CN110785801B - 机动车操作装置以及用于制造机动车操作装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车内部空间的机动车操作装置(10)，其具有面板(12)和印刷电路板(34)，其中，所述面板(12)包括操作表面(14)，在该操作表面上示出至少一个待操纵的切换符号(16)，所述切换符号能由光源背光照亮，其中所述光源与通向操作表面(14)的光井(22)相关联，其中由所述光源发出的光沿着所述光井(22)伸展并且将至少一个待操纵的切换符号(16)背光照亮。本发明还涉及一种用于制造机动车操作装置(10)的方法。

Description

机动车操作装置以及用于制造机动车操作装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车内部空间的机动车操作装置以及一种用于制造机动车操作装置的方法。

背景技术

从现有技术中已知一种机动车操作装置，该机动车操作装置用在机动车的内部空间中，机动车乘员可以通过该机动车操作装置激活或禁用机动车的特定功能，该功能也可以称为车辆功能。为此，机动车操作装置通常具有操作表面，在该操作表面上布置有多个切换符号，这些切换符号表示相应的功能或以图形方式示出相应的功能。通常，要被操纵的切换符号在此由光源背光照亮，使得车辆乘员即使在黑暗中也可以容易地找到相应的切换符号。此外，已知的是，如果激活相应的功能，则切换符号本身或与其相关联的光出射面被照亮，以便相应地向乘员显示。为此通常设置LED或其他类型的光源，其布置在印刷电路板上，以便照亮相应的切换符号或光出射面。

但是，在此已经证明不利的是，在机动车操作装置的紧凑的结构中照亮是不完全的，使得例如切换符号的边缘没有被照亮。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以低成本地制造的机动车操作装置，其允许完全照亮切换符号。

该目的根据本发明通过一种用于机动车内部空间的机动车操作装置实现，该机动车操作装置具有面板和印刷电路板，其中，所述面板包括操作表面，在该操作表面上示出至少一个待操纵的切换符号，所述切换符号能由光源背光照亮，其中所述光源与通向操作表面的光井相关联，其中由所述光源发出的光沿着所述光井伸展并且将至少一个待操纵的所述切换符号背光照亮。

本发明的基本思想是，由光源发射的光距操作表面具有更大的距离，其方式是：光通过光井引导，由此相应的光束可以在光井内扩展以完全照亮相关联的切换符号。基于光井仍然可行的是，机动车操作装置紧凑地构成，因为光井可以形成在对于机动车操作装置的作用方式所需的结构内。因此，无需使用附加的构件以人为地产生间距。

根据一个实施形式，印刷电路板具有指向操作表面的前侧和与前侧相反的背侧，其中，所述光源设置在印刷电路板的背侧上，所述印刷电路板具有形成所述光井的相关联的开口。相应地，光源设置在印刷电路板的背侧上，使得其辐射穿过印刷电路板本身，特别是穿过相应的孔或开口，以便使与印刷电路板的前侧相关联的操作表面背光照亮。印刷电路板的厚度在此代表光井，基于该光井，光以距切换符号更大的距离射到相应的切换符号上，以便完全照亮切换符号。

根据一个方面，光井构成在与面板和印刷电路板分开构成的光井模块上，所述光井延伸穿过光井模块。光井模块确保将相应的光源与操作表面上的多个切换符号中的每个相关联，使得各个切换符号可以被背光照亮。同时，光井模块形成光罩，使得发出的光不会照亮相邻的切换符号。因此，各个光井彼此分开地形成。特别地，相应的光井与潜在的切换符号相关联。至少一个光源，特别是多个以不同颜色发光的光源还与每个光井相关联。

特别地，光井模块具有至少一个导电部段，所述导电部段具有与所述切换符号相关联的传感器面，特别其中所述传感器面包围所述光井。相应地，光井模块同时形成对于操作或操纵所需的传感器面。传感器面可以与操作表面一起形成电容传感器，通过该电容传感器可以检测对操作表面的，特别在操作表面上示出的切换符号的接近或接触。替代地，接近传感器或接触传感器可以仅由传感器面形成，使得存在固有电容性的接近传感器或接触传感器。

