DE102009020015B4 - Digital optical joystick evaluation in 8 directions - Google Patents

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Abstract

Bedienelement (13), aufweisend wenigstens ein Betätigungsteil (1), das in wenigstens 8 Richtungen aus einer zentralen Ruhestellung verschwenkbar gelagert ist, Mittel zur Detektion (4, 5, 9, 10) der Stellung des Betätigungsteils, um einen richtungsabhängigen Schaltvorgang durch einen Bediener durchführen zu können, wobei die Mittel zur Detektion der Stellung des Betätigungsteils wenigstens vier Lichtschranken (4, 5, 9, 10) umfassen, die jeweils zwei beabstandete Lichtleiter (4, 5) umfassen und deren Lichtübergang (6) durch ein synchron mit dem Betätigungsteil (1) bewegtes erstes Abschattungsteil (3) unterbrochen wird, wobei das erste Abschattungsteil (3) durch die Wandung einer im Wesentlichen topfförmig ausgestalten Auskragung (2) am Betätigungsteil (1) ausgebildet wird und das Betätigungselement (1) bis auf eine Anschlagsbegrenzung frei verschwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschranken (4, 5, 9, 10) und das erste Abschattungsteil (3) so angeordnet sind, dass in der Ruhestellung des Betätigungsteils (1) der Lichtübergang (6) unterbrochen ist, dass das erste Abschattungsteil...Operating element (13), comprising at least one actuating part (1), which is pivotably mounted in at least 8 directions from a central rest position, means for detecting (4, 5, 9, 10) the position of the operating part to a direction-dependent switching operation by an operator to be able to perform, wherein the means for detecting the position of the actuating part at least four light barriers (4, 5, 9, 10), each comprising two spaced light guides (4, 5) and the light transition (6) by a synchronous with the actuating part (1) moving first shading member (3) is interrupted, wherein the first Abschattungsteil (3) through the wall of a substantially cup-shaped ausgestkröpfung projection (2) on the actuating part (1) is formed and the actuating element (1) freely pivotable to a stop limit is stored, characterized in that the light barriers (4, 5, 9, 10) and the first shading part (3) arranged so are that in the rest position of the actuating part (1) of the light transition (6) is interrupted, that the first Abschattungsteil ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bedienelement, das ein Betätigungsteil aufweist, das in wenigstens 8 Richtungen aus einer zentralen Ruhestellung verschwenkbar gelagert ist, um einen richtungsabhängigen Schaltvorgang durch einen Bediener durchführen zu können. Folglich umfasst das erfindungsgemäße Bedienelement ferner Mittel zur Detektion der Stellung des Betätigungsteils, um den richtungsabhängigen Schaltvorgang durchführen zu können.The present invention relates to an operating element which has an actuating part which is pivotably mounted in at least 8 directions from a central rest position in order to perform a direction-dependent switching operation by an operator. Consequently, the control element according to the invention further comprises means for detecting the position of the operating part in order to perform the direction-dependent switching operation can.

Es ist bekannt, Tastschalter zur Detektion der Stellung des Bedienelements vorzusehen. Diese unterliegen dem Nachteil, dass die mechanische Kontaktherstellung dem Verschleiß unterliegt, so dass sich das Schaltverhalten des Bedienelements nachteilig über die Benutzungsdauer ändern oder dieses ganz ausfallen kann. Es ist ferner bekannt, optisch arbeitende Detektionsmittel, wie optische Encoder, vorzusehen, um ein dem Verschwenkmaß proportionales Detektionssignal zu erzeugen, um Regelvorgänge durch den Bediener durchführen zu können. Dieser Aufbau ist vergleichsweise aufwändig und teuer in der Herstellung und macht das Erlernen bzw. Programmieren einer Schaltschwelle erforderlich, um eine „digitale” Schaltfunktion übernehmen zu können.It is known to provide push-button for detecting the position of the operating element. These are subject to the disadvantage that the mechanical contact production is subject to wear, so that the switching behavior of the operating element disadvantageously change over the period of use or this can fail completely. It is also known to provide optically operating detection means, such as optical encoders, for generating a detection signal proportional to the pivoting dimension in order to be able to carry out control operations by the operator. This structure is relatively complex and expensive to manufacture and makes learning or programming a switching threshold required to take over a "digital" switching function.

