DE102005043588A1

DE102005043588A1 - Bedienelement mit einer frei programmierbaren Symbolik für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005043588A1
Application number: DE102005043588A
Authority: DE
Inventors: Martin Jeitner
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2007-02-01
Also published as: US20080204671A1; EP1987526A1; WO2007009747A1

Abstract

Bedienelement mit einer frei programmierbaren Symbolik für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine bewegbar in einem Gehäuse aufgenommene, transparente Tastenkappe, eine im Bedienelement angeordnete Lichtquelle, ein Mittel zur Parallelisierung des von der Lichtquelle emittierten Lichts und ein vom parallelisierten Licht durchleuchtbares, programmierbares Anzeigeelement, wobei das Anzeigeelement derart hinter der Tastenkappe angeordnet ist, dass die vom Anzeigeelement dargestellte Symbolik auf die Tastenkappe projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zu Parallelisierung des Lichts als Hohlspiegel ausgestaltet ist und dass die Lichtquelle zwischen dem Anzeigemittel und dem Hohlspiegel angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bedienelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer frei programmierbaren Symbolik.
In vielen Kraftfahrzeugen ist eine komplexe Elektronik anzutreffen, deren Bedienung eine Vielzahl von Ein- und Ausgabeelementen erfordert. Aus Platzgründen und für eine verbesserte Ergonomie sind daher Bedienelemente wünschenswert, denen nicht eine bestimmte Funktion zugeordnet ist, sondern die in Abhängigkeit des Systemstatus eine variable Bedeutung zugewiesen bekommen. Um dem Nutzer die dem Bedienelement aktuell zugeordnete Bedeutung anzuzeigen, ist es bekannt, die auf dem Bedienelement dargestellte Symbolik frei programmierbar zu gestalten.

So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 103 42 142 A1 ein Bedienelement mit frei programmierbarer Symbolik, bei dem das Licht einer Lichtquelle mittels einer Linse parallelisiert und durch ein Display transmittiert wird. Das Licht trifft dann auf die Tastenkappe des Bedienelementes, wo es vom Benutzer wahrgenommen wird.

Nachteilig an dieser Lösung ist der zur Parallelisierung des Lichtes notwendige Bauraum. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bedienelement mit programmierbarer Symbolik bereitzustellen, das einfach aufgebaut sowie leicht herzustellen ist und nur einen geringen Bauraum benötigt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Bedienelement mit einer frei programmierbaren Symbolik für ein Kraftfahrzeug weist eine bewegbar in einem Gehäuse aufgenommene, transparente Tastenkappe, eine im Bedienelement angeordnete Lichtquelle, ein Mittel zur Parallelisierung des von der Lichtquelle emittierten Lichts und ein vom parallelisierten Licht durchleuchtbares, programmierbares Anzeigeelement auf, wobei das Anzeigeelement derart hinter der transparenten Tastenkappe angeordnet ist, dass die vom Anzeigeelement dargestellte Symbolik auf die transparenten Tastenkappe projiziert wird, das Mittel zu Parallelisierung des Lichts als Hohlspiegel ausgestaltet ist und die Lichtquelle zwischen dem Anzeigemittel und dem Hohlspiegel angeordnet ist.

Die Lichtquelle ist dabei bevorzugt im Brennpunkt des Hohlspiegels angeordnet. Die transparente Tastenkappe besteht bevorzugt aus Kunststoff. Durch den Hohlspiegel wird erreicht, dass die Lichtquelle und das Anzeigeelement auf der gleichen Seite des Hohlspiegels angeordnet sind, während bei dem bekannten Bedienelement die Linse zwischen Lichtquelle und Display angeordnet ist. Daraus folgt eine deutlich geringere Einbautiefe des erfindungsgemäßen Bedienelementes.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Hohlspiegel aus einem reflektierend beschichteten Trägermaterial. Dabei ist das Trägermaterial nach Art eines herkömmlichen Hohlspiegels konkav gewölbt. Alternativ stellt das Trägermaterial einen Block beliebiger Form mit einer gewölbten Ausformung dar. Der Vorteil dieser Ausgestaltungsform besteht darin, dass durch die Formgebung des Trägermaterials eine präzise Ausrichtung des Hohlspiegels im Bedienelement erreicht wird. Weiterhin kann der Hohlspiegel aus einem Lichtstein mit integrierter oder hinter dem Lichtstein liegender Reflektionsschicht bestehen. Dabei besteht die Reflektionsschicht aus einer reflektierenden Folie oder ist mittels eines PVD-Verfahrens aufgedampft. Bei einem Lichtstein handelt es sich um einen transparenten Lichtleiter. Durch die Kombination einer Reflektionsschicht mit einem Lichtstein lässt sich der Strahlengang weiter optimieren, beispielsweise bei noch geringerer Baugröße ein paralleleres Strahlenbündel erzeugen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Anzeigeelement als Liquid Crystal Display (LCD) ausgestaltet. LCDs sind günstige Standardbauteile, die bei geringen Kosten eine gute Abbildungsqualität gewährleisten.

