CN116736431A - 用于选择性地显示若干符号的功能显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种功能显示器，具有至少一个光导，光导具有平面的显示部分，该显示部分具有两个相对置的主表面，其作为显示面面向观看者，而另外的主表面背离观看者，光导还具有至少两个光输入部分；多个光源，光经由光导的多个光输入部分中的紧邻相应光源的光输入部分中的一个射入到光导中；光导显示部分的主表面中的至少一个主表面借助于多个引入到相应主表面中、造成光折射和/或光散射的微结构而表面结构化，以使至少两个表面结构化的界面区域作为光导中的相应主表面的子区域；子区域从观看者角度在横向方向上错开地布置且表示符号；当分别激活光源时，由于表面结构化的界面区域中光折射和/或光散射造成射入到光导中的光向着观看者射出。

Description

用于选择性地显示若干符号的功能显示器
技术领域
本发明涉及一种用于选择性地显示表示相应的开关功能和/或开关状态的若干符号的功能显示器。
背景技术
例如在多功能控制元件中需要这种功能显示器，以可视化与控制元件相关联的切换功能和/或切换状态。为此经常使用电子像素矩阵显示器。然而，它们都比较昂贵，并且由于它们大多为矩形形状，限制了创新的设计和放置。此外，电子像素矩阵显示器在显示静态显示内容时经常会出现“老化”，即，即使当关闭显示器时由于对显示器成像层的光学可感知损坏而关闭时，显示内容仍持续且不期望地可见。此外，这种电子像素矩阵显示器的耗电量相对较高。再者，在某些应用中，因为有受伤的风险，例如在头部碰撞的情况下，禁止使用普通的电子像素矩阵显示器。作为像素矩阵显示器的替代，已知借助于用作显示面的主表面上的表面结构使光源的射入光导的端面内的光针对性地射出，其中设有表面结构的区域仅局部地设置，并显示符号或类似物。在此，缺点是，每个光导只能背光一个符号，因为如果试图在单个光导中通过表面结构化区域设置多个符号，则由于在光导中不受控制的光传播会出现多个符号的同时背光。另一种解决方案是为每个符号设置正好一个光导并堆叠这些光导。但这在符号数量相同的情况下导致相对体积庞大的功能显示器，并且由于光导数目大而具有这样的缺点，即不仅功能显示器的透明度受到影响，而且对比度变差，因此在堆叠的远离观看者的下部光导上的符号的可视化也变差。例如，这最终导致观看者、尤其是驾驶员，错误估计例如实际的开关状态。
发明内容
在该背景下本发明的目的是，提供一种具有选择性地激活多个符号中的单个符号的背光的可能性的功能显示器，其中能够节省结构空间并提高符号的可视性，但同时不影响在功能显示器设计中的创造自由度，制造成本低，节能可靠和/或减少受伤风险，尤其是在头部碰撞的情况下的受伤风险。
该目的通过根据权利要求1的功能显示器实现。集成功能显示器和因此相应有利的控制元件以及包含操作元件的方向盘是相应的并列权利要求的主题。有利的设计是相应的从属权利要求的主题。应当注意，权利要求中单独列出的特征可以以任何技术上合理的方式彼此组合，并且表明本发明的其他设计。本说明书，尤其结合附图附加地描述和说明了本发明。
本发明涉及一种特别是用于机动车辆的功能显示器，用于选择性地显示多个代表相应的开关功能和/或开关状态的符号。选择性显示不仅理解为可选地从多个预定的符号显示不同的符号，这在本解决方案中通过从许多光源中选择性地选择一个或多个光源并给其通电来实现，而且理解为打开和关闭光源，以便有选择地通过激活背光使符号在视觉上呈现给观看者，或通过关闭背光，让符号对观看者而言尽可能将近消失。
根据本发明的功能显示器包括至少一个由透明或半透明材料制成的光导。所述光导具有平面的显示部分，该显示部分具有两个相对置的主表面，其中主表面在功能显示器的常规的布置中面向观看者、例如车辆驾驶员并且是显示面，而另外的主表面背离观看者。光导的显示部分例如具有两个相对置的、优选彼此平行延伸的主表面，它们经由端面连接，所述端面与光导的主表面构成共同的边缘，例如在光导的窄侧和纵向侧上。例如，端面与光导的至少一个主表面或两个主表面正交。例如，构成光导的材料是塑料，优选热塑性塑料，例如聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或玻璃材料。主表面例如可以理解为光导的具有最大表面积的那些表面。优选地，除了下面描述的表面结构化之外，主表面基本上是平坦地设计。光导可以设有透明或半透明涂层，例如清漆涂层。光导还具有至少两个光输入部分。例如，显示部分和多个光输入部分一体地构成。在此，光输入部分分别构造成显示部分的拉环形的突出部。根据另外一个设计，光输入部分和显示部分分别构造成光导的彼此可分离部分。在一个设计中，光输入部分和显示部分具有相同的，例如垂直于面向观看者的主表面而确定的材料厚度。
