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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Grafikbaugruppe für die Grafikbeleuchtung
für berührungslose
Steuerung.
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Zahlreiche
Arten von Bedienungsfeldern setzen beleuchtete Grafiken in dem Bedienungsfeld
ein, um es dem Benutzer zu ermöglichen,
einfach zu erkennen, was durch die Bedienung auf dem Feld aktiviert
oder nicht aktiviert ist. Momentan setzen diese Steuerungen Feldeffektsensoren
ein, oder Kapazitäts- oder Widerstandssensoren.
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Die
Konstruktionen der momentan erhältlichen
Grafikbaugruppen, die dazu verwendet werden, Grafiken auf einem
Bedienungsfeld von hinten zu beleuchten, oder zu beleuchten, weisen
eine Anzahl an Nachteilen auf. Ein Nachteil wird durch die unerwünschte Brechung
und/oder Reflexion von Licht hervorgerufen, die in den Prismen in
der Grafikbaugruppe auftreten. Diese unerwünschte Brechung und/oder Reflexion
von Licht führt
zum Auftreten von Schatten in benachbarten Grafiken in dem Bedienungsfeld.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass die momentanen Erzeugnisse,
welche Feldeffektsensoren, Kapazitäts- oder Widerstandssensoren
verwenden, häufig
eine ungleichmäßige Lichtintensität aufweisen,
was die Betrachtung des Feldes schwieriger macht.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass das Bedienungsfeld eine komplizierte
Verdrahtung aufweist, welche eine Beleuchtungsquelle mit einer Stromversorgungsquelle
verbindet. Wenn die Beleuchtungsquelle ersetzt werden muss, müssen verschiedene
Teile des Bedienungsfeldes entfernt werden, wodurch häufig das
Bedienungsfeld selbst beschädigt
wird.
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Bei
einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine berührungslose
Steuerung, die zumindest ein Feld mit zumindest einer Grafik mit
Hintergrundbeleuchtung aufweist, zumindest eine flexible gedruckte
Sensorschaltung, und zumindest eine flexible gedruckte Trägerschaltung,
die zumindest eine LED aufweist.
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Gemäß einem
Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine berührungslose
Steuerung, die ein Feld mit zumindest einer Grafik mit Hintergrundbeleuchtung
aufweist, eine Sensorschaltung, eine Trägerschaltung, und eine Lichtquelle,
die betriebsmäßig an die
Trägerschaltung
angeschlossen ist. Die zumindest eine Lichtquelle ist so an die
Trägerschaltung
angeschlossen, dass dann, wenn ein geeignetes Signal von der Lichtquelle
empfangen wird, die Lichtquelle leuchtet.
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Bei
bestimmten Ausführungsformen
weist das Feld zumindest ein im Wesentlichen lichtundurchlässiges Teil
auf, durch welches Licht nicht hindurchgehen kann. Das lichtundurchlässige Teil
legt das zumindest eine Grafikdesign fest, das in dem Feld vorgesehen
ist, wobei das Grafikdesign zumindest lichtdurchlässig ist,
so dass Licht durch es hindurchgehen kann.
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Die
Sensorschaltung legt zumindest eine Öffnung fest, die sich von einer
inneren Oberfläche zu
einer äußeren Oberfläche der
Sensorschaltung erstreckt. Die Lichtquelle auf dem Trägersensor
ist innerhalb der Öffnung
angeordnet. Die Öffnung
in der Sensorschaltung weist im Wesentlichen eine gewünschte Abmessung
auf, die eine optimale Lichtdurchlässigkeit von einer Lichtquelle
bei einer gewünschten
Projektion ermöglicht.
Bei bestimmten Ausführungsformen
weist die Lichtquelle eine Lichtquelle des LED-Typs auf.
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Gemäß einem
anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine berührungslose
Steuerung, bei welcher das Grafikdesign zumindest eine Linse aufweist,
die in einer inneren Oberfläche
des Feldes mit Hintergrundbeleuchtung vorgesehen ist, wobei die
Linse zur Lichtquelle auf dem Trägersensor ausgerichtet
ist.
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Die
bei Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung vorhandenen Vorteile sind zahlreich.
