DE102009046818A1

DE102009046818A1 - Manual controllable display device for use in control panel of motor vehicle to control e.g. radio, has sensor unit detecting approach of finger at screen, detector fixed at board that is arranged at screen, and lenses supported at orifice

Info

Publication number: DE102009046818A1
Application number: DE102009046818A
Authority: DE
Inventors: Michael Algermissen; Robert Knigge
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-05-19
Also published as: CN102063227A; CN102063227B

Abstract

The device (1) has a sensor unit for optical detection of approach of a finger at a display screen (2). The sensor unit has a LED (9) and cylindrical lenses that are attached to a detector (8). A printed circuit board (3) with a display screen control device, is arranged at the display screen. The detector is fixed at the printed circuit board, and the lenses are movably supported at an orifice (5). A spring element (15) is arranged between the lenses and a frame (4) of the display screen. The spring element has a spring tongue (15) that is connected with the lenses and frame. An independent claim is also included for a method for mounting a sensor unit at a manual controllable display device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine manuelle ansteuerbare elektronische Anzeigevorrichtung. Solche Anzeigevorrichtungen weisend eine Sensoreinheit zur optischen Erfassung der Annäherung eines Objekts, insbesondere eines Fingers, an einen Bildschirm auf. Die Sensoreinheit umfasst einen Detektor und eine dem Detektor zugeordnete Optik. An dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung ist eine Leiterplatine mit einer Bildschirmsteuerschaltung angeordnet.The present invention relates to a manually controllable electronic display device. Such display devices comprise a sensor unit for optically detecting the approach of an object, in particular a finger, to a screen. The sensor unit comprises a detector and an optics associated with the detector. On the screen of the display device, a printed circuit board is arranged with a screen control circuit.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Geräte bekannt, die über elektronische Anzeigevorrichtungen zur Einstellung der Gerätefunktionen verfügen. Ein Beispiel hierfür sind in Kraftfahrzeugen verbaute Radios und Navigationsgeräte, die über ein Bedienelement in Form einer elektronische Anzeigevorrichtung verfügen. Auf einem Bildschirm der Anzeigevorrichtung wird eine Steuerung dargeboten, über die das Gerät bedienbar ist. Solche Steuerungen bieten einen Bildschirmdialog an, bei dem Funktionen des Geräts über Schaltflächen auf dem Bildschirm dargestellt sind und über eine Auswahl einer Schaltfläche, insbesondere deren Berührung, ausgewählt werden. Sinnvoll ist es, die für die Bedienung des Geräts erforderlichen Schaltflächen nicht permanent auf dem Bildschirm einzublenden. Die Anzeigefläche kann so während des Nichtgebrauchs der Schaltflächen vollständig für die Darstellung andere Funktionen des Geräts zur Verfügung stehen.Devices are known from the prior art, which have electronic display devices for adjusting the device functions. An example of this are installed in motor vehicles radios and navigation devices that have an operating element in the form of an electronic display device. On a screen of the display device, a control is presented, via which the device is operable. Such controls offer a screen dialog in which functions of the device are represented by buttons on the screen and are selected via a selection of a button, in particular their touch. It makes sense not to permanently display the buttons required to operate the device on the screen. The display surface can thus be completely available for the display of other functions of the device during the disuse of the buttons.

Um ein Einblenden der Schaltflächen nur bei Bedarf zu ermöglichen, werden die elektronischen Anzeigevorrichtungen mit Sensoren kombiniert, welche die Annäherung eines Objekts an die Anzeigevorrichtung detektieren. Dieses Objekt kann die Hand oder der Finger einer die Anzeigevorrichtung bedienenden Person, aber auch ein von der Person geführter Gegenstand sein, den sie in Richtung des Bildschirms führt. Nähert sich ein Objekt dem Bildschirm bis auf einen bestimmten Abstand, will die das Gerät benutzende Person erfahrungsgemäß eine Einstellung vornehmen. Die Anzeigevorrichtung reagiert darauf und blendet Schaltflächen des Bildschirmdialogs auf dem Bildschirm ein.In order to enable the buttons to be faded in only when required, the electronic display devices are combined with sensors which detect the approach of an object to the display device. This object may be the hand or the finger of a person operating the display device, but also an object guided by the person who guides it in the direction of the screen. If an object approaches the screen to a certain distance, the person using the device wants to make a setting according to experience. The display device reacts to this and displays buttons on the screen dialog on the screen.

Der Sensor ist im Randbereich des Bildschirms und nahe an der Außenfläche der Anzeigevorrichtung angeordnet. Diese Position ermöglicht einen direkten Zugang zur Außenfläche der Anzeigevorrichtung. Der Sensor wird dabei in das äußere Design der Anzeigevorrichtung integriert, so dass bei deren gestalterischer Formgebung die Sensorform berücksichtigt werden muss.The sensor is arranged in the edge region of the screen and close to the outer surface of the display device. This position allows direct access to the outer surface of the display device. The sensor is integrated into the outer design of the display device, so that the shape of the sensor must be taken into account in their design.