根据本发明，功能显示器具有两个光源，它们布置成，其光分别经由光导的光输入部分中的紧邻的一个射入到光导中，并且从观看者的视角在横向方向上被进一步引导到光导的显示部分中。优选地，对于每个光输入部分，正好设置一个紧邻的光源。
根据本发明，显示部分的主表面中的至少一个，借助于多个引入到相应主表面中的、造成光折射和/或光散射的微结构而表面结构化，以构造成至少两个表面结构化的边界表面区域作为光导中的相应主表面的子区域，其中所述两个表面结构化的边界表面区域从观看者的角度来看在横向方向上错开地布置并且分别表示一个符号。优选地，表面结构化的边界表面区域不重叠，并且更优选地，表面结构化的边界表面区域彼此间隔地布置。作为微观结构例如理解为主表面上的单个隆起或主表面上单个凹陷。在此，每个微结构的最大尺寸在1至50μm的范围内，优选在1至25μm的范围内。优选地，微结构在主表面的整个表面结构化区域上均匀间隔分布地布置。优选地，面向观看者的主表面设有微结构。例如，微结构金字塔形或棱柱形地成形。优选地，微结构是同样形状地构成，更优选地，它们不仅一致地成形，而且具有一致的取向。当每个微观结构通过设想的只是线性的设想移动能够映射到相邻微结构时，例如在平坦的主表面中得到一致的取向。甚至更优选地，微结构构成为，使得它们产生从光导射出的准直光束，该准直光束源自光源并且先前经由端面进入光导。
在分别激活光源时，根据本发明，由于表面结构化的边界表面区域中的光折射和/或光散射导致射入到光导中的光向着观看者的方向光射出，从而使由表面结构化的边界表面区域显示的符号为观看者可见。所述表面结构化通过光折射和/或光散射导致，例如与相关主表面的平坦的设计相比向着观看者的方向的增强的光射出。例如，由于微结构光分别以这样的角度射到由微结构预定的界面：所述角度不满足全反射条件，使得光L、L’在微结构区域中离开光导。通过功能显示器的根据本发明的设计，每个光导设置了多个背光符号，由于经由单独的光输入部分的单独背光而能够使所述背光符合彼此独立地并且选择性地背光。由于每个光导可以是多个符号的载体，因此可以减少光导的数量，这不仅节省了结构空间，而且提高了功能显示器的显示质量。
为了改善光射入和/或使光源的光发射特性适应于光输入部分的用于光射入光导而确定的入射面，优选地在光导和光源之间布置透镜或将透镜结构加入到入射面。
根据本发明，还设置了用于光输入部分和/或光源的相互遮光的装置。例如，所述装置被设计成使得已经射入到光输入部分中的光尽可能不会射出并射入到相邻的光输入部分中。附加地或替换地，所述装置被设计成使得光源的光尽可能只传输给关联的、紧邻的光输入部分，而周围的、非关联的光输入部分相对于非关联光源被遮蔽。
优选地，用于相互遮光的装置具有相应的光输入部分的不透明涂层。例如，不透明涂层至少设置在光输入部分的面向相邻的光输入部分的表面上。
所述用于相互遮光的装置具有至少一个隔板，所述隔板具有向着关联的光输入部分敞开的隔板开口。
优选地，光导的光输入部分和表面结构化的边界表面区域布置成，每个表面结构化的边界表面区域与一个光输入部分相对置，更优选地彼此紧邻地对置。因此，抑制了光输入部分的光除了相应关联的表面结构化的边界表面区域之外到达同一光导的其它的表面结构化的边界表面区域。
为此，光导的光输入部分和表面结构化的边界表面区域优选地布置成，每次射入到光输入部分中的光在光导中没有内反射的情况下不会到达多于一个表面结构化的边界表面区域。
光导的光输入部分优选地布置成，其延伸方向在光传播方向上总是看不相交并且例如相互平行。
光导的光输入部分优选地总是具有一对相对置的侧翼，借助所述侧翼相应的光输入部分汇入于显示部分，所述侧翼的设想的切向延伸限定了关联的显示部分中的设想部分体积，在所述设想的部分体积内仅分别正好布置一个表面结构化的边界表面区域。
显示部分优选地减少反射地涂覆，以获得通常也称为抗反射涂层或保护层的涂层。它有例如通过涂层中的光吸收来减少与未涂覆的端面相比在所涂覆端面处反射到光导中的光的量的任务。除了光输入部分的为光源的光设置的光入射区域之外，这可以全面地施加。
优选地设置，在每个导体仅激活与光输入部分关联的光源的情况下，正好一个表面结构化的边界表面区域的光辐射的最大光密度相对于其余的表面结构化的边界表面区域占主导地位，即最亮，而其余的表面结构化的边界表面区域的同时确定的相应最大光密度不大于占主导地位的表面结构化的边界表面区域的最大光密度的百分之二。