Die DE 103 42 335 A1 offenbart ein Bedienelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus den DE 102 41 869 A1 , EP 1 750 194 A1 und US 5,065,146 ferner gattungsgemäße Bedienelemente in der Art eines Joystick- oder Cursorschalters bekannt.The DE 103 42 335 A1 discloses an operating element according to the preamble of claim 1. From the DE 102 41 869 A1 . EP 1 750 194 A1 and US 5,065,146 Furthermore, generic controls in the manner of a joystick or cursor switch known.

Vor dem Hintergrund der oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bedienelement mit einem Betätigungselement, das in wenigstens acht Richtungen verschwenkt werden kann, bereitzustellen, das zuverlässig seine Funktion erfüllt und einfach und kostengünstig herzustellen ist. Diese Aufgabe wird durch ein Bedienelement gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein entsprechend vorteilhaftes Kraftfahrzeug ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.In view of the above-described disadvantages of the prior art, it is therefore an object of the present invention to provide an operating element with an actuating element which can be pivoted in at least eight directions, which reliably fulfills its function and is simple and inexpensive to manufacture. This object is achieved by an operating element according to claim 1. A correspondingly advantageous motor vehicle is the subject of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims. It should be noted that the features listed individually in the claims can be combined with each other in any technologically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description, in particular in connection with the figures, additionally characterizes and specifies the invention.

Das erfindungsgemäße Bedienelement weist wenigstens ein Betätigungsteil auf, das in wenigstens 8 Richtungen aus einer zentralen Ruhestellung verschwenkbar gelagert ist. Die Erfindung ist hinsichtlich des Betätigungsteils nicht eingeschränkt. Beispielsweise ist es ein Bauteil einer Betätigungsmechanik. Es muss daher nicht zwingend, das Teil sein, das vom Bediener unmittelbar berührt wird, um die händische Bedienung vorzunehmen. Beispielsweise kann ein verschiebbar gelagertes Berührteil vorgesehen sein, dessen translatorische Verschiebebewegung in die Schwenkbewegung des erfindungsgemäßen Betätigungsteils mechanisch umgesetzt wird. In einer anderen Ausgestaltung kann das Betätigungsteil unmittelbar durch den Bediener berührt werden und ist beispielsweise ein Hebel, wie er von einem Joystick bekannt ist. Das erfindungsgemäße Bedienelement ist hinsichtlich der Lagerung des Betätigungsteils nicht eingeschränkt. Beispielsweise kann die Lagerung so ausgestaltet sein, dass die Bewegung auf acht Verschwenkrichtungen beschränkt ist, weil beispielsweise eine Kulisse vorgesehen ist. Bevorzugt ist das Betätigungsteil frei verschwenkbar, wobei eine Anschlagsbegrenzung den maximalen Verschwenkwinkel definiert. Ferner können Mittel zur Rückstellung des Betätigungsteils in die Ruhestellung vorgesehen sein.The operating element according to the invention has at least one operating part, which is mounted pivotably in at least 8 directions from a central rest position. The invention is not limited in terms of the operating part. For example, it is a component of an actuating mechanism. It does not therefore necessarily have to be the part that is touched directly by the operator to perform the manual operation. For example, a displaceably mounted contact part can be provided, whose translational displacement movement is mechanically converted into the pivoting movement of the actuating part according to the invention. In another embodiment, the actuating part can be touched directly by the operator and is for example a lever, as it is known from a joystick. The control element according to the invention is not limited in terms of the storage of the operating part. For example, the storage can be designed so that the movement is limited to eight pivoting directions, because, for example, a backdrop is provided. Preferably, the actuating part is freely pivotable, wherein a stop limit defines the maximum pivoting angle. Furthermore, means may be provided for returning the operating part to the rest position.