So ermöglicht
es beispielsweise die bevorzugte Ausführungsform, dass das Bedienungsfeld
mehrere beleuchtete Grafiken aufweist, die scharf abgegrenzt, deutlich,
und im Wesentlichen ohne Schatten sind, die durch benachbarte Grafiken
hervorgerufen werden. Weiterhin ermöglicht die berührungslose
Steuerung, dass mehrere Grafiken einzeln beleuchtet werden. Weiterhin
ermöglicht
die berührungslose
Steuerung, dass jede einzeln beleuchtete Grafik speziell an den
gewünschten
Einsatzzweck angepasst ist, einschließlich der einzelnen Helligkeit
oder der Lichtintensität,
der Beleuchtungsfarbe, und anderer derartiger Parameter.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine
Perspektivansicht in Explosionsdarstellung eines Bedienungsfeldes
mit berührungsloser
Steuerung;
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2 eine
Perspektivansicht in Explosionsdarstellung eines Abschnitts einer
Ausführungsform eines
Bedienungsfeldes mit berührungsloser
Steuerung, wobei ein Feld mit Grafik mit Hintergrundbeleuchtung
und einer flexiblen gedruckten LED-Trägerschaltung gezeigt ist;
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3 eine
Perspektivansicht in Explosionsdarstellung eines Abschnitts einer
Ausführungsform eines
Bedienungsfeldes mit berührungsloser
Steuerung, wobei ein Feld mit Grafik mit Hintergrundbeleuchtung
(gestrichelt dargestellt) und eine flexible gedruckte LED-Trägerschaltung
dargestellt sind; und
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4 eine
Querschnittsansicht einer Ausführungsform
eines Bedienungsfeldes mit berührungsloser
Steuerung.
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Es
wird zunächst
auf die Figuren Bezug genommen, und darauf hingewiesen, dass bestimmte Merkmale
in den Zeichnungen zur Erleichterung des Verständnisses vergrößert dargestellt
wurden, und dass die Zeichnungen und deren Bestandteile nicht notwendig
maßstabsgetreu
sind. Fachleute auf diesem Gebiet werden derartige Einzelheiten
jedoch einfach verstehen. In den Zeichnung werden durchgehend gleiche
Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Elemente verwendet.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Bedienungsfeldes 10 mit berührungsloser Steuerung. Das
Bedienungsfeld 10 weist derartige Bestandteile für einen
Deckring oder Rahmen 12 auf, ein Feld 14 mit Hintergrundbeleuchtung,
eine Sensorschaltung 16, eine LED-Trägerschaltung 18, und
eine Rückplatte 20.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Sensorschaltung 16 und
die Trägerschaltung 18 im
Wesentlichen aus Schaltungen bestehen, von denen bekannt ist, dass
sie eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit zur Verfügung stellen.
Daher sind die Sensorschaltung 16 und die Trägerschaltung 18 elektrisch
miteinander verbunden, unter Verwendung jedes geeigneten Verbindungsvorgangs,
der Fachleuten auf dem Gebiet der Herstellung integrierter Schaltungen
wohlbekannt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform weisen die Sensorschaltung 16 und
die Trägerschaltung 18 flexible
gedruckte Schaltungen auf.
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Es
wird ebenfalls darauf hingewiesen, dass der Rahmen 12 und
die Rückplatte 20 aus
jedem geeigneten Material bestehen können. Der Rahmen 12 und
die Rückplatte 20 können jede
geeignete Form aufweisen, welche die Bauteile des Bedienungsfeldes 10 an
der Einrichtung befestigt, in welchem es angebracht ist. Bei bestimmten
Ausführungsformen ist
die vorliegende Erfindung geeignet als ein Bedienungsfeld in einem
Kraftfahrzeug oder Flugzeug, oder bei anderen Einsätzen, bei
denen ein Benutzer wünscht,
eine Einrichtung unter Bedingungen zu steuern oder zu bedienen,
wenn nicht ausreichend Umgebungslicht vorhanden ist, um eine gewünschte Steuerung
einfach erkennen und auswählen
zu können.