光输入部分优选地分别具有面向紧邻的光源的入射面，所述入射面不垂直于光导的显示部分的主表面。光输入部分的入射面优选地平行于光导的显示部分的至少一个主表面。
在一个设计中，从观看者的角度来看，光源分别布置在紧邻的光输入部分的旁边。优选地，从观看者的角度来看，光源分别布置在紧邻的光输入部分的下方。
表面结构化例如通过激光烧蚀引入光导的显示部分中。所述表面结构化的边界表面区域优选地通过压制和/或模塑产生。例如，通过真空成型或借助于工具压铸成型将微结构引入到相应的主表面或表面中，其中工具的造型表面预设要传输到光导的显示部分上的结构。
根据一种优选的设计设置，光导的表面结构化的边界表面区域具有均匀形成的三维微结构。还更优选地，平均数密度分别在每平方毫米400至7.000的范围内，最优选在每平方毫米400至4000的范围内。已经表明在光源接通的状态下，这种数密度产生了足以进行光学识别的亮度分布，另一方面当光源断开时不引人注意，使得表面结构化区域在预期的观察距离下无法被“非武装”眼睛识别，特别是透过功能显示器的可能进行的透视不受干扰。
对于功能显示器的每个光导，显示部分的所有表面结构化的边界表面区域在显示部分的对观看者可见的相应主表面上的面积占比不大于0.5，优选不大于0.3。
功能显示器优选地包括以堆叠形式布置的多个光导，其中至少一个设有多个表示符号的表面结构化的边界表面区域，更优选地，所有都设有表示符号的多个表面结构化的边界表面区域。
根据一种优选的设计，显示部分在表面结构化的边界表面区域以外的区域内对于观看者透明地构造。
为了避免光导中的不希望的光传播，特别是当外来光影响时，根据一种优选的实施形式，光导在至少一个端面，优选在与面向光源的端面相对置的端面上，具有减反射涂层，所述涂层通常也称为抗反射涂层或保护层。它有例如通过涂层中的光吸收来减少与未涂覆的端面相比在所涂覆端面上反射到光导中的光的量的任务。这可以全面地施加，除了例如为光源的光设置的光入射区域之外。本发明还涉及具有特定用于触摸或操作的控制部的控制元件，其中上述实施形式之一的功能显示器集成在所述控制部内。控制元件例如具有用于将控制元件固定在车辆部件上的脚，所述车辆部件例如是仪表板、乘客室的面板或者特别是在机动车方向盘的方向盘轮缘。在此，例如，例如用作显示面的主表面构成控制元件的特定用于触摸或操作的控制部，或者它在至少局部透明的构成控制表面的隔板下布置成，使得主表面通过隔板可见。控制部例如构成为至少一个悬臂杆臂。悬臂杆臂例如借助于固态接头一侧安装在脚上，以便当垂直作用在控制表面上操作力作用时，能够实现控制部围绕设想的枢转轴线逆着相对于脚的恢复力的枢转。另外例如设置了装置，以检测控制部和脚之间的枢转量。构件的通过弯曲允许两个刚体区域之间枢转的区域称为固态接头。固态接头确保了脚上控制部的无隙和因此无噪音支承。脚和控制部例如由热塑性材料构成，例如聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。根据本发明的控制元件特别适用于这样的设计，其中围绕设想的枢转轴线A从未操作静止位置到操作的最大的枢转位置的最大枢转量小于10°，优选小于5°
本发明还涉及一种方向盘，其例如具有方向盘轮毂、至少一个方向盘轮辐和由方向盘轮辐支撑的方向盘轮缘。在上述实施形式之一中，根据本发明的方向盘还具有功能显示器。优选地，功能显示器是固定到方向盘上的控制元件的组成部分。例如，控制元件的脚防转动地固定在方向盘轮缘上。优选地，功能显示器的显示面布置在方向盘轮缘和方向盘轮毂或方向盘的覆盖方向盘轮毂的缓冲器之间。
下面参照附图详细地解释本发明和技术环境。应当注意，附图示出了本发明的特别优选的实施变型，但这不限于此。
附图说明
附图示意地示出：
图1是根据本发明的功能显示器1的实施形式的示意俯视图；
图2是根据本发明的控制元件10的一种实施形式的示意性截面图，该控制元件具有根据本发明的功能显示器1的另一种实施形式；
图3是根据本发明的控制元件10的另一实施形式的示意性截面图，该控制元件具有根据本发明1的功能显示器的另一种实施形式；
图4是根据本发明的具有两个根据本发明的控制元件10的方向盘20的实施形式的俯视图。
具体实施方式
图1示意性地示出了功能显示器1的一个根据本发明的实施形式，该功能显示器用于选择性的显示正好一个或同时显示多个符号，所述符号分别表示切换功能和/或切换状态，例如警告闪烁符号等。尤其将光源的打开和关闭理解为选择性的显示，