Die Anordnung des Sensors direkt an der Außenfläche erlaubt den direkten Einfall der zu detektierenden Strahlen auf den Detektor. Dabei ermöglicht eine dem Detektor zugeordnete Optik, die einfallenden Strahlen genau auf den Detektor auszurichten. Die Form der Optik definiert auch den Bereich vor der Anzeigevorrichtung, in dem der Detektor die Annäherung des Objekts an den Bildschirm detektiert. Um eine exakte Führung des Strahlenganges und damit eine genaue Definition des Detektionsbereichs zu gewährleisten, liegt die Optik an der Detektoroberfläche an. Der direkte Kontakt von Optik und Detektor vermeidet auch eine erneute Streuung der Strahlen, die einen geringeren Lichteinfall auf dem Sensor zur Folge haben und damit die Empfindlichkeit der Detektion herabsetzt.The arrangement of the sensor directly on the outer surface allows the direct incident of the beams to be detected on the detector. In this case, an optical system associated with the detector allows the incident beams to be precisely aligned with the detector. The shape of the optics also defines the area in front of the display device in which the detector detects the approach of the object to the screen. In order to ensure an exact guidance of the beam path and thus a precise definition of the detection area, the optics is applied to the detector surface. The direct contact of optics and detector also avoids a re-scattering of the rays, which result in a lower incidence of light on the sensor and thus reduces the sensitivity of the detection.

Optik und Detektor bilden somit eine Sensoreinheit aus. Deren Anordnung am Randbereich des Bildschirms verhindert daher eine direkte Befestigung dieser Einheit auf der entfernten, im rückwärtigen Raum der Anzeigevorrichtung angeordneten Trägerplatine des Bildschirms. Der Einbau des Detektors im Randbereich des Bildschirms erfordert deshalb ebendort eine zusätzliche Trägerplatine, auf die der Detektor aufgesetzt werden kann.Optics and detector thus form a sensor unit. Their arrangement at the edge region of the screen therefore prevents a direct attachment of this unit on the remote, arranged in the rear space of the display device carrier board of the screen. The installation of the detector in the edge region of the screen therefore requires an additional carrier board on which the detector can be placed.

Eine Anzeigevorrichtung der vorgenannten Art zeigt die DE 41 21 180 A1 . Die Anzeigevorrichtung umfasst einen berührungsempfindlichen Bildschirm, auf dem ein Bildschirmdialog eingeblendet werden kann. Die Einblendung von Schaltflächen wird von einer in den Bereich vor dem Bildschirm eindringenden Hand ausgelöst. Die eindringende Hand wird hierbei von einer Sender-Empfängereinheit detektiert. Der Sender emittiert Infrarotstrahlen, die von der sich nähernden Hand reflektiert werden. Werden die zurückfallenden Signale als Reflexionen einer sich dem Bildschirm nähernden Hand detektiert, blendet eine Steuerung die Schaltflächen des Bildschirmdialogs ein. Die Sender-Empfängereinheit und die dazugehörige Optik ist entweder seitlich in den Rahmen des Bildschirms integriert oder unterhalb einer gemeinsamen Frontplatte neben dem Bildschirm angeordnet.A display device of the aforementioned type shows the DE 41 21 180 A1 , The display device includes a touch-sensitive screen on which a screen dialog can be displayed. The display of buttons is triggered by a hand entering the area in front of the screen. The penetrating hand is detected by a transmitter-receiver unit. The transmitter emits infrared rays which are reflected from the approaching hand. If the falling back signals are detected as reflections of a hand approaching the screen, a control fades in the buttons of the screen dialogue. The transmitter-receiver unit and the associated optics are either integrated laterally in the frame of the screen or arranged below a common front panel next to the screen.

Aus der EP 0 596 865 A2 ist eine aus mehreren LED bestehende Lichtquelle eines Kraftfahrzeugs bekannt, deren emittiertes Licht von einer ortsfesten Optik auf einen zu detektierendes vorausfahrendes Fahrzeug ausgerichtet wird.From the EP 0 596 865 A2 is a multi-LED light source of a motor vehicle is known, the emitted light is aligned by a fixed optics on a vehicle ahead to be detected.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine manuell ansteuerbare elektronische Anzeigevorrichtung vorzuschlagen, die aus wenigen Komponenten einfach zusammen gesetzt werden kann. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur einfachen Montage einer manuell ansteuerbaren elektronischen Anzeigevorrichtung vorzuschlagen.Object of the present invention is to propose a manually controllable electronic display device that can be easily put together from a few components. Furthermore, it is an object of the invention to provide a method for easy installation of a manually controllable electronic display device.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Die Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.The object is achieved by a display device according to claim 1. Furthermore, the object is achieved by a method having the features of claim 11.