Bevorzugt wird als Lichtquelle mindestens eine Licht emittierende Diode (LED) verwendet. Eine LED zeichnet sich durch eine geringe Leistungsaufnahme und eine entsprechend geringe Wärmeentwicklung aus. Darüber hinaus können LED sehr kleinbauend realisiert werden, weshalb sie annähernd als Punktlichtquelle betrachtet werden können. Je kleiner die räumliche Ausdehnung der Lichtquelle ist, desto geringer ist die Divergenz der reflektierten Strahlung hinter dem Hohlspiegel. Eine geringe Divergenz, also ein möglichst paralleles Lichtbündel, erhöht die Abbildungsqualität des LCD.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Lichtquelle aus mehreren LED. Vorteilhaft emittiert jede LED Licht einer anderen Farbe, bevorzugt einer Primärfarbe. Durch die Ansteuerung der LED lassen sich beliebige Farbmischungen erzeugen. Wird eine rote, eine grüne und eine blaue LED verwendet, so lässt sich durch additive Farbmischung ein großes Farbspektrum abdecken.

In einer weiteren Ausgestaltungsform weist das Bedienelement eine Streufolie zur Streuung des durch das Anzeigeelement transmittierten Lichts der Lichtquelle auf. Da das durch das Anzeigeelement geführte Licht wie oben beschrieben möglichst parallel ist, muss es üblicherweise, um aus verschiedenen Blickrichtungen sichtbar zu sein, umgelenkt werden. Dies geschieht mittels einer Streufolie, die das Licht in einen definierten Winkelbereich streut. Dieser Winkelbereich ist bevorzugt möglichst groß gehalten, damit beispielsweise sowohl der Fahrer als auch der Beifahrer des Kraftfahrzeugs die Symbolik erkennen können. Alternativ ist ein Streuwinkelbereich möglich, der bevorzugt den Kopf des Fahrers des Kraftfahrzeugs abdeckt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist das Bedienelement einen, bezogen auf den Strahlengang, hinter dem Anzeigeelement angeordneten Lichtstein auf. Dies hat den Vorteil, dass aufgrund der Brechung eine möglicherweise vorhandene Divergenz des Lichtbündels im Lichtstein geringer ist als in Luft.