光井可以形成在与面板和印刷电路板分开形成的光井模块上，该光井模块具有基本体，光井完全穿过该基本体延伸。光井模块可以包括至少一个导电部段，该至少一个导电部段同样完全延伸穿过基本体并且包括与切换符号相关联的传感器面。

根据一特定实施方式，传感器与至少一个传感器面相关联，该传感器检测相关联的切换符号的接近、接触和/或操作，特别其中传感器可以被激活。传感器可以是电容传感器或压电传感器。传感器的数量由光井模块中存在的光井的数量限定，其中传感器根据在面板上设置的切换符号激活。这意味着：相应的导电部段可以事后例如经由控制装置和/或软件更新来接通，使得提供更多的功能。

面板可以更换地固定在光井模块上。由此可行的是，如果例如期望不同的功能，不同的面板可固定在相应的光井模块上。第一面板可以包括比第二面板更少的切换符号，其中，随后可以经由控制装置和光井模块接通与附加切换符号相关联的相应的附加功能。为此，接通带有相应传感器面的导电部段，并在操控时相应考虑与光井关联的一个或多个光源，使得照亮面板上附加存在的切换符号。

根据一方面，光井构造成，使得光在所述内面上全反射。这确保了切换符号的照明是相应良好的，因为由光源发出的光基本上完全用于照明切换符号。基于光井的内面的全反射还确保了切换符号基本上均匀地被背光照亮。

替代地或补充地，可以在光井中设置光导体，该光导体在其边界面处具有全反射。由此也确保与光井相关联的切换符号被完全照亮。

另一个方面在操作表面上设置功能显示面，通过该功能显示面可以显示相关联的功能的状态。功能显示面是如下面，如果激活相关联的功能，所述面通常会被照亮。替代地，如果禁用的功能对应于不同于正常状态的状态，例如关闭的副驾驶安全气囊，由此可以示出禁用的功能。功能光源又与相应的功能显示面相关联。例如，其是多色的LED，使得功能显示面可以用不同的颜色照亮。替代地，可以将多个LED与功能显示面相关联，所述LED分别发出不同的颜色，其中分别操控仅一个LED。颜色通常可以是红色，橙色和/或绿色，以便在颜色上表示相应的功能。

根据另一方面，机动车操作装置具有搜索照明装置，该搜索照明装置包括至少一个搜索照明光源和相关联的光导体。经由搜索照明光源可以相应地照亮操作表面的多个相关联的区域。

这些区域可以是被背光照亮的切换符号，以形成搜索照明装置。车辆乘员可以在黑暗中更快找到相应的切换符号。

替代地，与搜索照明装控制相关联的区域可以是单独形成的相应地形成在操作表面上的搜索照明显示面，以向车辆乘员提供定向。

特别地，光导体形成为，使得通过所述光导体传递的光在其边界面处被全反射，其中，所述光导体具有出射面，光能在所述出射面处射出。出射面对应于相应的搜索照明应出射的区域，以便被车辆乘员看到。因为否则存在全反射，所以确保存在特别有效的搜索照明。

本发明还提供一种用于制造机动车操作装置，尤其上述类型的机动车操作装置的方法，其具有以下步骤：

-提供印刷电路板，在其上设置至少一个光源，

-提供模块化构造的面板承载件，

-从能与模块化构造的面板承载件耦联的多个面板中选择一个面板，以及

-将所选择的面板固定到面板承载件上，

其中，印刷电路板或面板承载件包括至少一个与光源相关联的光井。

相应地可行的是，由于另一面板耦联到相应的面板承载件上，该机动车操作装置可以以简单的方式适配期望的条件，该面板或多或少具有可由车辆乘员激活的切换符号。此外，由此形成模块化的机动车操作装置，该操作装置可以在多个使用位置上使用，例如用作光岛或者用作用于其他功能的操作区域，其中仅须更换面板。这降低了机动车内部空间装饰的制造成本。如果事后应接通一个功能，则也可以以简单的方式进行改装，因为为此仅须更换面板，并且必须在控制装置中接通相应的功能。

通过更换面板，可以接通机动车操作装置的相应的传感器，使得不仅是装饰元件的更换。

根据一个方面，面板承载件由光井模块或基本模块形成。如果面板承载件由光井模块形成，则面板承载件具有与光源相关联的光井。如果面板承载件由在其上固定有面板的基本模块形成，则印刷电路板可以通过开口具有相应的光井，如果相应的光源布置在印刷电路板的背侧上的话。