Erfindungsgemäß wird die am Bildschirm angeordnete Leiterplatine der manuell ansteuerbaren elektrischen Anzeigevorrichtung mit dem Detektor bestückt. Der Detektor ist mit der Leiterplatine fest verbunden, insbesondere verlötet. Dies erlaubt es, zusammen mit dem Detektor auch dessen Auswertungselektronik auf der Leiterplatine des Bildschirms anzuordnen. Eine separate Halterung für den Detektor sowie der Einbau einer weiteren Leiterplatine für den Detektor ist dabei nicht erforderlich. Auch auf die notwendige Leitung zwischen der Leiterplatine des Detektors und der Leiterplatte für die Bildschirmsteuerschaltung kann verzichtet werden. Der Einbau des Detektors in die Anzeigevorrichtung wird somit wesentlich vereinfacht.According to the printed circuit board arranged on the screen of the manually controllable electrical display device is equipped with the detector. The detector is firmly connected to the printed circuit board, in particular soldered. This makes it possible to arrange together with the detector and its evaluation electronics on the printed circuit board of the screen. A separate holder for the detector and the installation of another circuit board for the detector is not required. Also, the necessary line between the printed circuit board of the detector and the circuit board for the screen control circuit can be dispensed with. The installation of the detector in the display device is thus considerably simplified.

Die Optik des Detektors ist an einer Umrandung des Bildschirms beweglich, insbesondere verschieblich gelagert. Optik und Detektor bilden somit keine fest zusammenhängende Baugruppe aus, sondern sie haben unterschiedliche Befestigungspunkte. Die Halterung der Optik an der Umrandung des Bildschirms ermöglicht es, bei der gestalterischen Formgebung der Anzeigevorrichtung die vorzusehende Optik zu berücksichtigen. Die Optik kann somit ohne Auswirkungen auf das Design der Anzeigevorrichtung an der Umrandung, insbesondere an der Blende des Bildschirms angebunden werden.The optics of the detector is movable on a border of the screen, in particular displaceably mounted. Optics and detector thus do not form a coherent assembly, but have different attachment points. The mounting of the optics on the border of the screen makes it possible to take into account the design to be provided in the design of the display device. The optics can thus be connected without affecting the design of the display device on the border, in particular on the screen of the screen.

Die optischen Komponenten des Sensors werden erfindungsgemäß erst beim Zusammenbau der Anzeigevorrichtung mit dem auf der Leiterplatine des Bildschirms angeordneten Detektor zusammengeführt. Dabei bietet die bewegliche Lagerung der Optik eine für die Montage der Komponenten vorteilhafte Flexibilität. Diese Flexibilität ermöglicht es, die unterschiedlich angebundenen Komponenten auf einfache Weise in der Endmontage zu einer Sensoreinheit zusammenzuführen.According to the invention, the optical components of the sensor are only combined with the detector arranged on the printed circuit board of the screen during assembly of the display device. In this case, the movable mounting of the optics offers an advantageous for the assembly of the components flexibility. This flexibility makes it possible to merge the differently connected components in a simple manner in the final assembly to form a sensor unit.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung benötigt somit lediglich eine gemeinsame Leiterplatine für die Bildschirmsteuerung, den Detektor und dessen Auswertungselektronik. Obwohl der Detektor auf der Leiterplatine des Bildschirms im rückwärtigen Raum der Anzeigevorrichtung und die dem Detektor zugeordnete Optik an der äußeren Umrandung des Bildschirms angeordnet ist, bilden sie aufgrund der beweglichen Lagerung der Optik eine Sensoreinheit aus. Die bewegliche Lagerung der Optik ermöglicht zudem eine freie Gestaltung der Umrandung des Bildschirms.The display device according to the invention thus requires only a common printed circuit board for the screen control, the detector and its evaluation electronics. Although the detector on the printed circuit board of the screen in the rear space of the display device and the detector associated optics is disposed on the outer edge of the screen, they form a sensor unit due to the movable mounting of the optics. The movable mounting of the optics also allows a free design of the border of the screen.

Die erfindungsgemäß zusammengebaute Sensoreinheit detektiert ein Objekt in einem durch die Optik definierten Bereich vor dem Bildschirm. Eine erfolgreiche Detektion löst ein Einblenden der Schaltflächen des Bildschirmdialogs aus. Entfernt sich ein detektierte Objekt wieder aus dem Annäherungsbereich, werden die Schaltflächen ausgeblendet und die freigegebene Bildschirmoberfläche kann zur Darstellung anderer Funktionen genutzt werden, wie beispielsweise zur erweiterten Darstellung der Umgebungskarte eines Navigationsgeräts.The sensor unit assembled according to the invention detects an object in an area defined by the optics in front of the screen. A successful detection triggers the display of the buttons of the screen dialog. If a detected object is removed again from the proximity area, the buttons are hidden and the released screen surface can be used to display other functions, such as the extended display of the environment map of a navigation device.

