CN109564442B - 由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组件，包括：旋转致动器(2)；电子像素矩阵显示器(2)，该电子像素矩阵显示器包括透明的外层(4)；所述旋转致动器(3)包括致动部分(6)和用于探测旋转位置的装置。所述致动部分(6)借助于支承件(5,12)可旋转地安装，使得致动部分(6)能够沿旋转方向围绕旋转轴线旋转，并且所述旋转致动器(3)布置在所述透明的层(4)上。所述旋转致动器(3)还包括光导(8,8')，该光导设计成将所述像素矩阵显示器(2)的多个像素(10,10')的光从所述光导(8,8')的光入射表面(8a,8a')在所述旋转致动器(3)或所述致动部分(6)的发光表面(7,7')的方向上或以进入到所述旋转致动器(3)或所述致动部分(6)的发光表面(7,7')中的方式引导到所述光导(8,8')的光出射表面(8b,8b')。

Description

由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件

本发明涉及一种组件，该组件包括带有用于探测旋转位置的装置的旋转致动器以及电子像素矩阵显示器(Pixelmatrixanzeige)，该电子像素矩阵显示器具有外部的透明的层。旋转致动器借助于支承件以可旋转的方式布置在透明的层上。这样的组件组合越来越流行，因为一方面由于电子像素矩阵显示器的灵活的显示可能性，旋转致动器可分配各种各样的功能和功能指示，另一方面旋转致动器以其致动部分提供惯常的触觉反馈，且可容易地由驾驶员在没有视线接触的情况下感知(ertastet)。由于旋转致动器布置在电子像素矩阵显示器的大致水平或关于重力场倾斜取向的透明的层上，一方面存在如下问题：将待供电的发光装置布置在透明的层上使得电子像素矩阵显示器需要不期望的结构改变。另一方面，由电子像素矩阵显示器实现的光强度不足以提供可感知的，尤其在日光条件下可感知的发光标记。

在该背景下需要这样的解决方案，即在其中布置在电子像素矩阵显示器上的旋转致动器的照明改进，除了像素矩阵显示器所需的光源之外，不提供额外的光源。该目的通过根据权利要求1所述的组件解决。同样有利的用途是用途权利要求的主题。有利的实施例分别是从属权利要求的主题。应指出，在权利要求中单独阐述的特征可以任意的技术上有意义的方式相互组合且展现本发明的其它实施例。说明书尤其结合附图的描述，进一步表征且详细说明本发明。

本发明涉及一种由旋转致动器以及电子像素矩阵显示器形成的组件。所述旋转致动器具有致动部分，该致动部分例如是环形的或设计为罩盖或旋钮，并且经由支承件可围绕旋转轴线可旋转地安装。此外设置有用于探测旋转位置的装置，也就是说适合于探测所述致动部分的位置和/或位置改变的装置。例如，所述支承件包括滑动轴承或滚动轴承，如球轴承。优选地，用于探测旋转位置的装置是无接触的，例如起光学探测作用的装置。所述组件包括电子像素矩阵显示器，其包括透明的外层。显示器例如是背景发光的液晶显示器(例如以TFT结构)或以OLED结构类型的显示器。

根据本发明，所述旋转致动器布置在所述透明的层上。所述外部的透明的层例如为塑料层、优选地表面硬化的塑料层，以为了例如保护处于其之下的电容式传感机构的电极结构或电显示器的偏振层(Polarisationsschicht)免受损害。例如所述透明的层为玻璃层。

此外根据本发明，所述旋转致动器包括光导，该光导设计成将所述像素矩阵显示器的多个像素的光从所述光导的光入射表面在所述旋转致动器、尤其所述致动部分的发光表面的方向上或以进入到所述旋转致动器、尤其所述致动部分的发光表面中的方式引导到所述光导的光出射表面。优选地，光从所述像素矩阵显示器的通过所述旋转致动器遮挡的区域的多个像素引入到所述光导中，其中所述光导的光入射表面布置成邻近这些像素。例如所述像素为少许至数十、如2至50个像素的组，这些像素与所述光入射表面相关联，如有可能取决于所述光导的位置。

通过所述像素矩阵显示器的光用于取决于位置的发光标记、功能照明或一般的照明、如所谓的日冕式照明(Coronabeleuchtung)，可节约单独的发光装置(其例如可布置在所述旋转致动器和所述透明的层之间)及其供电，其例如可布置成穿过所述像素矩阵显示器。