Es sind ferner erfindungsgemäß Mittel zur Detektion der Stellung des Betätigungsteils vorgesehen, um einen richtungsabhängigen Schaltvorgang durch einen Bediener durchführen zu können. Anders ausgedrückt, es soll bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwenkstellung in die jeweilige Richtung ein Schaltvorgang ausgelöst werden. Durch die Schaltfunktion also die digitale An-Aus-Funktion bedarf es keiner technischen aufwändigen Auswertung eines der Stellung proportionalen Detektionssignals und dessen Vergleich mit einem Schwellwert. Durch die Reduzierung auf eine „digitale” Schaltfunktion können Bauteile eingespart werden, und der Einfluss durch Bauteiltoleranzen auf das Schaltverhalten des Bedienteils ist verringert. Das Programmieren oder Erlernen einer stellungsabhängigen Schaltschwelle ist bei dem erfindungsgemäßen Bedienelement nicht erforderlich. Erfindungsgemäß können beispielsweise ferner Mittel zur Auswertung der Stellung vorgesehen sein, beispielsweise eine logische Auswerteinheit zur Übermittlung eines der jeweiligen Stellung des Betätigungsteils entsprechenden Schaltsignals oder -Befehls an ein durch das Bedienelement zu steuerndes Gerät.There are further provided according to the invention means for detecting the position of the actuating part in order to perform a directional switching operation by an operator can. In other words, it should be triggered when a predetermined pivot position in the respective direction a switching operation is exceeded. The switching function, that is to say the digital on-off function, does not require a technically complex evaluation of a detection signal proportional to the position and its comparison with a threshold value. By reducing to a "digital" switching function components can be saved, and the influence of component tolerances on the switching behavior of the control panel is reduced. The programming or learning a position-dependent switching threshold is not required in the control element according to the invention. According to the invention, for example, further means may be provided for evaluating the position, for example a logical evaluation unit for transmitting a switching signal or command corresponding to the respective position of the actuating part to a device to be controlled by the operating element.

Das erfindungsgemäße Bedienelement zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittel zur Detektion der Stellung des Betätigungsteils wenigstens vier Lichtschranken umfassen, deren Lichtübergang jeweils durch ein synchron mit dem Betätigungsteil bewegtes erstes Abschattungsteil, beispielsweise schiebeblendenartig, unterbrochen wird.The operating element according to the invention is characterized in that the means for detecting the position of the actuating part comprise at least four light barriers whose light transition is interrupted in each case by a first shading part moved synchronously with the actuating part, for example in the manner of a sliding-blind.

Durch die Verwendung einer Lichtschranke, also der Stellungserkennung auf optischem Wege, ist das erfindungsgemäße Bedienelement Verschleiß unanfällig. Der Begriff „Lichtschranke” ist weit auszulegen. Das Funktionsprinzip einer Lichtschranke besteht darin, die durch das Abschattungsteil hervorgerufene Unterbrechung des Lichtweges mit einem zugehörigen Sensor zu registrieren und in elektrische Schaltsignale umzuwandeln, die zur weiteren Verarbeitung geeignet sind. Es kann sich um eine Ein-Weg-Lichtschranke oder eine Reflexionslichtschranke handeln. Durch Vorsehen von wenigstens vier Lichtschranken können die acht unterschiedlichen Schwenkrichtungen sehr zuverlässig und genau detektiert werden. Im Sinne der Erfindung sind nicht zwingend vier Lichtquellen als Sender vorzusehen, sondern es kommt erfindungsgemäß darauf an, dass unabhängig voneinander an vier Stellen eine stellungsabhängige Lichtunterbrechung detektierbar ist.By using a light barrier, so the position detection by optical means, the control element according to the invention is wear insensitive. The term "light barrier" is to be interpreted broadly. The functional principle of a light barrier is to register the interruption of the light path caused by the shading part with an associated sensor and to convert it into electrical switching signals which are suitable for further processing. It may be a one-way photocell or a reflective photocell. By providing at least four light barriers, the eight different pivot directions can be detected very reliably and accurately. According to the invention, four light sources are not necessarily to be provided as transmitters, but according to the invention it is important that independently of one another at four points a position-dependent light interruption can be detected.

Vier Lichtschranken meint nicht, dass zwingend vier Lichtquellen vorzusehen sind. Daher wird das Licht der Lichtschranken in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung von nur einer einzigen Lichtquelle erzeugt und über die vier unterbrechenbare Lichtübergänge der Lichtschranken den vier Sensoren, beispielsweise mittels Lichtleitern, zugeführt.Four light barriers do not mean that four light sources are mandatory. Therefore, the light of the light barriers is generated in a particularly advantageous embodiment of only a single light source and the four interruptible light transitions of the photoelectric sensors the four sensors, for example by means of optical fibers supplied.