根据另一方面，接通所设置的传感器，这些传感器与设置在面板的操作表面上的切换符号相关联。相应地，与切换符号的数量相对应地接通传感器，以识别在操作表面上的相应切换符号的操作或操纵。由此尤其可行的是，事后激活附加功能，通过更换面板和相应地接通功能尤其传感器来执行这些附加功能。例如，激活或接通在光井模块中与接通的功能相关联的导电部段。

附图说明

从以下描述和所参考的附图得到本发明的其他优点和特征。在图中示出：

图1示出根据第一实施例的根据本发明的机动车操作装置的分解图，

图2示出根据图1的机动车操作装置的分解图，其中更换了面板，

图3a示出了具有第一组光导体的根据图1的机动车操作装置，

图3b示出了根据本发明的具有第二光导体的机动车操作装置，

图4示出了根据图3b的机动车操作装置的剖视图，

图5a至5c示出了可以设置在根据本发明的机动车操作装置的操作表面上的不同地构成的功能显示面，

图6示出了根据第二实施例的根据本发明的机动车操作装置，

图7示出了图6中所示的机动车操作装置的第一剖视图。

图8示出了图7的细节图。

图9示出了根据图6的机动车操作装置的第二剖视图。

图10示出了图9的细节图。

图11示出了根据第三实施例的根据本发明的机动车操作装置的分解图，

图12示出了根据图11的机动车操作装置的局部透明的俯视图。

图13示出了根据图12的机动车操作装置沿剖面线A-A的剖视图，

图14a示出了图13的细节图。

图14b是图13的另一细节图，并且

图15示出了根据图12的机动车操作装置沿剖面线B-B的剖视图。

具体实施方式

在图1中示出了机动车操作装置10，该机动车操作装置可以用于机动车的内部空间，例如用作光岛(Lichtinsel)。

机动车操作装置10包括具有操作表面14的面板12，在该操作表面上示出了多个切换符号16，切换符号可以由车辆乘员操纵以激活或禁用车辆功能。

除了切换符号16之外，还可以设置功能显示面17，通过该功能显示面本身不能切换车辆功能，而是仅显示相应的车辆功能的状态。然而，通常，功能显示面17也可以由切换符号16表示。

在所示的实施例中，面板12与光井模块18相关联，光井模块18包括基本体20，在基本体中形成有多个光井22。光井22完全延伸穿过基本体20，使得光井分别包括两个相反的敞开端。

此外，光井模块18具有导电部段24，导电部段同样完全延伸穿过基本体20。在光井模块18的指向面板12的表面上，导电部段24包括传感器面26，该传感器面环绕地封闭地构成，其中该传感器面在如下平面中包围相应相关联的光井22，所述平面例如对应于光井模块18的端侧。

导电部段24，特别传感器面26，可以与面板12的操作表面14一起形成电容传感器28，其检测对操作表面14的接近或接触，特别对相应的切换符号16的接近或接触。

替选地，导电部段24，特别传感器面26，可形成固有电容传感器28，以便检测对操作表面14的接近或接触。

此外，光井模块18包括多个固定元件30，固定元件在所示的实施例中形成为弹簧元件。固定元件30与面板12中的开口32共同作用，使得面板12可松开地固定在光井模块18上。由此确保面板12可以被更换，只要这是期望的，如在下面还阐述的那样。

另外，设有印刷电路板34，其上通常布置有多个光源，然而出于清楚的原因，在所示的实施例中未示出这些光源。

印刷电路板34还包括控制和评估单元，通过该控制和评估单元耦联导电部段24，使得可以相应地评估从导电部段24获得的信号。

可选地，还可以在印刷电路板34上构成压力传感器35，通过该压力传感器可以检测相应地作用在操作表面14上的力。压力传感器35在此支撑在基本模块36上，该基本模块为此包括相应设置的贴靠面38。

通常，设置基本模块36以确保机动车操作装置10的背侧的封闭，使得机动车操作装置10的外面由基本模块36、光井模块18，特别其侧面，以及面板12形成，特别操作表面14。因此，在机动车操作装置10的组装状态下，印刷电路板34设置在并且相应地受到保护地容纳在基本模块36和光井模块18之间。