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Der
Rahmen 12 legt im Wesentlichen zumindest eine Öffnung 13 fest,
durch welche das Feld 14 gesehen werden kann. Wenn dies
auch nicht dargestellt ist, wird darauf hingewiesen, dass bei bestimmen
Ausführungsformen
eine Schutzabdeckung in der Öffnung 13 angeordnet
sein kann.
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Zur
einfacheren Darstellung ist das Feld 14 mit Hintergrundbeleuchtung
hier so geschildert, dass es eine äußere, ebene Oberfläche 22 und
eine innere, ebene Oberfläche 24 aufweist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe "außen" und "innen" die relative Anordnung
der ebenen Oberflächen
des Feldes 14 mit Hintergrundbeleuchtung in Bezug auf das Bedienungsfeld 10 betreffen,
wenn es zur Installation bei dem endgültigen Verwendungszweck zusammengebaut
ist, und für
den Endbenutzer zugänglich ist.
Das Feld 14 mit Hintergrundbeleuchtung weist zumindest
ein im Wesentlichen lichtundurchlässiges Teil 26 auf,
durch welches Licht nicht hindurchgehen kann. In dem lichtundurchlässigen Teil 26 ist
zumindest ein Grafikdesign 28 vorhanden.
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Bei
vielen Ausführungsformen
sind die Grafikdesigns 28 in gewünschten Mustern angeordnet, beispielsweise
als Steuerungen für
den Innenraum eines Fahrzeugs. Bei bestimmten Ausführungsformen
ist das Grafikdesign 28 zumindest lichtdurchlässig, so
dass Licht durch es hindurchgehen kann. Es wird darauf hingewiesen,
dass das Grafikdesign 28 Sichtanzeigen entsprechen kann,
beispielsweise Schraffiermarkierungen, Zahlen und/oder Buchstaben,
Symbolen und dergleichen.
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Weiterhin
wird darauf hingewiesen, dass bei bestimmten Ausführungsformen
das Feld 14 mit Hintergrundbeleuchtung und die Grafikdesigns 28 ständig beleuchtet
sein können,
wenn die Einrichtung in Betrieb ist. Weiterhin kann bei bestimmten Ausführungsformen
das Grafikdesign 28 einer Anzeige entsprechen, die nur
unter bestimmten Umständen
erleuchtet wird, einschließlich
beispielsweise Warnlampen, Anzeigen für niedrigen Kraftstoffstand,
und dergleichen. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass das Feld 14 mit
Hintergrundbeleuchtung unter Verwendung derartiger geeigneter Verfahren
wie Lackieren und Laserätzen
hergestellt werden kann, durch Ausformen mittels Applikation, oder
Grafik, oder einen zweiten Schutz über einer Formverarbeitung.
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Die
Sensorschaltung 16 weist im Wesentlichen zumindest eine
flexible gedruckte Schaltung auf, die eine äußere ebene Oberfläche 42 und
eine innere Oberfläche 44 aufweist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe "innen" und "außen" die relative Anordnung
der ebenen Oberflächen
der Sensorschaltung 16 in Bezug auf das Bedienungsfeld 10 bezeichnen,
wenn dies zur Installation für
den angestrebten Zweck zusammengebaut ist, und für den Endbenutzer zugänglich ist.
Die Sensorschaltung 16 weist zumindest eine geeignet konstruierte
Schaltung 46 auf, die mit zumindest einer oder mehreren Sensorspuren 48 versehen
ist, wie dies schematisch in den Figuren dargestellt ist. Weiterhin
wird darauf hingewiesen, dass bei zahlreichen Ausführungsformen
die Sensorschaltung 16 mehrere Schaltungen 46 und
Sensorfühler 48 aufweist,
die in einer Konfiguration angeordnet sind, die mit einem gewünschten Muster
von Grafikdesigns 28 auf dem Feld 14 mit Hintergrundbeleuchtung übereinstimmen.
Bei der dargestellten Ausführungsform
ist jeder Sensorfühler 48 koaxial
zu einem zugehörigen
Grafikdesign 28 auf dem Feld 14 mit Hintergrundbeleuchtung
angeordnet. Die Sensorfühler 48 sind
betriebsmäßig an die Einrichtung
zum Empfang geeigneter Signale angeschlossen.