Erfindungsgemäß sind die Lichtschranken und das erste Abschattungsteil so angeordnet, dass in der Ruhestellung des Betätigungsteils der Lichtübergang unterbrochen ist. Dies kann dazu genutzt werden, dass in der Ruhestellung kein Licht an die das Bedienelement umgebende Umgebung abgegeben wird, um wechselseitige Beeinflussung mehrerer Bedienelemente zu vermeiden.According to the invention, the light barriers and the first shading part are arranged such that the light transition is interrupted in the rest position of the actuating part. This can be used to ensure that in the rest position no light is emitted to the environment surrounding the control element in order to avoid mutual influencing of a plurality of control elements.

Bevorzugt ist das Licht der Lichtschranken IR-Licht (Infrarotlicht). D. h. der zugehörige Sensor weist eine auf das Infrarotspektrum des Lichts ausgerichtete Empfindlichkeit auf und der Sender ein entsprechendes im Infrarotbereich liegendes Spektrum auf. Dadurch wird die Lichtschranke vorteilhaft weitgehend unempfindlich gegenüber dem Licht künstlicher oder gar natürlicher Lichtquellen. Dies erlaubt die zu den Lichtschranken benachbarte Anordnung von Lichtquellen, die der Ausleuchtung von Lichtaustrittsflächen am oder in der Nähe des Betätigungsteils dienen, ohne dass es zur Beeinträchtigung der Funktionalität des Bedienelements kommt.The light of the light barriers is preferably IR light (infrared light). Ie. the associated sensor has a sensitivity oriented to the infrared spectrum of the light and the transmitter has a corresponding infrared range. As a result, the light barrier is advantageously largely insensitive to the light of artificial or even natural light sources. This allows the arrangement of light sources adjacent to the light barriers, which serve to illuminate light exit surfaces on or in the vicinity of the operating part, without impairing the functionality of the operating element.

Erfindungsgemäß wird das erste Abschattungsteil durch die Wandung einer im Wesentlichen topfförmig ausgestalten Auskragung des Betätigungsteils ausgebildet. Beispielsweise ist die Wandung vom Bediener weggewandt angeordnet. Durch die topfförmige Auskragung wird ein Licht- und Staubschutz für die Lagerung und/oder die Detektionsmittel bereitgestellt.According to the invention, the first shading part is formed by the wall of a substantially cup-shaped projection of the actuating part. For example, the wall is arranged away from the operator. The pot-shaped protrusion provides light and dust protection for the storage and / or the detection means.

Erfindungsgemäß umfasst die Lichtschranke jeweils zwei beabstandete Lichtleiter, einen ersten und zweiten Lichtleiter, wobei der erste Lichtleiter eine Lichtaustrittsfläche und der zweite Lichtleiter eine im Abstand dazu und gegenüberliegend angeordnete Lichteintrittsfläche für den Lichtübergang aufweisen. Das erste Abschattungsteil ist erfindungsgemäß in den Abstand zwischen den Lichtleitern eintauchbar angeordnet, um den Lichtübergang zu unterbrechen. Durch diese Ausgestaltung kann der Sensor und die Lichtquelle vorteilhaft beabstandet zum Betätigungsteil, beispielsweise auf eine Platine aufgebracht werden. Beispielsweise sind Lichtquelle und Sensor als SMD-Bauelemente ausgeführt. Die Lichtleiter bestehen beispielsweise aus einem transparenten oder durchscheinenden Kunststoff, wie Polyacrylat oder Polycarbonat, und sind beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt.According to the invention, the light barrier comprises in each case two spaced light guides, a first and second light guide, wherein the first light guide has a light exit surface and the second light guide has a light entrance surface arranged at a distance therefrom and oppositely arranged for the light transition. According to the invention, the first shading part is submerged in the distance between the light guides in order to interrupt the light transition. With this configuration, the sensor and the light source can advantageously be spaced apart from the actuating part, for example, applied to a circuit board. For example, light source and sensor are designed as SMD components. The light guides consist for example of a transparent or translucent plastic, such as polyacrylate or polycarbonate, and are for example produced by injection molding.