如从图2中可以看出，因为光井模块18模块化地构成，所以可以相应地更换机动车操作装置10的面板12。光井模块18因此具有模块化接口39，该接口与多个面板12兼容，如图2所示。

在两个示出的面板12上，可以设置不同的切换符号16，这两个面板可以特别经由模块化接口39与光井模块18耦联。相应地，机动车操作装置10可以在机动车内部空间中以多种方式使用，例如用作灯岛以及用作其他操作装置。

然而，只要不同的切换符号16与光井模块18耦联，则它们覆盖不同的光井22，并且伴随于此覆盖不同的导电部段24。这要求在光井模块18中与切换符号16相关联的导电部段24被相应地激活或禁用，以便确保机动车操作装置10的期望的功能性。

例如，在两个面板12的左侧，在操作表面14的上部区域中示出了四个切换符号16，而在两个面板12的右侧，仅示出了单个切换符号16，即对应的警告信号。因此，相关联的导电部段24必须在光井模块18中与期望的功能相关联，因此必须重新编程，这通过控制和评估单元以简单的方式实现。控制和评估单元可以设置在印刷电路板34上。

图3a和3b中还示出，可以在相应的光井22中引入附加的光导体40，通过该光导体40实现相关联的切换符号16的均匀照明。为此，光导体40在其边界面处具有全反射。替选地，光井22可以在其内侧上全反射地构成，从而同样实现了相关联的切换符号的相应均匀照明。

如从图3a和3b可以看出，光井22原则上可以具有不同的形状，例如矩形或圆形。

图4中示出了机动车操作装置10的，特别是两个光井22的剖视图。

在左侧的光井22中设有光导体40，该光导体确保了在其边界面处的全反射，以便以均匀的方式完全照亮面板12的操作表面14上的相关联的切换符号16。

另外，示出了两个光源41，例如LED与左侧光井22相关联。两个光源41可以发出不同波长或颜色的光，使得相关联的切换符号16可以以至少两种不同颜色被背光照亮。

仅一个光源41与右侧的光井22相关联，因为设置了相应的光井22，所以该光源41在没有光导体40的情况下完全照亮了相应的切换符号16。

替选地可以提出，光井22具有全反射的内面，使得由光源41发出的光在其上被完全反射。

如已经阐述的，除了切换符号16之外，功能显示面17也可以设置在操作表面14上，在图5a至5c中示出了功能显示面17的三个不同的实施例。

在图5a中，三个功能显示面17与切换符号16相关联，功能显示面分别与一个对应的功能光源相关联。在此是红色、黄色和绿色的光源，例如LED，其照亮相应的功能显示面17。因此切换符号16的操作的结果是，三个功能显示面之一分别照亮，以便示出相应的刚激活的功能或相应功能的状态。

在图5b中示出，设置仅一个功能显示面17，该功能显示面与切换符号16相关联。然而，功能显示面17可以与多色光源或三种不同的光源共同作用，使得在该一个功能显示面17上同样可以显示不同的颜色。在此也是红色，黄色和绿色，它们通常用于视觉上示出功能的状态。

在图5c中示出了另一替代方案，其中功能显示面17与切换符号16同时重合。因此，根据功能的相应状态，切换符号16被不同地背光照亮。在此，切换符号16同样可以以三种不同的颜色被背光照亮，其中颜色再次是红色，黄色和绿色。一旦车辆乘员操纵了相应的切换符号16，切换符号16就相应地不同颜色地被背光照亮。

图6至图10中示出了机动车操作装置10的第二实施例，其中，光井22由印刷电路板34中的开口42形成，如从图7和8直观看到的。

另外，在附图中示出了相应的光源44固定到印刷电路板34上，其中，印刷电路板34具有面向机动车操作装置10的操作表面14的前侧46和与前侧46相反的背侧48。

光源44固定在背侧48上，使得从其发出的光辐射穿过开口42，从而穿过光井22。因此，在光源44和操作表面14之间产生更大的间距或更大的距离，由此确保了相应均匀和完全地照亮在操作表面14上构成的切换符号16或功能显示面17。