以选择性地通过激活背光为观看者B光学地显示符号，或者通过关闭背光，让符号7对于观看者B几乎消失。在此，光源的两个状态应分别对应不同的开关状态，即车辆部件的功能状态。符号在图1中由字母A和B显示。根据本发明，功能显示器1包括由透明或半透明材料构成的光导2。光导2有一个平面显示部分2a和多个光输入部分2b、2b′，这里每个光导2有两个。每个光输入部分2b、2b′通过紧邻的布置分别被分配一个或多个光源14、14′。在所示的实施形式中，每个光输入部分2b、2b’正好设置了一个光源14’，光L、L’经由各个相关的光输入部分2b、2b’射入光导2中、特别是显示部分2a中。在此，从观看者的角度来看，光射入发生在横向上，如图1所示，图1显示了功能显示器1的方向，该方向与功能显示器1在常规安装位置的方向相对应。
平面显示部分具有两个相对置的主表面8、9，其中主表面8在功能显示器1的常规布置中面向观看者，例如车辆驾驶员，并且是显示平面，而另一主表面9布置为背离观看者。作为主表面8、9，理解为具有最大表面积的光导2的那些表面。主表面8、9经由端面连接并构成显示部分2a的窄侧。光导2例如由透明或半透明的热塑性塑料构成，其中显示部分2a与分别构造为拉环状延伸的光输入部分2b、2b′一体地连接。除了下面描述的表面结构外，主表面8、9被设计为基本平坦和光滑。根据本发明，光导2的主表面8、9中的至少一个，这里面向观看者B的主表面8通过引入到主表面8中的多个造成光折射和/或光散射的微结构而部分地表面结构化，其被称为表面结构化的边界表面区域6a、6b，并在这里分别显示符号A和B。
从图1中可以看出，光输入部分2b、2b’布置成，使得当分别从光传播方向观看时，它们的延伸方向彼此不相交，并且在此基本上彼此平行。光导2的表面结构化的边界表面区域6a、6b在此以这样一种方式彼此错开地布置，即每个表面结构化的边界表面区域6a、6b正好与一个光输入部分2b、2b’紧邻地对置。由此，抑制了光输入部分2b、2b′的光除了相应的相关的表面结构化的边界表面区域6a、6b之外还到达同一光导2的其他表面结构化的边界表面区域6a、6b。为此，光导2的光输入部分2b、2b′和表面结构化的边界表面区域6a、6b以这样的方式布置，即分别射入到光输入部分2a、2b′中的光L、L′不会在光导2中没有内部反射的情况下而到达多于一个的表面结构化的边界表面区域6a、6b。
如图1进一步所示，光导2的光输入部分2b、2b’分别形成一对相对置的侧翼，这些侧翼汇入显示部分2a，其中这些侧翼的设想的切向延伸限定了显示部分2a中的设想的部分体积，在所述设想的部分体积内，分别仅正好布置一个表面结构化的边界表面区域，即6a布置在光输入部分2b的设想的延伸的部分体积中，而6b布置在光输入部分2b′的设想的延伸的部分体积内。
此外，显示部分2a被以减少反射的方式涂覆，以获得层5，该层通常也称为抗反射涂层或保护层。它有例如通过涂层中的光吸收来减少与未涂覆的端面相比在所涂覆端面上反射到光导中的光的量的任务。这可以全面地施加，除了例如光输入部分的为光源的光设置的光入射区域之外。
因此，实现了在每个导体2仅激活与光输入部分2b或2b’关联的光源14或14′的情况下，正好一个表面结构化的边界表面区域6a或6b的光辐射的最大光密度相对于其余的表面结构化的边界表面区域6b或6a占主导地位，即最亮，而其余的表面结构化的边界表面区域6b或6a的同时确定的相应最大光密度不大于占主导地位的表面结构化的边界表面区域6a或6b的最大光密度的百分之二。
在所示的实施形式中，作为微结构被理解为主表面8中的单个凹陷，其最大尺寸在1至999μm的范围内，优选在1至25μm范围内。优选地，微结构均匀间隔，但仅分布布置在主表面8的表面结构化的边界表面区域6a、6b上。在此，所有微结构都是均匀形成的并且具有一致的取向，并且这样地构造，使得它们产生从光导2射出的、由光L或L’组成的准直光束，所述光来源于光源14或14′，并预先经由光输入部分2b或2b’进入了光导2的显示部分2a。
在分别激活光源14、14’时，由于表面结构化的边界表面区域6a、6b中的光折射和/或光散射导致射入到光导2中的光L向着观看者B的方向光射出，从而使由表面结构化的边界表面区域6a或6b产生的和照亮的符号，这里是A和B，为观看者可见。
表面结构化通过光折射和/或光散射导致，例如与相关主表面8的平坦且因此非表面结构化的设计相比，向观看者的方向的增强的光射出，这可以如下地解释，即由于微结构光L、L’分别以这样的角度射到由微结构预定的界面：所述角度不满足全反射条件，使得光L、L’在表面结构化的边界表面区域6a或6a中由于微结构化而离开光导2的显示部分2a。6b，因为微结构。表面结构化的边界表面区域6a、6b将例如符号正面地显示为图像、其反向图示或为其轮廓。
