung der gleichen Lichtquelle
einer Mehrzahl von Beleuchtungsregionen zuzuführen, so dass sich eine Kostenreduzierung
erzielen lässt.
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Zum
Erreichen der vorstehend geschilderten Zielsetzung weist ein Beleuchtungsmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
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Die
Verwendung des Lichtleiters, der aus dem farbigen transparenten
Lichtübertragungselement
und dem farblosen transparenten Lichtleitelement gebildet ist, die
eng miteinander verbunden sind, ermöglicht eine deutliche Unterscheidung
der Beleuchtungsfarbe für
die eine Beleuchtungsregion, die durch das von einer Lichtquelle
emittierte Licht beleuchtet wird, dessen Farbe sich im Verlauf seiner Passage
durch das farbige transparente Lichtübertragungselement hindurch ändert, von
der Beleuchtungsfarbe für
eine weitere Beleuchtungsregion, die durch das von der Lichtquelle
emittierte Licht beleuchtet wird, das durch das farblose transparente Lichtleitelement
geleitet wird. Dies erlaubt eine Reduzierung der Anzahl von Lichtquellen
des Beleuchtungsmechanismus und umgeht die Notwendigkeit für die Farbtönungsabdeckung.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird der Lichtleiter vorzugsweise
durch dichromatische Formgebungstechniken gebildet. Im Spezielleren
wird als Lichtübertragungsmaterial
für das Lichtübertragungselement
ein Mate rial ausgewählt, das
eine höhere
Schmelzpunkttemperatur als das Lichtübertragungsmaterial für das zweite
Lichtleitelement aufweist (z. B. ein Polycarbonatharz für das erstgenannte
Material und ein Acrylharz für
das letztere Material). Durch Ausführen eines dichromatischen
Formvorgangs, bei dem das vorab geformte Lichtübertragungselement als Teil
einer Metallform zum Formen des Lichtleitelements verwendet wird, lässt sich
der aus diesen beiden einstückig
ausgebildeten Elementen bestehende Lichtleiter in einfacher Weise
fertigen.
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Bei
dem Lichtleiter ist es bevorzugt, dass das Lichtübertragungselement chromatisch
und transparent ist, während
das Lichtleitelement farblos und transparent ist. Im Spezielleren
weist das farblose transparente Lichtleitelement eine höhere Lichttransmission
auf, so dass das Licht der Lichtquelle, das auf die eine Endfläche des
Lichtleitelements auftrifft, selbst dann in effizienter Weise zu
der anderen Endfläche
geleitet wird, wenn der optische Weg lang ist. Andererseits führt das
farbige transparente Lichtübertragungselement
seine Farbtönungs-
bzw. Einfärbungsfunktion
aus, wenn das Licht der Lichtquelle, das auf seine Innenwandfläche auftrifft,
entlang eines kurzen optischen Weges von seiner Außenwandfläche austritt.
Diese Anordnung eliminiert die Möglichkeit
einer unzulänglichen
Helligkeit der von dem Lichtübertragungselement
beleuchteten Beleuchtungsregion.
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Wenn
in diesem Fall das farblose transparente Lichtleitelement einen
Abdeckbereich zum Abdecken der äußeren Oberfläche des
farbigen transparenten Lichtübertragungselements
sowie einen Lichtleitbereich aufweist, der von dem Abdeckbereich
weg ragt, und wenn eine aus dem Abdeckbereich und dem Lichtübertragungselement
gebildete Laminatkonstruktion mit einer Aussparung für die Verbindung
zwischen dem Innenraum, in dem die Lichtquelle angeordnet ist, und
einem äußeren Raum versehen
ist, dann können
die Elemente über
einen großen
Bereich eng miteinander verbunden werden. Diese Anordnung ist bevorzugt,
da sich die mechanische Festigkeit in einfacher Weise sicherstellen
lässt und
da die durch die Lichtquelle erzeugte Wärme von der Laminatkonstruktion
in einfacher Weise nach außen
freigesetzt werden kann, so dass der Lichtleiter vor Wärmeschäden geschützt ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung eines Beleuchtungsmechanismus gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Perspektivansicht eines Lichtleiters, der in dem Beleuchtungsmechanismus
vorgesehen ist; und
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3 eine
Schnittdarstellung eines Beleuchtungsmechanismus gemäß einem
herkömmlichen Beispiel.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen
erläutert.