所述电子像素矩阵显示器在一种实施例中为触敏式电子像素矩阵显示器，优选带有电容式接触探测的触敏式电子像素矩阵显示器。

根据一种优选的实施例设置成，所述发光表面通过所述光导的光出射表面限定。也就是说，所述光导限定所述发光表面，例如所述光导集成在所述旋转致动器中。

优选地，所述光导与所述致动部分刚性连接。因此，所述光导在转动致动时与所述致动部分同步运动。例如，在所述致动部分和所述光导之间设置有力和/或形状配合的连接。在一种优选的实施例中，所述电子像素矩阵显示器设计成，为所述电子像素矩阵显示器提供取决于所述旋转致动器的位置的操控，其中只有所述电子像素矩阵显示器的处于所述旋转致动器之下且邻近所述光导的光入射表面布置的区域例如选择性地操控，即选择性地发光，以为了避免不期望的光射出的危险。

根据一种优选的变体，所述光入射表面通过矩阵限定，优选地通过分配给所述像素的透镜元件限定。例如，设置有成列的或成矩阵的凸透镜作为光入射表面，其相关的布置或者间距对应于像素矩阵的布置或者间距。

根据一种优选的变体，为了保持所述旋转致动器的内部中的其它部件(例如用于功能显示的中央的附加的光导)的可用空间，所述光导具有至少两个反射表面，使得分配给像素的几何光路在光入射表面和光出射表面之间经历在30°至70°之间方向偏转，如45°的方向偏转。

优选地，所述反射表面中的至少一个具有曲率。

还更优选地，至少一个所述反射表面中具有带有相关曲率平面的曲率，其中分配忒所述在光入射表面和光出射表面之间的像素几何光路布置在所述弯曲面中。例如，因此实现作为光源的多个像素的通过所述光导俘获的光的聚焦。优选地，所述光导构造成，从所述光出射表面射出的最小的光强度大于入射到所述光入射表面上的最大光强度。

根据一种优选的实施例，所述光导如此布置，即使得所述光导的表面不限定或仅仅所述光出射表面限定所述致动部分的外表面，例如所述光导除了所述光出射表面之外布置在通过所述致动部分限定的容积中。通过这种布置可省去所述光导的由不透明的材料制成的涂层，以为了通过所述不透明的材料由于隔离避免不期望的光射出。例如，在所述光导布置在所述致动部分的外侧上时，给所述光导的向外指向的表面施覆不透明的材料是必要的。这样的涂层具有缺点，因为这样的涂层影响总反射且因此减小从所述光出射表面射出的光的强度。

优选地，所述光导构造成平面对称的。

根据一种优选的实施例，所述光导具有漫射(diffuse)着色的材料。例如，所述光导由漫射着色的材料制造。根据另一实施例，所述光导仅仅部分区段地具有漫射着色的材料。例如，所述光导除了邻接所述光出射表面的漫射着色的区域之外由透明材料制造。这样的光导例如以双组份注塑方法由塑料制造。通过漫射着色引起的光散射具有优点，在所述光导的光出射表面处的光射出尽管所述像素矩阵显示器的可视作近似点状的光源的多个像素但是在所述光出射表面上变得更均匀，从而例如借助于所述出射表面的光分布不再可识别像素结构。

根据一种优选的实施例，所述光导具有延伸直至所述光出射表面的端部区段和关于所述端部区段的延伸方向侧向分支的两个臂，在这两个臂处分别构造有光入射表面。优选地，所述臂在跟随所述旋转方向的或切向于所述旋转方向指向的方向上延伸。

根据一种优选的实施例，所述光导至少在部分区段是锥形的、尤其所述端部区段构造成锥形。优选地，所述光导构造成在指向所述光出射表面的几何光束路径的方向上锥形地逐渐变小。

根据另一实施例，在所述旋转致动器中设置有至少一个中央的缺口，以为了使得可看清和/或借助于所述电子像素矩阵显示器引起的光学投影穿过所述缺口成为可能。例如仅仅设置有一个缺口，以便操作者穿过所述缺口可看到所述显示器的位于其之下的部分区域且可观察到为了显示带到其之上的功能标志。根据所述组件的一种优选的实施例，在所述缺口中设置有光导或布置在所述缺口中的投影层或布置在所述缺口中的光学系统、如投影光学系统。光学系统例如还理解为由布置在平行于显示器的平面中的透镜组成的透镜阵列或图像导体。根据本发明还可由上文提及的元件的组合。