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In 3 ist
eine schematische Darstellung in Explosionsdarstellung einer Schaltung 46 so
dargestellt, dass sie im Wesentlichen von einem entsprechenden Sensorfühler 48 umgeben
ist. Die Schaltung 46 legt zumindest eine Öffnung 50 fest,
die sich von der inneren Oberfläche 42 zur äußeren Oberfläche 44 der
Sensorschaltung 16 erstreckt. Die Öffnung 50 ist beabstandet
von dem Sensorfühler 48 angeordnet.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist
die Öffnung 50 im
Wesentlichen von dem Sensorfühler 48 umgeben.
Bei bestimmten Ausführungsformen
legt die flexible Sensorschaltung 16 daher mehrere Öffnungen 50 fest,
wobei jede Öffnung 50 mit
zumindest einem Grafikdesign 28 auf dem Feld 14 mit Hintergrundbeleuchtung
zusammenfällt,
wie dies aus 1 deutlich wird. Die Öffnung 50 in
der Sensorschaltung 16 weist im Wesentlichen eine gewünschte Abmessung
auf, die eine optimale Lichtdurchlässigkeit von einer Lichtquelle
ermöglicht,
wie dies nachstehend genauer erläutert
wird.
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Wie
wiederum aus 1 hervorgeht, weist die Trägerschaltung 18 im
Wesentlichen zumindest eine flexible gedruckte Schaltung auf, die
eine äußere ebene
Oberfläche 62 und
eine innere ebene Oberfläche 64 aufweist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe "innen" und "außen" die relative Anordnung
der ebenen Oberflächen
der Trägerschaltung 18 in
Bezug auf das Bedienungsfeld 10 betreffen, wenn dies zum
Installieren für
den endgültigen
Einsatzzweck zusammengebaut ist, und für den Endbenutzer zugänglich ist.
Die Trägerschaltung 18 weist zumindest
eine Lichtquelle 70 auf, die geeignet mit ihr verbunden
ist, so dass dann, wenn das geeignete Signal von der Lichtquelle 70 empfangen
wird, die Lichtquelle leuchtet. Es wird darauf hingewiesen, dass
die Lichtquelle 70 ständig
leuchten kann. Alternativ kann die Lichtquelle 70 in Reaktion
auf bestimmte andere, geeignete Signale leuchten, beispielsweise
wenn ein Warnsignal oder eine andere Art eines Signals an den Endbenutzer
abgegeben werden soll. Bei der dargestellten Ausführungsform weist
die Lichtquelle 70 eine Lichtquelle des LED-Typs auf.
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Die
LED-Lichtquelle 70 ermöglicht
eine ausreichende Beleuchtung ohne Erzeugung unerwünschter
Wärme.
Wie am deutlichsten aus der schematischen Darstellung in 4 hervorgeht,
wird Licht 72 von der LED-Lichtquelle 70 mit einer
gewünschten
Projektion durch die Öffnung 50 abgestrahlt.
Der in 4 dargestellte Projektionswinkel ist beispielsweise
etwa gleich 160 °.
Es wird darauf hingewiesen, dass der gewünschte Projektionswinkel zumindest
teilweise durch die Eigenschaften des Grafikdesigns 28 festgelegt
ist, welches die Lichtquelle 70 beleuchtet. Während die
dargestellte Ausführungsform
eine LED-Lichtquelle 70 zeigt, die in der Öffnung 50 in
der Sensorschaltung 16 angeordnet ist, kann es bei anderen
Ausführungsformen
wünschenswert
sein, dass mehrere LED-Lichtquellen 70 in der Öffnung 50 angeordnet
sind. Ein derartiger Einsatz mehrerer LED-Lichtquellen 70 hängt zumindest teilweise
von den Abmessungen des Grafikdesigns 28 ab, die beleuchtet
werden sollen.