Dadurch findet im Lichtstein bei gleicher Weglänge eine geringere Aufweitung des Lichtbündels statt als bei Ausbreitung in Luft.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist das Anzeigeelement derart orientiert, dass das parallele Lichtbündel nicht senkrecht auf der Oberfläche des Anzeigeelementes steht. Damit lässt sich die Tatsache ausnutzen, dass ein Anzeigeelement, insbesondere ein LCD, je nach Auftreffwinkel des einfallenden Lichts unterschiedliche Abbildungseigenschaften aufweist, beispielsweise in Bezug auf den Kontrast.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei zeigt die einzige Figur eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bedienelementes.
In der Figur dargestellt ist ein Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bedienelement 1, wie es beispielsweise in der Instrumententafel eines Kraftfahrzeuges verwendet wird. Dieses Bedienelement 1 weist eine LED 2, einen Hohlspiegel 3 und ein LCD 4 auf. Bei dem Hohlspiegel 3 handelt es sich um einen Kunststoffträger mit einer gewölbten verspiegelten Oberfläche 9. Die LED 2 ist in einem Bereich zwischen dem LCD 4 und dem Hohlspiegel 3 angeordnet, bevorzugt im Brennpunkt des Hohlspiegels 3.
Von der LED 2 geht ein divergenter Strahlenkegel 8 aus, der auf die gewölbte Oberfläche 9 des Hohlspiegels 3 trifft und als ein paralleles oder annähernd paralleles Strahlenbündel 8' reflektiert wird. Das Strahlenbündel 8' durchdringt das LCD 4, welches von einer hier nicht dargestellten Kontrolleinrichtung derart angesteuert wird, dass es eine gewünschte Symbolik zeigt. Somit wird das auf dem LCD 4 angezeigte Symbol durch das parallele Strahlenbündel auf die Tastenkappe 7 projiziert.
Bezogen auf den Strahlengang des Lichts 8 beziehungsweise 8' hinter dem LCD 4, also zwischen dem LCD 4 und der Tastenkappe 7, angeordnet ist ein Lichtstein 5. Dieser besteht aus einem transparenten Lichtleiter mit hohem Brechungsindex, der eine eventuell verbliebene Restdivergenz des Strahlenbündels 8' mindert.
Die durch das Display 4 und den Lichtstein 5 transmittierte Lichtstrahlung trifft auf eine Streufolie 6, die das Licht derart streut, dass es von einem Bediener des Bedienelementes 1 wahrgenommen werden kann. Die Streufolie 6 ist entweder auf dem Lichtstein 5 oder der Tastenkappe 7 angeordnet. Für den Bediener des Bedienelements 1 entsteht der Eindruck, als wäre die Symbolik auf der Tastenkappe 7 dargestellt. Besonders vorteilhaft ist, dass die dargstellte Symbolik durch Programmierung des LCD 4 veränderbar ist.
Bei einem erfindungsgemäßen Bedienelement 1 kann es sich um eine beliebige Art von Bedienelement handeln, beispielsweise einen Taster, einen Drehsteller oder eine Kombination aus beidem.
Bevorzugt sind die LED 2 und der Hohlspiegel 3 bezogen auf das Bedienelement 1 fest angeordnet. Beim Betätigen der Tastenkappe 7 wird diese relativ zum Bedienelement 1 bewegt. Bevorzugt sind das LCD 4, der Lichtstein 5 und die Streufolie 6 fest mit der Tastenkappe 7 verbunden und daher zusammen mit der Tastenkappe 7 relativ zum Bedienelement 1 beweglich. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn es sich bei dem Bedienelement 1 um einen Taster handelt. Alternativ kann das LCD 4 und/oder der Lichtstein 5 und/oder die Streufolie 6 bezogen auf das Bedienelement 1 ortsfest angeordnet sein, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn es sich bei dem Bedienelement 1 um einen Drehsteller handelt.

Claims

Bedienelement mit einer frei programmierbaren Symbolik für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine bewegbar in einem Gehäuse aufgenommene, transparente Tastenkappe, eine im Bedienelement angeordnete Lichtquelle, ein Mittel zur Parallelisierung des von der Lichtquelle emittierten Lichts und ein vom parallelisierten Licht durchleuchtbares, programmierbares Anzeigeelement, wobei das Anzeigeelement derart hinter der Tastenkappe angeordnet ist, dass die vom Anzeigeelement dargestellte Symbolik auf die Tastenkappe projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zu Parallelisierung des Lichts als Hohlspiegel ausgestaltet ist und dass die Lichtquelle zwischen dem Anzeigemittel und dem Hohlspiegel angeordnet ist.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle im Brennpunkt des Hohlspiegels angeordnet ist.
Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlspiegel aus einem reflektierend beschichteten Trägermaterial besteht.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein LCD als Anzeigeelement.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine oder mehrere LED als Lichtquelle.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Streufolie zur Streuung des durch das Anzeigeelement transmittierten Lichtes der Lichtquelle.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen bezogen auf den Strahlengang hinter dem Anzeigeelement angeordneten Lichtstein.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement derart orientiert ist, dass das parallele Lichtbündel nicht senkrecht oder leicht geneigt auf der Oberfläche des Anzeigeelementes steht.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel von einem Lichtstein mit integrierter oder hinter dem Lichtstein liegender Reflexionsschicht gebildet wird.