根据本发明，还设置了用于光输入部分2b、2b′和光源14、14′的相互遮光的装置3、4。这些包括这样设计的装置，即已经射入到光输入部分2b中的光L，L’尽可能不会射出并射入到相邻的光输入部分2b’中，反之亦然。这例如通过在光输入部分2a、2b′表面上的每个面向相邻的光输入部分2b′、2b的表面上涂上不透明涂层3来实现。此外，这些装置3、4包括隔板4，该隔板确保光源14、14′的光L、L′尽可能只传输给关联的、紧邻的光输入部分2b、2b′，而周围的、非关联的光输入部分相对于非关联光源被遮蔽，这在这里通过多块具有分别向关联的光输入部分2b、2b′敞开的隔板孔洞来实现。为了避免光导2中的不希望的光传播，特别是当外来光影响时，光导2在至少一个端面，优选在背离光源14、14’的端面上，具有减反射涂层5，所述涂层通常也称为抗反射涂层或保护层。它有例如通过涂层中的光吸收来减少与未涂覆的端面相比在所涂覆端面上反射到光导2中的光L、L′的光量的任务。这可以在圆周上涂覆，除了例如光输入部分2b、2b’的为光源14，14的光L、L′设置的光入射区域之外。该减反射涂层5例如具有光学折射率，该光学折射率在数值上介于空气的折射率和光导2的材料的折射率之间。
图2示出了本发明10的控制元件10的一种实施形式，其包括根据本发明的功能显示器1的另一种实施形式，并且该实施形式与图1中的实施形式的不同之处在于设置了光导2的堆叠。该控制元件10具有用于将控制元件1固定在车辆部件上的脚19，车辆部件例如是仪表板、乘客室的面板或者特别是在机动车方向盘的方向盘轮缘11。根据本发明的控制元件10还包括限定控制表面21的控制部20，该控制部构成为悬臂杆臂。控制部20或悬臂杆臂借助于固态接头22一侧安装在脚19上，以便当垂直作用在控制表面21上操作力作用时，能够实现控制部20围绕设想的、由固态接头22限定的枢转轴线A逆着相对于脚3的恢复力的枢转。固态接头22由脚3和控制部2之间的一体式连接构成。恢复力例如基本上由固态接头22的变形产生。另外设置了装置16，以检测控制部20和脚19之间的枢转量，例如，借助于具有接触感测系统的装置，诸如机电或电阻感测装置，或者优选具有非接触感测系统的装置，诸如光学、电容或电感感测装置。根据本发明的控制元件1特别适用于这样的设计，其中围绕设想的枢转轴线A从图2所示的未操作静止位置到最大可行的操作的枢转位置的最大枢转量小于10°，优选小于5°。
根据本发明，还设置了由未示出的电子操控设备施加电操控信号的致动器15，用于产生主动触觉反馈,也称为触觉可感知反馈，其中致动器15优选地仅固定在控制部20上。优选地，致动器15是基于惯性、基于电机的致动器，例如在其旋转驱动轴上相对于其重心固定了偏心安装的质量的电机，或者是磁线圈致动器或压电致动器或线性宽带致动器，例如音圈致动器(英文名称：Voice-Coil-Actuator)或线性谐振致动器。优选地，致动器15通过力锁合或材料锁合连接而固定在控制部20上，例如通过螺钉拧紧或胶粘。通过仅仅固定在控制部20上，防止或至少最小化了结构噪声耦合到方向盘轮缘11中并因此耦合到车辆部件中。
检测枢转度的装置16构造用于感测脚19和控制部20之间的相对运动、优选接近，优选无接触地感测，例如电容、光学和/或感应地检测。由于由固态接头22所实现的控制部20的无间隙支承与(优选非接触)检测枢转度的装置配合，得到操作力的低滞后至无滞后的检测，其例如提供用于触发开关功能或控制功能或至少光学、声学或触觉可感知的输出的输出。
控制表面21由部分透明的隔板7构成，该隔板向观看者B提供布置在下面的功能显示器1的显示区域的视图。功能显示器1包括多个光导2的堆叠，其显示部分2a基本上透明地构造，以保证观看者B或操作者透过功能显示器1的显示部分2a到位于下方的控制区、如仪表板的仪表的无障碍视野。光导2分别由热塑性塑料、特别是由热塑性塑料膜，和通过反向注射与塑料膜材料锁合地连接的热塑性层构成，并且它们的显示部分2a分别由设置在光导2的显示部分2a之间的气隙17隔开。光导2的显示部分2a分别构成了至少一个面向观看者的主表面8，而光导2的更靠近观看者B的两个上部显示部分2a分别具有背离观看者B主表面9，所述主表面面向在堆叠方向上紧邻的显示部分2a。每个光导2均对应有多个光源14，即多个SMD结构的发光二极管，这些光源被布置成使得由它们产生的光经由光导2的相对于堆叠方向的侧向、拉环形的光输入部分2b射入到对应的光导2中。