所述光导、所述投影层和/或所述光学系统例如形状配合地、例如借助于卡口连接与所述透明的层连接。根据一种优选的实施例，所述光导、所述投影层和/或所述光学系统材料配合地或力配合地与所述透明的层连接。例如设置有粘合连接和/或卡锁连接。备选地，上文提及的元件可与所述透明的层构造成单件。

例如，单件性在成形方法中以一个共同的注塑步骤或以多级的注塑方法实现。

根据另一实施例，所述支承件包括用于在手动转动调整所述旋转致动器时产生卡锁触觉的装置，其中所述用于产生卡锁触觉的装置例如包括卡锁轮廓和与该卡锁轮廓共同作用的卡锁弹簧。

优选地，所述支承件包括滑动或滚动轴承，其中其内轨道、例如用于滚动体的内滚动轨道或内滑动轨道在操作者的方向上通常向上相对于所述透明的层偏移地布置在基座、优选环形的基座上，或所述基座限定所述滑动轴承的内轨道，该内轨道在操作者的方向上通常向上相对于所述透明的层偏移地布置。

本发明此外涉及上文描述的组件以其实施例在机动车中的用途。例如，所述组件在布置机动车的中控台中。

本发明按照下面的附图进一步解释。附图在此应仅示例性地理解且仅仅表示优选的实施变体。其中：

图1显示了根据本发明的组件的第一实施方式的立体分解图；

图2显示了穿过根据本发明的组件的第一实施方式的在图1中显示的光导的剖视图；

图3显示了穿过根据本发明的组件的第二实施方式的部分剖视图。

图1显示了根据本发明的组件1的第一实施方式。组件根据本发明包括电子像素矩阵显示器2和旋转致动器3，该旋转致动器布置在电子像素矩阵显示器2上。电子像素矩阵显示器2具有下部的层结构，该层结构基本上用于可视化电子数据、如可视化与旋转致动器3的功能性相关联的功能标记或刻度。在当前情况中，这涉及在TFT技术中的传统的层结构。电子像素矩阵显示器2设计成触敏的，因此例如设置有透明的粘结层以及透明的电极阵列以用于提供电容式起空间分辨作用的接触传感机构。电子像素矩阵显示器具有由塑料制成的透明的层4，该透明的层限定外部的、此处上部的面，旋转致动器2布置在该面上。旋转致动器2具有由不透明的材料制成的环形的致动部分6，该致动部分可转动地固定在透明的层4上。致动部分6借助于支承件5(在此为环形的基座)固定、例如粘结在透明的层4处。支承件5此外具有卡锁轮廓9，该卡锁轮廓与未示出的致动部分侧的卡锁凸耳共同作用，以为了在转动致动致动部分6时提供触觉反馈、在此卡锁触觉。旋转致动器3此外具有与致动部分6刚性连接的且因此可与致动部分6同步运动的光导8，该光导构造成，将光从电子像素矩阵显示器2、尤其从取决于致动部分6和由此光导8的位置的像素的选择引导到布置在致动部分6的外表面上的发光表面7。像素属于布置在电子旋转致动器3之下的像素矩阵显示器2的区域。基座5为此具有周向的狭槽。

根据图2进一步解释在图1的实施方式中使用的由透明的材料制成的光导8的结构。光导用于将光从多个光入射表面8a导引至光出射表面8b，其中后者在布置在图1的致动部分6处的情况下限定发光表面7。光出射表面8b属于光导8的在光出射表面8b的方向上锥形逐渐变小的端部区段8c。光入射表面8a构造在光导8的侧向的通入到端部区段8c中的臂8d处，所述光入射表面分别通过凸透镜的阵列限定且所述光入射表面的布置和间距近似对应于由电子像素矩阵显示器的直接相邻的像素10形成的阵列。为了使由光导8引导的光(该光分别通过几何光路11a，11b和11c表明)转向和聚焦，设置有平坦的表面8f或弯曲的表面8e，其分别用作起反射作用的边界面。光导8的构造如此选择，即使得多个像素10的光经由一个或多个相应于像素10的布置伸展的、面向像素10的光入射表面8a俘获且聚焦到相对于光入射表面8a的总伸展量变小的光出射表面8b上，以为了在该处实现带有相对大的光强度的光射出，而不必在电子像素矩阵显示器2旁边附加的发光装置。