此外，从图7和图8可以看出，设置光罩50以防止在相邻区域中的过度照明。光罩50具有对应的凹部52，这些凹部与功能显示面17或切换符号16相关联。只要激活相关联的光源，则凹部52确保光可以到达功能显示面17或切换符号16。

在图7和8中示出了机动车操作装置10的功能照明装置54，即显示相应功能的状态的照明装置。这意味着：光源44是与功能显示面17相关联的功能光源。

图9和10示出了图6中所示的机动车操作装置10的另一剖面，从该剖面中看到机动车操作装置10的搜索照明装置56。

搜索照明装置56包括光导体58，该光导体布置在印刷电路板34和面板12之间，即前侧46和面板12之间。

如从图10看出的，搜索照明装置56包括搜索照明光源60，该搜索照明光源60将光侧向地耦合到光导体58中，从而光完全延伸穿过光导体58，以便相应地使相关联的搜索照明出射面完全且均匀地背光照亮。

搜索照明出射面例如是切换符号16，切换符号经由搜索照明装置56相应地被背光照亮，使得车辆乘员可以更快地找到它。

光导体58尤其构造成，使得通过光导体传输的光在边界面处被全反射，其中在光导体58上设有相应的出射面62，光可以在该出射面处出射。因此，在出射面62处刚好不会发生全反射。出射面62在此与搜索照明光出射面相关联，以确保相应区域的相应背光照亮。

因此，光导体58中的、光没有被全反射所在的出射面62与切换符号16相关联，使得切换符号可以经由搜索照明装置56相应地被背光照亮。

此外，图9和10中可看到压力传感器35和相关联的贴靠面38，贴靠面由基本模块36形成。

图11中示出了机动车操作装置10的第三实施形式，该机动车操作装置构造为光条。该机动车操作装置10也包括面板12，在该面板上形成有操作表面14。

基本上，根据图11的第三实施方式与图6至图10中所示的第二实施方式的不同之处在于，切换符号16和功能显示面17设置成一排，从而机动车操作装置10具有长形的形状。

如从图12至15可以看出，分配给功能显示面17的光源44同样构成为所谓的通孔LED，使得由它们发出的光穿过相应的光井22伸展，该光井由印刷电路板34，特别是印刷电路板34中的开口42形成。

相反，对于搜索照明装置56又设有多个搜索照明光源60，其将光侧向地耦合到相关联的光导体58中。

通常，光导体58可以由光学硅树脂制成，使得其相应地是柔性的和成本低的，并且还具有良好的导光性能。

特别地，光导体58布置在面板12和印刷电路板34之间，其中光导体由于其柔性而被挤压，只要车辆乘员操纵设置在面板12上的切换符号16。光导体58可以构造成，使得借助压力，即光导体58的挤压来取消光导体58的全反射，使得光可以在挤压部位处离开光导体58。

面板12可以由双组份注塑件组成，该双组份注塑件是部分导电的。

借助图2在下面阐述如何制造或改装相应的机动车操作装置10。

首先，提供印刷电路板34，在其上设置至少一个相应的光源，例如搜索照明光源60和/或功能光源44，以便背光照亮切换符号16或功能显示面17。然后提供面板承载件64，其在图2所示的实施方式中由光井模块18形成。替代地，也可以使用基本模块36，如图6和11所示。

随后，从多个存在的面板12中选择一个所设置的面板12，在面板上存在对应的切换符号16，其对应于已选择的期望的附加功能。然后，面板12通过模块化接口39与面板承载件64耦联，其中这通过相应的固定元件30和开口32实现，使得所选择的面板12固定在光井模块18上。

如已经阐述的那样，光井模块18在此具有光井22，光井与布置在印刷电路板34上的光源相关联，使得相应选择的切换符号16可以在所选择的面板12上被背光照亮，只要它们应示出搜索照明装置56或功能的状态。

然后，通过控制和评估单元，特别印刷电路板34的控制和评估单元，来限定与在面板12上存在的切换符号16相关联的相应的传感器28。这确保了机动车操作装置10以期望的方式起作用，也就是说，相应的功能实际上也与每个存在的切换符号16相关联。这可以通过软件更新或安装相应的软件以简单的方式实现。

如果机动车操作装置10已经在运行并且随后期望附加的功能，则这也可以以简单的方式来实现，其方式在于：更换面板12并且新的面板12借助相应更多的符号16与光井模块18耦联。