Vorzugsweise weist die manuell ansteuerbare Anzeigevorrichtung zwei vormontierbare Baugruppen auf. Die erste dieser vormontierbaren Baugruppen umfasst den Detektor und die Leiterplatine. Die Leiterplatine wird also vor dem Zusammenbau der Anzeigevorrichtung mit dem Detektor bestückt und derart vormontiert zur Endmontage der Anzeigevorrichtung angeliefert. Auch die zweite vormontierbare Baugruppe, welche die dem Detektor zugeordnete Optik und die Umrandung des Bildschirms umfasst, wird vormontiert. Die vormontierten Baugruppen ermöglichen einen besonders einfachen Zusammenbau der erfindungsgemäßen manuell ansteuerbare Anzeigevorrichtung.Preferably, the manually controllable display device has two pre-assembled modules. The first of these pre-assembled assemblies includes the detector and the printed circuit board. The printed circuit board is thus equipped before the assembly of the display device with the detector and delivered pre-assembled for final assembly of the display device. The second preassemblable module, which includes the optics associated with the detector and the border of the screen, is also preassembled. The pre-assembled modules allow a particularly simple assembly of the manually controllable display device according to the invention.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Optik und der Umrandung des Bildschirms ein Federelement angeordnet. Wird die beweglich an der Umrandung des Bildschirms gehaltene Optik in Richtung auf die Umrandung zu bewegt, beaufschlagt das an ihr anliegende Federelement die Optik mit einer in Richtung zu dem Detektor hin wirkenden Federkraft. Dies ist dann der Fall, wenn während der Endmontage der Anzeigevorrichtung die Optik und der Detektor zusammengeführt werden. Durch die Federwirkung wird erreicht, dass auch bei unterschiedlich geformten Bildschirmumrandungen stets die räumliche Nähe von Detektor und der ihm zugeordneten Optik gewährleistet ist. Dies gewährleistet eine kontrollierte Führung des Strahlengangs und damit eine genaue Definition des Bereichs vor dem Bildschirm, in dem eine Annäherung eines Objekts detektiert wird. Vorzugsweise liegt die Optik nach dem Zusammenbau der Anzeigevorrichtung an dem Detektor an.In a preferred embodiment, a spring element is arranged between the optics and the border of the screen. If the optics, which are movably held on the border of the screen, are moved in the direction of the border, the spring element resting against it acts on the optic with a spring force acting in the direction of the detector. This is the case when the optics and the detector are brought together during the final assembly of the display device. The spring effect ensures that even with differently shaped screen borders always the spatial proximity of the detector and its associated optics is guaranteed. This ensures a controlled guidance of the beam path and thus a precise definition of the area in front of the screen, in which an approach of an object is detected. Preferably, the optics is after the assembly of the display device to the detector.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Federelement eine oder mehrere mit der Umrandung des Bildschirms verbundene Federzungen. Eine Federzunge ist besonders einfach an der Umrandung anzubringen, insbesondere kann sie einstückig mit der Umrandung ausgeführt sein. Die auf die Optik übertragene Federkraft ist somit ohne größeren konstruktiven Aufwand zu erreichen.In a particularly preferred embodiment, the spring element comprises one or more spring tongues connected to the border of the screen. A spring tongue is particularly easy to attach to the border, in particular it can be made in one piece with the border. The force transmitted to the optics spring force can thus be achieved without major design effort.

Vorzugsweise ist die dem Detektor zugeordnete Optik an einem Träger angeordnet, der an der Umrandung des Bildschirms befestigt ist. Der Träger kann somit auf die benötigte Optik angepasst sein, ohne dass Veränderungen an der Umrandung des Bildschirms vorgenommen werden müssen. Dies erlaubt eine weitere Standardisierung der einzelnen Komponenten der Anzeigevorrichtung. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Federzunge einstückig mit dem Träger verbunden. Die Halterung der Optik und das die Federkraft aufbringende Element bilden eine Einheit, die besonders einfach, insbesondere in einem Spritzgussvorgang, zu fertigen ist.Preferably, the optics associated with the detector is arranged on a carrier which is connected to the Border of the screen is attached. The carrier can thus be adapted to the required optics without having to make changes to the border of the screen. This allows further standardization of the individual components of the display device. In a particularly preferred embodiment, the at least one spring tongue is integrally connected to the carrier. The holder of the optics and the spring force applying element form a unit that is particularly easy to manufacture, especially in an injection molding process.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Sensoreinheit zusätzlich zum Detektor auch eine Lichtquelle. Die Lichtquelle, die insbesondere eine oder mehrere LED umfasst, ist wie der Detektor auf der Leiterplatine befestigt. Sie emittiert Licht in einer auf den Detektor abgestimmten Wellenlänge, das von der Optik in den Annäherungsbereich vor dem Bildschirm gelenkt wird und dessen Reflexionen von ihr zurück auf den Detektor geführt werden. Die Befestigung der Lichtquelle auf der Leiterplatine ermöglicht es, auf eine gesonderte elektrische Versorgung der Lichtquelle zu verzichten. Der Detektor und die Lichtquelle können auf der Leiterplatine derart zueinander angeordnet werden, dass der Strahlengang von der Lichtquelle weg und zu dem Detektor hin von zumindest teilweise den selben optischen Komponenten gelenkt wird. Dies verringert die Anzahl der in der Optik vorzusehenden Komponenten.In a further preferred embodiment, the sensor unit also comprises a light source in addition to the detector. The light source, which in particular comprises one or more LEDs, is attached to the printed circuit board like the detector. It emits light in a wavelength tuned to the detector, which is directed by the optics in the approach area in front of the screen and whose reflections are guided by her back to the detector. The attachment of the light source on the printed circuit board makes it possible to dispense with a separate electrical supply to the light source. The detector and the light source can be arranged on the printed circuit board in such a way that the beam path is directed away from the light source and towards the detector from at least partially the same optical components. This reduces the number of components to be provided in the optics.