Erfindungsgemäß ist zwischen den Lichtleitern ein ruhendes, zweites Abschattungsteil zur teilweisen Abschirmung der Lichtleiter angeordnet.According to the invention, a stationary, second shading part for partially shielding the light guides is arranged between the light guides.

Zur Bewirkung einer effektiven Lichtunterbrechung sind das erste und zweite Abschattungsteil erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass wenigstens in einer maximalen Schwenkstellung des Betätigungsteils die Abschattungsteile wenigstens teilweise überlagert angeordnet sind.In order to effect an effective interruption of light, the first and second shading parts are configured in accordance with the invention such that the shading parts are arranged at least partially superimposed, at least in a maximum pivoting position of the actuating part.

Zur Vereinfachung der Herstellung ist das zweite Abschattungsteil ringförmig ausgestaltet. Beispielsweise erstreckt es sich mit seinem Ringumfang durch den Abstand der Lichtleiter jeder Lichtschranke.For ease of manufacture, the second Abschattungsteil is designed annular. For example, it extends with its ring circumference by the distance of the light guides of each light barrier.

Bevorzugt sind die Lichtschranken so angeordnet, dass die zugehörigen Lichtübergänge sich auf vier zueinander orthogonale Richtungen um die Ruhestellung des Betätigungsteils verteilen. Noch bevorzugter sind sie in gleichem Abstand vom durch die Ruhestellung definierten Mittelpunkt angeordnet.Preferably, the light barriers are arranged so that the associated light transitions are distributed in four mutually orthogonal directions about the rest position of the actuating part. More preferably, they are arranged at the same distance from the center defined by the rest position.

Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Bedienelement in einer der zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen. Beispielsweise ist das Bedienelement in einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs angeordnet.The invention further relates to a motor vehicle with the control element according to the invention in one of the previously described advantageous embodiments. For example, the operating element is arranged in a steering wheel of a motor vehicle.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figur eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt, die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigt schematisch:The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to the figure. It should be noted that the figure shows a particularly preferred embodiment of the invention, but the invention is not limited thereto. It shows schematically:

1: eine perspektivische Explosionsdarstellung des Betätigungsteils 1 des erfindungsgemäßen Bedienelements 13 in einer bevorzugten Ausführungsform. 1 : An exploded perspective view of the operating part 1 of the control element according to the invention 13 in a preferred embodiment.