在图2的图示中，每个光导2的两个光输入部分2b中只有一个是可见的，并且只有一个关联的紧邻的光源14是可见的。光输入部分2b的数量对应于可由相应光导2表示的符号的数量。同样，每个光导2的光源14的数量至少对应于每个光导2可表示的符号的数量。在光导2的显示部分2a的至少一个主表面8、9中，由通过冲压引入由多个微结构构成的表面结构化的边界表面区域6a，这些表面结构化的边界表面区域确保光从相应的光导2向观看者B的方向射出。表面结构化的边界表面区域6a以符号的形式施加，所述符号当关联的光源14被激活时对于观看者B变得可见。微结构分别相同形式地构成，直径为1至25μm。微结构可以设置在面向观看者B的主表面8和/或背离观看者B的主表面9中。
光导2的显示部分2a至少在表面结构化的边界表面区域6a以外是透明的，所述表面结构化的边界表面区域仅代表相应主表面8、9的部分表面，从而所有光导2的大部分显示部分2a保持透明，并且确保例如透过功能显示器1的可视性，以允许观看者B透过功能显示器1关注其他显示或道路路线。由此能够例如实现将控制元件10放置在方向盘上，例如在方向盘轮毂和方向盘轮缘之间的区域中，而不妨碍到仪表板上的视线。在光导2(优选地堆叠的所有光导2)的表面结构化的边界表面区域6a在控制表面21上的垂直投影中，所投影的表面结构化的边界表面区域6a不重叠，以便能够通过使用每个光导2的各种光源14而使不同的符号清晰可见。
为了在此分别避免向着相邻光导2以及向着同一光导2的其他表面结构化的边界表面区域(例如图1中所示并用6b表示的表面结构化的边界表面区域)的方向上的不希望的光散射或光辐射，设置了用于遮光的装置3、4。这些装置包括隔板4和不透明涂层3，所述隔板具有面向光导2的光输入部分2b的隔板孔，所述不透明涂层被施加到光输入部分2a的表面，特别是面向同一光导2的相邻光输入部分2b的表面。
图3示出了根据本发明的控制元件10的另一个实施形式，其还包括根据本发明的功能显示器1的另一实施形式。它在光输入部分2b的设计和光源14的放置上与上述实施形式基本不同。该控制元件10也具有用于将控制元件1固定在车辆部件上的脚19，所述车辆部件例如是仪表板、乘客室的面板或者特别是在机动车方向盘的方向盘轮缘11。根据本发明的控制元件10还包括限定控制表面21的控制部20，该控制部构成为悬臂杆臂。控制部20或悬臂杆臂借助于固态接头22一侧安装在脚19上，以便当垂直作用在控制表面21上操作力作用时，能够实现控制部20围绕设想的、由固态接头22限定的枢转轴线A逆着相对于脚3的恢复力的枢转。固态接头22由脚3和控制部2之间的一体式连接构成。恢复力例如基本上由固态接头22的变形产生。另外设置了装置16，以检测控制部20和脚19之间的枢转量，另外设置了装置16，以检测控制部20和脚19之间的枢转量，例如，借助于具有接触感测系统的装置，诸如机电或电阻感测装置，或者优选具有非接触感测系统的装置，诸如光学、电容或电感感测装置。根据本发明的控制元件1特别适用于这样的设计，其中围绕设想的枢转轴线A从图2所示的未操作静止位置到最大可行的操作的枢转位置的最大枢转量小于10°，优选小于5°。
根据本发明，还设置了由未示出的电子操控设备施加电操控信号的致动器15，用于产生主动触觉反馈(也称为触觉可感知反馈)，其中致动器15优选地仅固定在控制部20上。优选地，致动器15是基于惯性、基于电机的致动器，例如在其旋转驱动轴上相对于其重心固定了偏心安装的质量的电机，或者是磁线圈致动器或压电致动器或线性宽带致动器，例如音圈致动器(英文名称：Voice-Coil-Actuator)或线性谐振致动器。优选地，致动器15通过力锁合或材料锁合连接而固定在控制部20上，例如通过旋紧或胶粘。通过仅仅固定在控制部20上，防止或至少最小化了结构噪声耦合到方向盘轮缘11中并因此耦合到车辆部件中。
检测枢转度的装置16构造用于优选无接触地，例如电容、光学和/或感应地，检测脚19和控制部20之间的相对运动，优选接近。由于由固态接头22所实现的控制部20的无间隙支承与(优选非接触)检测枢转度的装置16配合，得到操作力的低滞后至无滞后的检测，其例如提供用于触发开关功能或控制功能或至少光学、声学或触觉可感知的输出的输出。
控制表面21由部分透明的覆盖层7构成，该覆盖层向观看者B提供布置在下面的功能显示器1的显示区域的视图。功能显示器1包括多个光导2的堆叠，其显示部分2a基本上透明地构造，以保证观看者B或操作者透过功能显示器1的显示部分2a到位于下方的控制区、如仪表板的仪表的无障碍视野。光导2分别由热塑性塑料、特别是由热塑性塑料膜，和通过反向注射与塑料膜材料锁合地连接的热塑性层构成，并且它们的显示部分2a分别由设置在光导2的显示部分2a之间的气隙17隔开。光导2的显示部分2a分别构成了至少一个面向观看者的主表面8，而光导2的更靠近观看者B的两个上部显示部分2a分别具有背离观看者B主表面9，所述主表面面向在堆叠方向上紧邻的显示部分2a。每个光导2均对应有多个光源14，即多个SMD结构的发光二极管，这些光源被布置成使得由它们产生的光经由光导2的相对于堆叠方向的侧向、拉环形的光输入部分2b射入到对应的光导2中。