Vorzugsweise umfasst die Optik ein Umlenkprisma, dessen Brechungswinkel einen Bereich vor dem Bildschirm definiert, in dem die Annäherung eines Objekts an den Bildschirm detektiert wird.Preferably, the optic comprises a deflection prism whose refractive angle defines an area in front of the screen in which the approach of an object to the screen is detected.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Optik lösbar mit der Umrandung des Bildschirms verbunden. Die lösbare Befestigung der Optik in dem Träger verhindert das Herausfallen der Optik aus dem Träger. Dies vereinfacht die Montage des Trägers an der Bildschirmumrandung und deren beider Montage an der elektronischen Anzeigevorrichtung. Gleichzeitig kann eine defekte Optik auf einfache Weise gegen eine andere ausgetauscht werden.In a preferred embodiment, the optic is detachably connected to the border of the screen. The detachable attachment of the optics in the carrier prevents the optics from falling out of the carrier. This simplifies the mounting of the carrier on the screen border and their both mounting on the electronic display device. At the same time a defective optics can be easily exchanged for another.

Besonders bevorzugt ist eine lösbare Verbindung, die von mindestens einer mit der Optik verbundenen Rastnase gebildet wird, die in eine Aussparung des Trägers eingreift. Die Optik muss zum Herstellen der Verbindung lediglich in den Träger eingeschoben und dort verrastet werden. Ein späteres Eindrücken der Rastnasen ermöglicht das einfache Lösen der Optik. Aussparung und Rastnase werden so ausgelegt, dass eine Bewegung der Optik innerhalb des Trägers möglich ist. Die Verwendung einer Rastverbindung zwischen Optik und Träger ist eine besonders einfache Lösung für eine bewegliche Lagerung der Optik.Particularly preferred is a releasable connection, which is formed by at least one locking lug connected to the optics, which engages in a recess of the carrier. The optical system only has to be inserted into the carrier and locked there to make the connection. A later impressions of the locking lugs allows easy release of the optics. Recess and locking lug are designed so that a movement of the optics within the carrier is possible. The use of a locking connection between the optics and the carrier is a particularly simple solution for a movable mounting of the optics.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage einer manuell ansteuerbaren Anzeigevorrichtung, welches in mehreren Schritten ausgeführt wird. In einem der Endmontage vorausgehenden Montageschritt wird die mit der Bildschirmsteuerung versehene Leiterplatine mit dem Bildschirm verbunden. In einem weiteren Schritt wird die Leiterplatine mit einem Detektor zur optischen Erfassung der Annäherung eines Objekts an den Bildschirm bestückt. Die dem Detektor zugeordnete Optik wird nicht an der Leiterplatine, sondern beweglich, insbesondere verschieblich an der Umrandung des Bildschirms gelagert. Zur Endmontage wird die an der Umrandung beweglich gelagerte Optik und der auf der Leiterplatine befestigte Detektor derart miteinander verbunden, dass ein zwischen der Umrandung und der Optik angeordnetes Federelement auf die Optik eine Federkraft in Richtung auf den Detektor zu ausübt.The present invention further relates to a method for mounting a manually controllable display device, which is carried out in several steps. In an assembly step preceding the final assembly, the printed circuit board provided with the screen controller is connected to the screen. In a further step, the printed circuit board is equipped with a detector for optically detecting the approach of an object to the screen. The optics associated with the detector is not mounted on the circuit board, but movable, in particular displaceable on the edge of the screen. For final assembly, the movably mounted on the border optics and attached to the circuit board detector is connected together such that a arranged between the border and the optics spring element to the optics exerts a spring force in the direction of the detector to.

Auf diese Weise kann die Montage besonders schnell und einfach ausgeführt werden. Außerdem wird dabei gleichzeitig die Anpassung einer Anzeigevorrichtung an verschiedene Geräteverbünde, insbesondere die Einpassung der Anzeigevorrichtung in einen aus Armaturenbrett und Mittelkonsole bestehenden Geräteverbund in einem Kraftfahrzeug erleichtert. Durch die Wahl einer geeigneten Bildschirmumrandung, respektive einer geeigneten Blende des Bildschirms ist es ohne großen Aufwand möglich, die Anzeigevorrichtung an die jeweils vorgegebene Verbundfront anzupassen. Die beweglich an der Umrandung des Bildschirms gelagerte Optik ermöglicht eine in Bezug auf die Ausformung der Umrandung flexible Anordnung der Optik. Diese Flexibilität erlaubt es, bei einer Änderung im Design auf eine Änderung der Optik oder sogar der gesamten Sensoreinheit der Anzeigevorrichtung verzichten zu können.In this way, the assembly can be performed very quickly and easily. In addition, at the same time the adaptation of a display device to different device networks, in particular the fitting of the display device is facilitated in a consisting of dashboard and center console device network in a motor vehicle. By choosing a suitable Bildschirmumrandung, respectively a suitable aperture of the screen, it is easily possible to adapt the display device to the respective predetermined composite front. The movably mounted on the border of the screen optics allows a flexible with respect to the formation of the border arrangement of the optics. This flexibility makes it possible to dispense with a change in the design of a change in the appearance or even the entire sensor unit of the display device.

Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem die Anzeigevorrichtung aus den beiden zuvor beschriebenen vormontierten Baugruppen zusammengesetzt wird. Die Endmontage der Anzeigevorrichtung bzw. Anpassung an den jeweiligen Geräteverbund ist bei derart vorgefertigten Baugruppen besonders einfach durchzuführen.Particularly preferred is a method in which the display device is composed of the two pre-assembled modules described above. The final assembly of the display device or adaptation to the respective device network is particularly easy to perform in such prefabricated modules.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings by way of example. Show it:

1: eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung in einem Querschnitt; 1 an embodiment of the display device according to the invention in a cross section;

2: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung mit einer lösbaren Verbindung zwischen Träger und Optik; 2 a further embodiment of the display device according to the invention with a detachable connection between the carrier and optics;

3: eine Explosions-Zeichnung des Trägers und der Optik gemäß der Ausführungsform nach 2. 3 FIG. 2: an exploded drawing of the carrier and the optics according to the embodiment according to FIG 2 ,

1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 mit einem Bildschirm 2 und einer dem Bildschirm 2 zugeordneten Leiterplatine 3. Den Bildschirm 2 umgibt eine Umrandung 4, 5. Zusammen bilden sie eine vordere Front der Anzeigevorrichtung 1 aus, die insbesondere in ein Bedienpaneel eines Kraftfahrzeugs eingelassen ist. In der Anzeigevorrichtung gemäß 1 umfasst die Umrandung einen Rahmen 4 aus Chrom und eine mit dem Rahmen 4 verbunden Blende 5. In der Blende 5 ist eine Öffnung vorgesehen, in die ein Blendenfenster 6 eingesetzt ist. Das Blendenfenster 6 schließt mit der Blende 5 bündig ab. 1 shows an example of a display device according to the invention 1 with a screen 2 and one on the screen 2 associated printed circuit board 3 , The screen 2 surrounds a border 4 . 5 , Together they form a front front of the display device 1 from, which is embedded in particular in an operating panel of a motor vehicle. In the display device according to 1 the border includes a frame 4 chrome and one with the frame 4 connected aperture 5 , In the aperture 5 An opening is provided into which an aperture window 6 is used. The aperture window 6 closes with the aperture 5 flush off.

Die Leiterplatte 3 ist am rückwärtigen Ende des Bildschirms 2 angeordnet. Sie ist fest mit dem Bildschirm 2 verbunden, umfasst die elektrischen Anschlüsse der Anzeigevorrichtung 1 und trägt Komponenten der Bildschirmsteuerschaltung. Die Leiterplatte 3 verläuft zumindest annähernd parallel zur Bildschirmoberfläche und steht über eine untere Begrenzung des Bildschirms 2 hinaus. Auf diesem verlängerten Abschnitt 7 der Leiterplatine 3 ist ein Detektor 8 befestigt. Der Detektor ist Bestandteil einer Annäherungssensorik der Anzeigevorrichtung 1. Die Leiterplatine 3 trägt ebenfalls die für die Annäherungssensorik erforderliche Auswertungselektronik.The circuit board 3 is at the back of the screen 2 arranged. She is stuck with the screen 2 connected, includes the electrical connections of the display device 1 and carries components of the screen control circuit. The circuit board 3 runs at least approximately parallel to the screen surface and is above a lower boundary of the screen 2 out. On this extended section 7 the printed circuit board 3 is a detector 8th attached. The detector is part of a proximity sensor of the display device 1 , The printed circuit board 3 also carries the evaluation electronics required for the proximity sensor.