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Weiterhin
kann bei bestimmten Ausführungsformen,
wie in 4 gezeigt, das Grafikdesign 28 eine Linse 30 aufweisen,
die in der inneren Oberfläche 24 des
Feldes 14 mit Hintergrundbeleuchtung vorgesehen ist. Die
Linse 30 weist eine geeignet geformte Oberfläche auf,
welche eine Richtwirkung des durch sie hindurchgehenden Lichts unterstützt. Daher
weist die in 4 gezeigte Linse 30 eine
im Wesentlichen konkave Abmessung auf, so dass das Licht 72 auf
einen breiten Winkel aufgeweitet wird, um einen breiten Bereich
der Grafik zu beleuchten. Bei anderen Ausführungsformen kann die Linse 30 im
Wesentlichen konvexe Abmessungen (nicht gezeigt) aufweisen, so dass
das Licht 72 auf einen verengten Weg fokussiert oder gesammelt
wird. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die Konstruktion des
Bedienungsfeldes 10 für
einen sehr kurzen optischen Weg sorgt, und daher sehr geringe Beugung. Wenn
Linsen bei bestimmten Ausführungsformen
gewünscht
sind, richtet sich die Linse 30 selbst zum Grafikdesign 28 aus,
so dass kein zusätzlicher
Ausrichtungsschritt erforderlich ist.
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Wie
wiederum aus 1 hervorgeht, wird darauf hingewiesen,
dass die Sensorschaltung 16 und die Trägerschaltung 18 wahlweise
darüber
hinaus zumindest einen oder mehrere "ausgeschnittene" Bereiche 47 und 67 aufweisen
können,
um bei den Schaltungen Material und/oder Gewicht zu sparen.
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Das
Bedienungsfeld kann die Rückplatte 20 aufweisen,
wie in den Figuren dargestellt, wobei diese Rückplatte 20 eine äußere ebene
Oberfläche 82 und
eine innere ebene Oberfläche 84 aufweist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe "innen" und "außen" die relative Anordnung
der ebenen Oberflächen
der Rückplatte 20 in
Bezug auf das Bedienungsfeld 10 bezeichnen, wenn es zum
Installieren am endgültigen
Einsatzort zusammengebaut ist, und für den Endbenutzer zugänglich ist.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
die dargestellten Beispiele beschränkt ist, sondern Wesen und
Umfang der Erfindung aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen
hervorgehen. So lassen sich beispielsweise verschiedene Ausführungsformen
der berührungslosen
Steuerung denken, die ein Bedienungsfeld mit sehr niedriger Gehäusehöhe aufweisen.
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Daher
besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
einer berührungslosen
Steuerung, die eine ausreichende Beleuchtungsintensität aufrechterhält, wobei
die Schärfe
der Grafik verbessert ist.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer berührungslosen
Steuerung, die eine gewünschte
Beleuchtungsintensität
aufrechterhält,
mit verringerter Schattenbildung in der Steuerung.
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Ein
weiterer Vorteil besteht in der Bereitstellung einer berührungslosen
Steuerung, die eine LED pro Grafik bereitstellt, ohne eine zusätzliche
Wärmeentwicklung
in einem Feld, welches eine derartige Steuerung enthält.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer kostengünstigen
Konstruktion für
eine berührungslose
Steuerung.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher
Ausführungsformen
wie dargestellt bei den speziellen, erläuterten Ausführungsformen
eingesetzt werden können,
oder mit anderen Merkmalen, die in Bezug auf andere Bedienungsfeldanordnungen
gezeigt und beschrieben wurden. Daher kann ein Bedienungsfeld eines
oder mehrere der hier geschilderten Merkmale aufweisen. Weiterhin
wird darauf hingewiesen, dass die Innenausstattungsfelder oder Gehäuse, an
welchen die Bedienungsfelder angebracht sind, jedes geeignete Innenausstattungsbauteil
in einem Fahrzeug sein können,
beispielsweise Türfelder,
Armlehnen, Armaturenbretter, zentrale Konsolen, Sitze, Überkopfkonsolen,
und Dächer.
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Das
Bedienungsfeld ist weiterhin bei allen Arten elektronischer Geräte, optischer
Geräte,
berührungsempfindlicher
Geräte
und jeder anderen Art von Sensorbauteilen oder elektrischen Bauteilen
einsetzbar.
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Gemäß den Vorschriften
des Patentgesetzes wurden die Grundlagen und die Betriebsweise der vorliegenden
Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsform erläutert und
dargestellt. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende
Erfindung anders als speziell erläutert und dargestellt in die
Praxis umgesetzt werden kann, ohne von ihrem Wesen oder Umfang abzuweichen.