在图3的图示中，又是分别每个光导2仅有一个光输入部分2b是可见的，并且只有一个关联的紧邻的光源14是可见的。每个光导2光输入部分2b的数量对应于可由相应光导2表示的符号的数量。同样，每个光导2的光源14的数量至少对应于每个光导2可表示的符号的数量。在光导2的显示部分2a的至少一个主表面8、9中，由通过冲压引入由多个微结构构成的表面结构化的边界表面区域6a，这些表面结构化的边界表面区域确保光从相应的光导2的相应的显示部分2a向观看者B的方向射出。表面结构化的边界表面区域6a以符号的形式施加，所述符号当关联的光源14被激活时对于观看者B变得可见。微结构分别相同形式地构成，直径为1至25μm。微结构可以设置在面向观看者B的主表面8和/或背离观看者B的主表面9中。
光导2的显示部分2a至少在表面结构化的边界表面区域6a以外是透明的，表面结构化的边界表面区域仅代表相应主表面8、9的部分表面，从而所有光导2的大部分显示部分2a保持透明，并且确保例如透过功能显示器1的可视性，以允许观看者B透过功能显示器1关注其他显示或道路路线。由此能够例如实现将控制元件10放置在方向盘上，例如在方向盘轮毂和方向盘轮缘之间的区域中，而不妨碍到仪表板上的视线。在光导2(优选地堆叠的所有光导2)的表面结构化的边界表面区域6a在控制表面21上的垂直投影中，所投影的表面结构化的边界表面区域6a不重叠，以便能够通过使用每个光导2的各种光源14而使不同的符号清晰可见。
与图2所示的实施形式相区别地，光源14不仅从观看者B的角度相对于光导2的显示部分2a横向地布置，而且从观看者的角度布置在紧邻的光输入部分2b下方，这些光源分别具有L形弯曲的截面。在该实施形式中造成，所有的光输入部分2b都具有面向紧邻的光源14的入射表面，与图2的实施形式不同，该入射表面不垂直于光导2的显示部分2a的主表面8、9，而是平行于光导2的显示部分2a的主表面8、9。为了在此分别避免向着相邻光导2以及向着同一光导2的其他表面结构化的边界表面区域(例如图1中所示并用6b表示的表面结构化的边界表面区域)的方向上的不希望的光散射或光辐射，设置了用于遮光的装置3。这些装置包括不透明涂层3，所述不透明涂层布置成，使得它使光导2的光输入部分2b相互分开以及不同光导2的光输入部分2b不透明地相互分开。为了在每个光输入部分2b中获得用于光重定向的内反射表面18，光输入部分2b局部未涂覆。
如图4所示，本发明还涉及方向盘20。方向盘20具有覆盖方向盘轮毂的缓冲器、至少一个方向盘轮辐和由方向盘轮辐支撑的方向盘轮缘11。根据本发明的方向盘20还具有两个功能显示器1，每个功能显示器分别是固定到方向盘20上的控制元件10的组成部分，并且集成到相应的控制部中，该控制部可枢转地安装在控制元件10的脚上。在此，控制元件10的脚防转动地固定在方向盘轮缘11上。功能显示器1的大致透明的显示表面设置在方向盘轮缘11和方向盘轮毂或方向盘20的覆盖方向盘轮毂的缓冲器之间。随着属于功能显示器1的光源的选择性激活，依据该选择，在功能显示器1的显示面的区域中的表现不同符号的表面结构化的边界表面区域6a、6b对于观看者(即驾驶员)可见，而由于功能显示器1的透明度，对于驾驶员，位于方向盘20后面的仪表板或者器仪表在其余区域中是可见的。

Claims (19)

1.一种功能显示器(1)，用于选择性地显示表示相应开关功能和/或开关状态的若干符号，尤其是用于机动车辆，包括：
至少一个由透明或半透明材料制成的光导(2)，其中，所述光导包括平面的显示部分(2a)，该显示部分具有两个相对的主表面(8，9)，其中主表面(8)作为显示面面向观看者(B)，而另外的主表面(9)背离观看者(B)，并且所述光导(2)还具有至少两个光输入部分(2b)；
多个光源(14，14′)，其光(L)分别经由所述光导(2)的多个光输入部分(2b，2b′)中的紧邻相应光源的光输入部分(2b，2b′)中的一个射入到所述光导(2)中，并且从观看者的视角(B)在横向方向上被进一步引导到所述显示部分(2a)中；
其中所述光导(2)的显示部分(2a)的至少一个主表面(8，9)通过多个引入到相应主表面(8)中的、造成光折射和/或光散射的微结构而表面结构化，以形成至少两个表面结构化的边界表面区域(6a、6b)作为所述光导(2)中的相应主表面(8、9)的子区域；所述子区域从观看者(B)的角度来看在横向方向上错开地布置并且分别表示符号；