Der verlängerte Abschnitt 7 der Leiterplatine 3 ist mit in gleicher Höhe und beidseitig des Detektors 8 angeordneten LEDs 9 bestückt. An dem Detektor 8 liegt eine Optik 10 an, die von einem mit der Umrandung 5 verbundenen Träger 11 gehalten wird. Der Detektor 8 und die ihm zugeordnete Optik 10 bilden die Grundelemente der Sensoreinheit der Anzeigevorrichtung aus. Der Träger umfasst zwei parallel zueinander verlaufende Stege 12, in denen die Optik 10 beweglich gehalten wird. Die Optik 10 weist Zylinderlinsen 13 auf, die sich beidseitig und in gleicher Höhe des Detektors 8 über die mit LEDs 9 bestückte Fläche der Leiterplatine 3 erstrecken. An die Zylinderlinsen 13 schließt sich in Richtung auf die Umrandung 4 und 5 zu ein Umlenkprisma 14 an. Das Umlenkprisma 14 erstreckt sich über die Breite der Zylinderlinsen 13 und überdeckt, von 1 nicht gezeigt, auch den Raum zwischen den beiden Zylinderlinsen 13. Eine in dem Raum zwischen den Zylinderlinsen 13 angeordnete zylindrisch geformte Verlängerung des Umlenkprismas 14 bildet die am Detektor 8 anliegende Komponente der Optik 10 aus.The extended section 7 the printed circuit board 3 is at the same height and on both sides of the detector 8th arranged LEDs 9 stocked. At the detector 8th is an optic 10 on, the one with the border 5 connected carrier 11 is held. The detector 8th and the optics associated with it 10 form the basic elements of the sensor unit of the display device. The carrier comprises two parallel webs 12 in which the optics 10 is kept movable. The optics 10 has cylindrical lenses 13 on, located on both sides and at the same height of the detector 8th about those with LEDs 9 equipped surface of the printed circuit board 3 extend. To the cylindrical lenses 13 closes in the direction of the border 4 and 5 to a deflecting prism fourteen at. The deflecting prism fourteen extends over the width of the cylindrical lenses 13 and covered, by 1 not shown, also the space between the two cylindrical lenses 13 , One in the space between the cylindrical lenses 13 arranged cylindrically shaped extension of the deflection prism fourteen forms the at the detector 8th fitting component of the optics 10 out.

Der Träger 11 weist zwei einstückig mit dem Träger 11 ausgeführte Federzungen 15 aus, die an seitlichen Bereichen des Umlenkprismas 14 anliegen. Sie üben eine Federkraft auf die dem Detektor 8 abgewandte Seite des Umlenkprismas 14 aus, wenn dieses weiter in den Träger 11 hinein verschoben wird. Diese Federkraft wirkt in Richtung zu dem Detektor 8 hin, so dass die an das Umlenkprisma 14 anschließende zylindrische Optik an dem Detektor anliegt. Werden auch die Zylinderlinsen 13 weiter in das Innere des Trägers 11 verschoben, wirkt die Federkraft auch auf die am Umlenkprisma 14 anliegenden Zylinderlinsen 13, so dass auch auf sie ein in Richtung auf die LED 9 zu wirkender Druck übertragen wird.The carrier 11 has two integral with the carrier 11 executed spring tongues 15 off, on lateral areas of the deflection prism fourteen issue. They exert a spring force on the detector 8th opposite side of the deflection prism fourteen if this continues in the carrier 11 is moved into it. This spring force acts in the direction of the detector 8th out, so that the to the deflection prism fourteen subsequent cylindrical optics is applied to the detector. Become the cylindrical lenses 13 further into the interior of the carrier 11 shifted, the spring force also acts on the deflection prism fourteen adjacent cylindrical lenses 13 so that also on them one towards the LED 9 is transmitted to acting pressure.

Die Anzeigevorrichtung ist so ausgelegt, dass bei dem Zusammenbau der einzelnen Komponenten zumindest der Detektor 8, aber vorzugsweise auch die LEDs 9 die Ihnen zugeordneten Komponenten der Optik 10 in das Innere des Trägers 11 verschieben. Durch den Zusammenbau werden die Federzungen 15 verformt. Die hieraus resultierende Federkraft lässt die mit dem Umlenkprisma 14 verbundene zylindrische Optik fest an dem Detektor anliegen. Im zusammengebauten Zustand der Anzeigevorrichtung wird das von den LEDs emittierte Licht von den Zylinderlinsen 13 in Richtung einer orthogonal zur Leiterplatte 3 stehenden Ebene zweidimensional fokussiert. Das derart fokussierte Licht wird durch die jeweilige Ausformung des Umlenkprismas 14 auf den gewünschten Detektionsbereich vor dem Bildschirm 2 ausgerichtet und tritt durch das Blendenfenster 6 nach außen. Dabei tritt das Licht fächerförmig aus dem Blendefenster 6 aus. Tritt nun ein Objekt in den Detektionsbereich vor dem Bildschirm 2 ein, fällt das von dem Objekt reflektierte Licht über das Blendenfenster 6 auf das Umlenkprisma 14. Im Umlenkprisma 14 wird es orthogonal zur Leiterplatine 3 ausgerichtet und über die anschließende zylindrische Optik 18 auf den Detektor 8 geführt.The display device is designed so that when assembling the individual components at least the detector 8th , but preferably also the LEDs 9 the components of the optics assigned to you 10 in the interior of the carrier 11 move. By assembling the spring tongues 15 deformed. The resulting spring force leaves the with the deflection prism fourteen connected cylindrical optics firmly against the detector. In the assembled state of the display device, the light emitted by the LEDs from the cylindrical lenses 13 in the direction of an orthogonal to the circuit board 3 focused plane in two dimensions. The thus focused light is due to the respective shape of the deflection prism fourteen to the desired detection area in front of the screen 2 aligned and enters through the aperture window 6 outward. The light occurs fan-shaped out of the window 6 out. Now an object enters the detection area in front of the screen 2 on, the light reflected from the object falls over the aperture window 6 on the deflection prism fourteen , In the deflection prism fourteen it becomes orthogonal to the printed circuit board 3 aligned and via the subsequent cylindrical optics 18 on the detector 8th guided.