Dabei zeigt 1 eine schematische Darstellung
eines Beleuchtungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und 2 zeigt
eine Perspektivansicht eines Lichtleiters, der in dem Beleuchtungsmechanismus
vorgesehen ist. Komponenten, die in 3 dargestellten
Komponenten entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In
den 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 7 einen
Lichtleiter, der durch dichromatische Formgebungstechniken gebildet
ist. Der Lichtleiter 7 ist gebildet, indem ein Lichtübertragungselement 8 aus
einem Polycarbonatharz, das durch Hinzufügen eines Pigmentmaterials
blass orange eingefärbt
ist, sowie ein farbloses transparentes Lichtleitelement 9 aus
einem Acrylharz eng miteinander verbunden sind. Bei dem farbigen
transparenten Lichtübertragungselement 8 handelt
es sich um eine geformte Komponente, die im Wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet
ist und an der Stelle angeordnet ist, an der sie eine Lichtquelle 4 überdeckt,
um Beleuchtungslicht einer Beleuchtungsregion A1 zuzuführen. Bei
dem farblosen transparenten Lichtleitelement 9 handelt
es sich um eine Formkomponente, die aus einem im Wesentlichen halbkugelförmigen Abdeckbereich 9a (erster
Bereich) zum Überdecken der äußeren Oberfläche des
Lichtübertragungselements 8 sowie
aus einem stabförmigen
Lichtleitbereich 9b gebildet ist, der im Wesentlichen rechtwinklig
abgebogen ist. Das Lichtleitelement 9 ist derart angeordnet,
dass die eine Endfläche
des Lichtleitbereichs 9b der Lichtquelle 4 gegenüber liegt
und die andere Endfläche
von diesem einer Beleuchtungsregion A2 gegenüber liegt, wobei das Lichtleitelement 9 der
Beleuchtungsregion A2 Beleuchtungslicht zuführt. Mit anderen Worten ist
der Lichtleiter 7 scheinbar in einen im Wesentlichen halbkugelförmigen Laminatkonstruktionsbereich 7a,
in dem das Lichtübertragungselement 8 und
der Abdeckbereich 9a eng miteinander verbunden sind, sowie
dem L-förmigen Lichtleitbereich 9b unterteilt,
der seitlich von dem Laminatkonstruktionsbereich 7a weg
ragt und sich nach vorne erstreckt. Aussparungen 7b zum
Schaffen einer Verbindung zwischen dem Innenraum und dem äußeren Raum
sind an einer Mehrzahl von Stellen des Laminatkonstruktionsbereich 7a vorgesehen.
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Bei
der Herstellung des Lichtleiters 7 wird eine dichromatische
Formgebungstechnik verwendet, bei der zuerst das Lichtübertragungselement 8 geformt
wird und anschließend
das Lichtübertragungselement 8 als
Teil der Metallform zum Formen des Lichtleitelements 9 verwendet
wird. Dabei weist das Polycarbonatharz, bei dem es sich um das Material
für das
Lichtübertragungselement 8 handelt,
eine höhere
Wärmebeständigkeit
auf, so dass es nicht bei der Schmelzpunkttemperatur des Acylharzes schmilzt,
bei dem es sich um das Material für das Lichtleitelement 9 handelt.
Somit kommt es zu keiner Verformung des Lichtübertragungselements 8 beim Formen
des Lichtleitelements 9. Durch Ausführen des dichromatischen Formvorgangs
entsteht somit der Lichtleiter 7, der aus dem farbigen
transparenten Lichtübertragungselement 8 und
dem farblosen transparenten Lichtleitelement 9 gebildet
ist, die in Form einer einstückigen
Einheit eng miteinander verbunden sind. Die Elemente 8 bzw. 9 des
Lichtleiters 7 sind über
eine große
Fläche
eng miteinander verbunden, so dass sie in sicherer Weise einstückig ausgebildet
werden können.
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Wie
unter Bezugnahme auf 1 zu sehen ist, weist der den
Lichtleiter 7 beinhaltende Beleuchtungsmechanismus die
Beleuchtungsregionen A1 und A2 um den Bedienungsknopf 2 herum
auf. Diese Beleuchtungsregionen A1 und A2 sind dadurch gebildet,
dass ein farbloser transparenter Bereich eines Bedienungsfeld-Elements 1 mit
Farbe bedruckt ist. Die relativ große Beleuchtungsregion A1, die
den Bedienungsknopf 2 umgibt, ist mit einer ersten Beleuchtungsfarbe
(einer gelblich-orangen Farbe) versehen, und die Beleuchtungsregion
A2, die kleiner ist als die Beleuchtungsregion A1, ist mit einer
zweiten Beleuchtungsfarbe (blaue Farbe) eingefärbt. Auf einer Leiterplatte 3,
die in das Bedienungsfeld-Element 1 integriert ist, ist
eine Lichtquelle 4 angebracht, die hinter dem Bedienungsknopf 2 angeordnet
ist. Der Laminatkonstruktionsbereich 7a des Lichtleiters 7 ist an
der Stelle angeordnet, an der er die Lichtquelle 4 überdeckt.