随后，相应的光井22或与光井22相关联的传感器28必须经由控制和评估单元，特别是印刷电路板34的控制和评估单元来编程，以便相应地接通新的切换功能，这些新的切换功能现在通过新的切换符号16呈现。

在这方面可行的是，随后还可以接通功能，其方式是：更换面板12并且通过控制和评估单元相应地接通传感器28。

因此，通常产生柔性的可使用的机动车操作装置10，该机动操作装置此外紧凑地构成，其中相应的切换符号16和功能显示面17能够完全且均匀地被照亮。

Claims (9)

1.一种用于机动车内部空间的机动车操作装置(10)，具有面板(12)和印刷电路板(34)，其中，所述面板(12)包括操作表面(14)，在该操作表面上示出至少一个待操纵的切换符号(16)，所述切换符号能由光源(44、60)背光照亮，其中所述光源(44 、60 )与通向操作表面(14)的光井(22)相关联，其中由所述光源(44、60)发出的光沿着形成通道的所述光井(22)伸展并且将至少一个待操纵的所述切换符号(16)背光照亮，其中所述光井(22)构成在与面板(12)和印刷电路板(34)分开构成的光井模块(18)上，并且所述光井(22)完全延伸穿过所述光井模块(18)的基本体，并且所述光井模块(18)具有至少一个导电部段(24)，所述导电部段同样完全延伸穿过所述基本体并且具有与所述切换符号(16)相关联的传感器面(26)，其中所述传感器面(26)包围所述光井(22)。

2.根据权利要求1所述的机动车操作装置(10)，其特征在于，所述至少一个传感器面(26)与传感器(28)相关联，所述传感器检测对相关联的切换符号(16)的接近、接触和/或操纵。

3.根据上述权利要求中任一项所述的机动车操作装置(10)，其特征在于，所述面板(12)可更换地固定在所述光井模块(18)上。

4.根据权利要求1或2所述的机动车操作装置(10)，其特征在于，所述光井(22)构造成，使得光在内面上全反射。

5.根据权利要求1或2所述的机动车操作装置(10)，其特征在于，在所述操作表面(14)上设有功能显示面(17)，通过所述功能显示面能显示相关联的功能的状态。

6.根据权利要求1或2所述的机动车操作装置(10)，其特征在于，所述机动车操作装置(10)具有搜索照明装置(56)，所述搜索照明装置包括至少一个搜索照明光源(60)和相关联的光导体(58)。

7.根据权利要求6所述的机动车操作装置(10)，其特征在于，所述光导体(58)形成为，使得通过所述光导体(58)传递的光在其边界面处被全反射，其中，所述光导体(58)具有出射面(62)，光能在所述出射面处射出。

8.一种用于制造机动车操作装置的方法，具有以下步骤：

-提供印刷电路板(34)，在其上设置至少一个光源(44、60)，

-提供模块化构造的面板承载件(64)，

-从能与模块化构造的面板承载件(64)耦联的多个能更换的替代的面板(12)中选择一个面板，其中多个能更换的替代的面板(12)中的仅一个同时与所述面板承载件(64)耦联，以及

-将选择的面板(12)固定到面板承载件(64)上，

其中，所述印刷电路板(34)或面板承载件(64)包括至少一个与光源(44、60)相关联的光井(22)，

所述面板(12)包括操作表面(14)，在该操作表面上示出至少一个待操纵的切换符号(16)，

其中由所述光源(44、60)发出的光沿着形成通道的所述光井(22)伸展，并且将至少一个待操纵的所述切换符号(16)背光照亮，

其中所述光井(22)构成在与面板(12)和印刷电路板(34)分开构成的光井模块(18)上，并且所述光井(22)完全延伸穿过所述光井模块(18)的基本体，

其中所述光井模块(18)具有至少一个导电部段(24)，所述导电部段同样完全延伸穿过所述基本体并且具有与所述切换符号(16)相关联的传感器面(26)，其中所述传感器面(26)包围所述光井(22)，并且

其中接通所设置的传感器(28)，所述传感器与切换符号(16)相关联，所述切换符号设置在所述面板(12)的操作表面(14)上。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述面板承载件(64)由光井模块(18)或基本模块(36)形成。

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