1 zeigt in Schnittdarstellung das erfindungsgemäße Bedienelement 13. Es weist ein frei verschwenkbar gelagertes Betätigungsteil 1 auf. Die Lagerung des Betätigungsteils 1 ist schematisch durch die Mechanik 12 angedeutet. Das Betätigungsteil 1 weist eine topfförmige Auskragung 2 auf, die hutartig über der Mechanik 12 angeordnet ist. Die Auskragung 2 weist eine in Umfangsrichtung verlaufende, vom Bediener wegweisende Wandung 3 aus, die als erstes Abschattungsteil 3 für die nachfolgend erläuterten Lichtschranken 4, 5, 9, 10 dient. Es sind vier Lichtschranken 4, 5, 9, 10 vorgesehen, deren Lichtübergangsbereiche 6 auf einem gedachten Kreis um den durch die Ruhestellung des Betätigungsteils 1 definierten Mittelpunkt in gleichmäßigem Abstand verteilt angeordnet sind. Durch diese Anordnung der Lichtübergänge 6 bzw. der Lichtschranken 4, 5, 9, 10 kann das erfindungsgemäße Bedienelement 13 zuverlässig 8 unterschiedliche Stellungen des Betätigungsteils 1 detektieren. Die Lichtschranken 4, 5, 9, 10 umfassen jeweils eine IR-LED 9 und einen IR-Sensor 10, jeweils in SMD-Bauweise, die auf eine Platine 11 aufgelötet sind. Zur Lichtübertragung in die Höhe des Betätigungsteils 1 bzw. der Auskragung 2 sind jeweils Lichtleiter 4, 5 vorgesehen. Die Lichtleiter 4, 5 sind durch ein ringförmiges zweites Abschattungsteil 7 gegeneinander, abgesehen vom Lichtübergangsbereich 8, abgeschirmt. Durch Eintauchen des ersten Abschattungsteils 3 in den Lichtübergangsbereich 6 wird der Lichtübergang unterbrochen. Durch Verschwenken des Betätigungsteils 1 gelangt das Abschattungsteil 3 aus dem Lichtübergangsbereich 6, es kommt zur Lichtübertragung und zu einem zugehörigen Schaltvorgang bei der zugehörigen Lichtschranke 4, 5, 9, 10. Je nach Verschwenkrichtung des Betätigungsteils 1 kommt es zu einem oder mehreren entsprechenden Schaltvorgängen der vier Lichtschranken 4, 5, 9, 10. Durch Detektion und Auswertung der Anzahl und des Ortes der Schaltvorgänge kann ein der Bewegung des Betätigungsteils 1 entsprechendes Steuersignal für ein durch das Bedienelement 13 zu steuerndes, nicht dargestelltes Gerät durch eine nicht dargestellte Auswerteinheit erzeugt werden. Obwohl die Beschreibung auf Schaltfunktionen und Schaltvorgänge Bezug nimmt, dürfte dem Fachmann klar sein, dass mittels der Schaltfunktion auch Regelungen vorgenommen werden können, indem beispielsweise die Dauer der Aufrechterhaltung der Stellung des Betätigungsteils 1 ausgewertet wird. 1 shows a sectional view of the control element according to the invention 13 , It has a freely pivotable mounted operating part 1 on. The storage of the operating part 1 is schematic through the mechanics 12 indicated. The actuating part 1 has a cup-shaped projection 2 on, the hat-like over the mechanics 12 is arranged. The cantilever 2 has a circumferentially extending, facing away from the user wall 3 from, as the first Abschattungsteil 3 for the light barriers explained below 4 . 5 . 9 . 10 serves. There are four photocells 4 . 5 . 9 . 10 provided, the light transition areas 6 on an imaginary circle around the by the rest position of the operating part 1 defined center are arranged distributed at equal intervals. By this arrangement of the light transitions 6 or the light barriers 4 . 5 . 9 . 10 can the control element according to the invention 13 reliable 8th different positions of the operating part 1 detect. The photocells 4 . 5 . 9 . 10 each include an IR LED 9 and an IR sensor 10 , each in SMD construction, mounted on a circuit board 11 are soldered. For transmitting light to the height of the operating part 1 or the projection 2 are each optical fiber 4 . 5 intended. The light guides 4 . 5 are by an annular second Abschattungsteil 7 against each other, except for the light transition area 8th , shielded. By immersing the first shading part 3 in the light transition area 6 the light transition is interrupted. By pivoting the operating part 1 reaches the shading part 3 from the light transition area 6 , it comes to the light transmission and an associated switching operation at the associated light barrier 4 . 5 . 9 . 10 , Depending on the pivoting direction of the operating part 1 There are one or more corresponding switching operations of the four light barriers 4 . 5 . 9 . 10 , By detecting and evaluating the number and location of the switching operations, one of the movement of the operating part 1 corresponding control signal for a through the control 13 to be controlled, not shown device generated by an evaluation unit, not shown. Although the description refers to switching functions and switching operations, it should be clear to the person skilled in the art that controls can also be made by means of the switching function, for example by the duration of maintaining the position of the actuating part 1 is evaluated.

Claims (5)