Das von der Lichtquelle 4 emittierte weiße Licht ändert somit
seine Farbe nach dem Durchtritt durch das blass orange Lichtübertragungselement 8 in
eine Farbe nahe der des ersten Beleuchtungslichts, und dieses Licht
geht durch den farblosen transparenten Abdeckbereich 9a hindurch
und beleuchtet die Beleuchtungsregion A1 von der Rückseite
her. Dies ermöglicht
das Beleuchten der Beleuchtungsregion A1 mit der ersten Beleuchtungsfarbe,
bei der es sich um die primäre
Beleuchtungsfarbe handelt. Weiterhin ist der Lichtleitbereich 9b des
Lichtleiters 7 derart angeordnet, dass die eine Endfläche von diesem
der Lichtquelle 4 zugewandt ist, während die andere Endfläche von
diesem der Beleuchtungsregion A2 zugewandt ist, so dass das weiße Licht
der Lichtquelle 4 direkt zu der Beleuchtungsregion A2 geleitet
werden kann, ohne dass eine Änderung
in dessen Farbe hervorgerufen wird. Dies ermöglicht ein Beleuchten der Beleuchtungsregion
A2 mit der zweiten Beleuchtungsfarbe unter Reflexion der aufgedruckten
Farbe.
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Das
farbige transparente Lichtübertragungselement 8 führt seine
Farbgebungsfunktion dadurch aus, dass es das auf seine Innenwandfläche auftreffende
Licht der Lichtquelle 4 dazu veranlasst, entlang einer
kürzeren
optischen Bahn durch seine Außenwandfläche auszutreten.
Diese Anordnung eliminiert die Möglichkeit
einer unzulänglichen
Helligkeit der Beleuchtungsregion A, die durch das Lichtübertragungselement 8 beleuchtet
wird. Ferner weist das farblose transparente Lichtleitelement 9 eine
höhere Lichttransmission
auf, so dass das Licht der Lichtquelle 4, das auf die eine
Endfläche
des Lichtleitbereichs 9b auftrifft, in wirksamer Weise
zu der anderen Endfläche
geführt
wird, selbst wenn der opti sche Weg lang ist, so dass die Möglichkeit
einer unzulänglichen
Helligkeit der Beleuchtungsregion A2 eliminiert ist.
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Wie
vorstehend beschrieben worden ist, verwendet das vorliegende Ausführungsbeispiel
den Lichtleiter 7, der aus dem farbigen transparenten Lichtübertragungselement 8 und
dem farblosen transparenten Lichtleitelement 9 gebildet
ist, die fest miteinander verbunden sind. Somit können die
Beleuchtungsregion A1 und die Beleuchtungsregion A2, die beträchtlich
verschiedene Beleuchtungslichtfarben aufweisen, mittels der gleichen
Lichtquelle 4 beleuchtet werden, so dass die Notwendigkeit
für eine Farbtönungsabdeckung
eliminiert ist. Zusätzlich dazu
kann der Lichtleiter 7 durch eine dichromatische Formgebungstechnik
in einfacher Weise hergestellt werden. Somit lässt sich ein Beleuchtungsmechanismus
mit einer einfacheren Konstruktion aufgrund der reduzierten Anzahl
von Komponenten, einschließlich einer
Lichtquelle und einer Farbtönungsabdeckung erzielen,
so dass eine bemerkenswerte Reduzierung der Kosten zu erwarten ist.
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Ferner
ist bei dem bei dem Ausführungsbeispiel
verwendeten Lichtleiter 7 die Innenwand des Laminatkonstruktionsbereichs 7a durch
das aus einem Polycarbonatharz mit hoher Wärmebeständigkeit hergestellte Lichtübertragungselement 8 gebildet,
und der Laminatkonstruktionsbereich 7a ist mit den Aussparungen 7b versehen,
so dass sich die Wärme
von der Lichtquelle 4 in einfacher Weise nach außen freisetzen
lässt.
Diese Anordnung eliminiert die Möglichkeit
einer Beschädigung
des Lichtleiters 7 durch die Wärme von der Lichtquelle 4 im
Vergleich zu dem herkömmlichen
Beispiel, bei dem die Farbtönungsabdeckung 4a direkt
an der Lichtquelle 4 angebracht ist (siehe 3).
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Der
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
verwendete Lichtleiter 7 ist nur mit einem Lichtleitbereich 9b zum
Leiten des Lichts von der Lichtquelle 4 zu einer vorbestimmten
Beleuchtungsregion versehen. Wenn jedoch ähnliche Lichtleitbereiche in vorstehender
oder divergierender Weise an mehreren Stellen ausgebildet sind,
dann ist es möglich,
das Licht der Lichtquelle 4 durch das Lichtleitelement 9 zu Beleuchtungsregionen
an mehreren Steilen zu verteilen.