图3显示了根据本发明的组件的第二实施方式。该实施方式具有旋转致动器3。旋转致动器3包括致动部分6，该致动部分借助于构造为滚动轴承12,5的支承件可转动运动地支承在电子像素矩阵显示器2的透明的层4上。设置有由透明的材料制成的光导8'，该光导与透明的层4粘结。光导具有由不透明的材料、例如不透明的漆制成的涂层13，以为了避免不期望的光射出。光导8'具有下部部分，该下部部分限定面向像素10'的光入射表面8a。光导8’如此构造，即使得其将由像素10'俘获的光如有可能在光导8’的边界面处反射的情况下在光出射表面8b'的方向上引导。例如，光导8'构造成环形的且限定环形环绕的、静止的发光表面7'作为所谓的日冕式照明。此外设置有由透明的材料制成的另外的光导8，该另外的光导经由其面向像素10的光入射表面8a俘获像素10的光且将光引导到光出射表面8b，该光出射表面限定在致动部分6的表面中引入的发光表面7。所述另外的光导8与致动部分6刚性连接且在维持关于电子像素矩阵显示器2的透明的层4的净距离的情况下与致动部分6同步运动。发光表面7用作致动部分6的可视觉上识别的位置标记。为了避免不期望的光射出，在一种实施例中电子像素矩阵显示器2的处于旋转致动器3之下的区域取决于位置如此被操控，即使得除了像素10'之外仅仅根据致动部分6或者所述另外的光导8的位置布置成最邻近所述另外的光导8的光入射表面8a的像素10激活。

Claims (11)

1.一种由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件，包括：

旋转致动器(3)；

电子像素矩阵显示器(2)，该电子像素矩阵显示器包括外透明的层(4)；

其中所述旋转致动器(3)包括致动部分(6)和用于探测旋转位置的装置，其中所述致动部分(6)借助于支承件(5,12)可旋转地安装，使得致动部分(6)能够沿旋转方向围绕旋转轴线旋转，并且所述旋转致动器(3)布置在所述透明的层(4)上；且其中所述旋转致动器(3)还包括光导(8,8')，该光导设计成将所述像素矩阵显示器(2)的多个像素(10,10')的光从所述光导(8,8')的光入射表面(8a,8a')在所述旋转致动器(3)或所述致动部分(6)的发光表面(7,7')的方向上或以进入到所述旋转致动器(3)或所述致动部分(6)的发光表面(7,7')中的方式引导到所述光导(8,8')的光出射表面(8b,8b')，

其特征在于，所述光入射表面(8a)通过分配给像素的透镜元件限定，所述光导(8,8')具有至少两个反射表面(8e,8f)，使得分配给像素的几何光路(11a，11b，11c)在光入射表面(8a,8a')和光出射表面(8)之间经历在30°至70°之间的方向偏转，至少一个所述反射表面(8e)中具有带有相关曲率平面的曲率，其中分配给在光入射表面(8a,8a')和光出射表面(8b,8b')之间的像素的几何光路(11a,11,11c)布置在曲率平面中，所述光导(8)具有延伸直至所述光出射表面的端部区段(8c)和关于所述端部区段的延伸方向横向分支的两个臂(8d)，并且在每个臂上形成有光入射表面(8a,8a')，

所述光导(8,8')被设计为使得多个像素(10,10')的光经由一个或多个相应于像素(10,10')的布置伸展的、面向像素(10,10')的光入射表面(8a,8a')俘获并聚焦到相对于光入射表面(8a,8a')的总伸展量变小的光出射表面(8b,8b')上。

2.根据权利要求1所述的由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件，其中所述发光表面(7,7')通过所述光导(8,8')的光出射表面(8a,8a')限定。

3.根据权利要求1所述的由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件，其中所述光导(8)与所述致动部分(6)刚性连接。

4.根据权利要求1所述的由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件，其中所述光导(8')布置在通过所述致动部分(6)限定的容积中。

5.根据权利要求1所述的由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件，其中所述光导(8)设计成平面对称的。

6.根据权利要求1所述的由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件，其中所述光导具有漫射着色的材料。

7.根据权利要求1所述的由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件，其中所述光导(8,8')设计成从所述光出射表面出射的最小的光强度大于入射到所述光入射表面上的最大光强度。

8.根据权利要求7所述的由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件，其中所述臂(8d)沿所述旋转方向的方向或切向于所述旋转方向的方向上延伸。

9.根据权利要求1所述的由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件，其中所述光导(8)至少在部分区段是锥形的。

10.根据权利要求1所述的由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件，其中所述发光表面(7')是沿旋转方向周向闭合的表面。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的由电子像素矩阵显示器和旋转致动器形成的组件在机动车中的应用。

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