其中当分别激活所述光源(14，14′)时，由于表面结构化的边界表面区域(6a，6b)中的光折射和/或光散射造成射入到所述光导(2)中的光(L，L′)向着观看者(B)射出，使得相应显示的符号由于背光对观看者(B)可见。
2.根据权利要求1所述的功能显示器，其中，设置了用于所述光输入部分(2b，2b′)和/或所述光源(14，14′)的相互遮光的装置(3，4)。
3.根据前述权利要求所述的功能显示器(1)，其中用于所述相互遮光的装置(3，4)包括相应的光输入部分(2b，2b′)的不透明涂层(3)。
4.根据前述两项权利要求之一所述的功能显示器(1)，其中，所述用于相互遮光的装置(3，4)包括至少一个隔板(4)，所述隔板在关联的光输入部分(2b，2b’)的方向上具有敞开的隔板开口。
5.根据前述权利要求之一所述的功能显示器(1)，其中所述光导(2)的光输入部分(2b，2b′)和表面结构化的边界表面区域(6a，6b)布置成，每个表面结构化的边界表面区域(6a，6c)与一个光输入部分相对置，优选彼此紧邻地对置。
6.根据前述权利要求中之一所述的功能显示器(1)，其中，所述光导(2)的光输入部分(2b，2b′)和表面结构化的边界表面区域(6a，6b)布置成，射入到所述光输入部分(2b，2b′)中的光(L，L′)在所述光导(2)中没有内反射的情况下不会到达多于一个表面结构化的边界表面区域(6a，6b)。
7.根据前述权利要求之一所述的功能显示器(1)，其中所述光导(2)的光输入部分(2b，2b′)分别形成一对相对置的侧翼，所述侧翼汇入于所述显示部分(2a)，其中所述侧翼的设想的切向延伸限定了所述显示部分(2b)中设想的部分体积，在所述设想的部分体积内仅分别精确布置一个表面结构化的边界表面区域(6a、6b)。
8.根据前述权利要求中之一所述的功能显示器(1)，其中所述显示部分(2a)被涂覆以减少反射。
9.根据前述权利要求之一所述的功能显示器(1)，其中在每个导体(2)仅激活一个与光输入部分(2b，2b’)关联的光源(2b，2b’)的情况下，正好一个表面结构化的边界表面区域(6a，6b)的光辐射的正好一个最大光密度相对于其余的表面结构化的边界表面区域(6a，6b)占主导地位，即最亮，而其余的表面结构化的边界表面区域(6a，6b)的同时确定的相应最大光密度不大于所述占主导地位的表面结构化的边界表面区域(6a，6b)的最大光密度的百分之二。
10.根据前述权利要求之一所述的功能显示器(1)，其中所述光输入部分(2b，2b’)分别具有面向紧邻的光源(14，14')的入射面，所述入射面不垂直于所述光导(2)的显示部分(2a)的主表面(8，9)，优选平行于所述光导(2)的显示部分(2a)的至少一个主表面(8，9)。
11.根据前述权利要求之一所述的功能显示器，其中从观看者(B)的角度来看，所述光源(14)分别布置在紧邻的光输入部分(2b)的下方。
12.根据前述权利要求中之一所述的功能显示器(1)，其中所述表面结构化的边界表面区域(6a，6b)通过压制和/或模塑产生。
13.根据前述权利要求之一所述的功能显示器(1)，其中所述光导(2)的显示部分(2a)的表面结构化的边界表面区域(6a，6b)具有均匀形成的三维微结构，其平均数密度优选在每平方毫米400至7000的范围内，更优选在每平方毫米400至4000的范围内。
14.根据前一权利要求所述的功能显示器(1)，其中所述表面结构化的边界表面区域(6a、6b)的微结构分别具有在1至50μm范围内的最大尺寸，优选在1至25μm的范围内的最大尺寸。
15.根据前述权利要求之一所述的功能显示器(1)，其中所述光导(2)的显示部分(2a)的所有表面结构化的边界表面区域(6a、6b)对于每个光导(1)在所述显示部分的对观看者可见的相应主表面(8)上的面积占比不大于0.5，优选不大于0.3。
16.根据前述权利要求中之一所述的功能显示器(1)，其中所述功能显示器(2)包括以堆叠形式布置的多个光导(2)。
17.根据前述权利要求之一所述的功能显示器(1)，其中所述光导(2)的显示部分(2a)在所述表面结构化的边界表面区域(6a，6b)以外的区域内对于观看者(B)是透明的。
18.一种控制元件(10)，包括根据前述权利要求之一的功能显示器(1)和特定用于触摸或操作的控制部(20)，其中，所述功能显示器(1)集成在所述控制部(20)内。
19.一种用于机动车辆的方向盘(20)，包括根据前一权利要求所述的控制元件(10)。
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