Bedienelement (13), aufweisend wenigstens ein Betätigungsteil (1), das in wenigstens 8 Richtungen aus einer zentralen Ruhestellung verschwenkbar gelagert ist, Mittel zur Detektion (4, 5, 9, 10) der Stellung des Betätigungsteils, um einen richtungsabhängigen Schaltvorgang durch einen Bediener durchführen zu können, wobei die Mittel zur Detektion der Stellung des Betätigungsteils wenigstens vier Lichtschranken (4, 5, 9, 10) umfassen, die jeweils zwei beabstandete Lichtleiter (4, 5) umfassen und deren Lichtübergang (6) durch ein synchron mit dem Betätigungsteil (1) bewegtes erstes Abschattungsteil (3) unterbrochen wird, wobei das erste Abschattungsteil (3) durch die Wandung einer im Wesentlichen topfförmig ausgestalten Auskragung (2) am Betätigungsteil (1) ausgebildet wird und das Betätigungselement (1) bis auf eine Anschlagsbegrenzung frei verschwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschranken (4, 5, 9, 10) und das erste Abschattungsteil (3) so angeordnet sind, dass in der Ruhestellung des Betätigungsteils (1) der Lichtübergang (6) unterbrochen ist, dass das erste Abschattungsteil (3) in den Abstand zwischen den Lichtleitern (4, 5) eintauchbar angeordnet ist, dass zwischen den Lichtleitern (4, 5) ein ruhendes, zweites Abschattungsteil (7) zur teilweisen Abschirmung der Lichtleiter (4, 5) angeordnet ist und dass das erste (3) und zweite Abschattungsteil (7) so ausgestaltet sind, dass wenigstens in einer maximalen Schwenkstellung des Betätigungsteils die Abschattungsteile (3, 7) teilweise überlagert angeordnet sind.Control element ( 13 ), comprising at least one actuating part ( 1 ), which is pivotably mounted in at least 8 directions from a central rest position, means for detection ( 4 . 5 . 9 . 10 ) of the position of the actuating part in order to be able to perform a direction-dependent switching operation by an operator, wherein the means for detecting the position of the actuating part at least four light barriers ( 4 . 5 . 9 . 10 ), each having two spaced optical fibers ( 4 . 5 ) and their light transition ( 6 ) by a synchronous with the actuating part ( 1 ) moved first Abschattungsteil ( 3 ) is interrupted, wherein the first Abschattungsteil ( 3 ) through the wall of a substantially cup-shaped projection ( 2 ) on the actuating part ( 1 ) is formed and the actuating element ( 1 ) is mounted freely pivotable except for a limit stop, characterized in that the light barriers ( 4 . 5 . 9 . 10 ) and the first shading part ( 3 ) are arranged so that in the rest position of the actuating part ( 1 ) the light transition ( 6 ) is interrupted, that the first shading part ( 3 ) in the distance between the light guides ( 4 . 5 ) is arranged submersible, that between the light guides ( 4 . 5 ) a stationary, second Abschattungsteil ( 7 ) for partial shielding of the optical fibers ( 4 . 5 ) and that the first ( 3 ) and second shading part ( 7 ) are configured so that at least in a maximum pivotal position of the operating part, the shading parts ( 3 . 7 ) are arranged partially superimposed. Bedienelement (13) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der Lichtschranken (4, 5, 9, 10) IR-Licht ist.Control element ( 13 ) according to the preceding claim, characterized in that the light of the light barriers ( 4 . 5 . 9 . 10 ) IR light is. Bedienelement (13) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abschattungsteil (7) ringförmig ausgestaltet ist.Control element ( 13 ) according to one of the two preceding claims, characterized in that the second shading part ( 7 ) is designed annular. Bedienelement (13) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschranken (4, 5, 9, 10) so angeordnet sind, dass die zugehörigen Lichtübergänge (6) auf vier zueinander orthogonale Richtungen um die Ruhestellung des Betätigungsteils (1) verteilt angeordnet sind.Control element ( 13 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the light barriers ( 4 . 5 . 9 . 10 ) are arranged so that the associated light transitions ( 6 ) in four mutually orthogonal directions about the rest position of the actuating part ( 1 ) are arranged distributed. Verwendung des Bedienelements (13) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem Kraftfahrzeug.Using the control element ( 13 ) according to one of claims 1 to 4 in a motor vehicle.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5065146A (en) * 1987-06-18 1991-11-12 International Business Machines Corporation Manually-operated control device
DE10241869A1 (en) * 2001-09-10 2003-04-24 Marquardt Gmbh Electrical joystick type switch for cursor control, especially for use as a motor vehicle control element, has a compact space saving design and is easy to use
DE10342335A1 (en) * 2003-09-11 2005-05-12 Preh Gmbh operating element
EP1750194A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-07 Niles Co., Ltd. Multi directional input apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5065146A (en) * 1987-06-18 1991-11-12 International Business Machines Corporation Manually-operated control device
DE10241869A1 (en) * 2001-09-10 2003-04-24 Marquardt Gmbh Electrical joystick type switch for cursor control, especially for use as a motor vehicle control element, has a compact space saving design and is easy to use
DE10342335A1 (en) * 2003-09-11 2005-05-12 Preh Gmbh operating element
EP1750194A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-07 Niles Co., Ltd. Multi directional input apparatus

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