Wenn die Blende 5 des Bildschirms 2 zumindest teilweise aus einem für die Lichtemissionen der LEDs lichtdurchlässigen Kunststoff gefertigt ist, kann alternativ auf die Ausbildung eines separaten Blendenfensters 6 verzichtet werden. So kann bei Infrarotlicht emitierenden LED 9 und einem in diesem Spektralbereich detektierenden Empfänger 8 die Blende 5 als für Infrarotlicht durchlässig ausgeführt sein.If the aperture 5 Of the screen 2 is at least partially made of a translucent for the light emissions of the LEDs plastic, can alternatively to the formation of a separate aperture window 6 be waived. So can with infrared light emitierenden LED 9 and a receiver detecting in this spectral range 8th the aperture 5 be designed as permeable to infrared light.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung in einer Position kurz vor dem Zusammenführen von Optik 10 und Detektor 8. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind an den Zylinderlinsen 13 Rastnasen 16 angeordnet, die in Aussparungen 17 des Trägers 11 eingreifen. Die in den Träger 11 eingeführten Zylinderlinsen 13 halten das Umlenkprisma 14 und die mit ihm verbundene zylindrische Optik 18. Die Rastnasen 16 verhindern somit ein Herausfallen der Optik 10 nach deren Einsetzen in den Träger 11. Die Optik 10 kann somit in einer Vorstufe der Endmontage als Baugruppe zusammengesetzt werden, ohne dass ein Herausfallen der Optik 10 bei einem Transport zu befürchten ist. 2 shows an embodiment of the display device according to the invention in a position shortly before the merging of optics 10 and detector 8th , In the embodiment shown are on the cylindrical lenses 13 locking lugs 16 arranged in recesses 17 of the carrier 11 intervention. The in the carrier 11 introduced cylindrical lenses 13 hold the deflecting prism fourteen and the cylindrical optics associated with it 18 , The locking lugs 16 thus prevent falling out of the optics 10 after insertion into the carrier 11 , The optics 10 can thus be assembled in a preliminary stage of final assembly as an assembly without falling out of the optics 10 is to be feared during a transport.

Blende 5 und Träger 11 sind über Dome 19 miteinander verbunden. Der Träger 11 wird hierfür auf die in der Blende 5 vorstehenden Dome 19 aufgesetzt, die anschließend tropfenförmig verschweißt werden. Derart aneinander befestigt, bilden Blende 5, Träger 11 und Optik 10 eine leicht vorzumontierende zweite Baugruppe aus, die einfach zu handhaben ist und in einem Fertigungsschritt am Bildschirm 2 montiert werden kann. Die Leiterplatine 3, der Bildschirm 2 und die zumindest aus dem Detektor 8 bestehende erste Baugruppe ist ebenfalls vormontierbar. Werden beide Baugruppen zusammengeführt, verschiebt der Detektor 8 die zylindrische Optik 18 mit dem Umlenkprisma 14 in Richtung der in 2 nicht gezeigten Federzungen 15. Die hierdurch von den Federzungen 15 in Richtung des Detektors 8 wirkende Federkraft lässt die zylindrische Optik 18 an dem Detektor anliegen und hält sie sicher in Position.cover 5 and carriers 11 are over dome 19 connected with each other. The carrier 11 This is done on the in the aperture 5 protruding dome 19 attached, which are then welded drop-shaped. Attached to each other, forming aperture 5 , Carrier 11 and optics 10 an easy vorzumontierende second assembly, which is easy to handle and in a production step on the screen 2 can be mounted. The printed circuit board 3 , the screen 2 and that at least from the detector 8th existing first module is also pre-assembled. If both assemblies are merged, the detector shifts 8th the cylindrical appearance 18 with the deflection prism fourteen in the direction of in 2 not shown spring tongues 15 , The result of the spring tongues 15 in the direction of the detector 8th acting spring force leaves the cylindrical appearance 18 abut the detector and hold it securely in place.

3 zeigt eine Explosions-Zeichnung von Teilen des Trägers 11 und der Optik 10 gemäß der Ausführungsform nach 2. Die Federzungen und Rastnasen wurden hier allerdings nicht dargestellt. 3 shows an exploded view of parts of the carrier 11 and the optics 10 according to the embodiment according to 2 , The spring tongues and locking lugs were not shown here.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4121180 A1 [0007]
EP 0596865 A2 [0008]

Claims

Manually controllable display device ( 1 ), comprising a sensor unit for optically detecting the approach of an object, in particular a finger, to a screen ( 2 ), wherein the sensor unit comprises a detector ( 8th ) and an optics associated with the detector ( 13 . fourteen . 18 ), whereby on the screen ( 2 ) a printed circuit board ( 3 ) is arranged with a screen control circuit, characterized in that the detector ( 8th ) on the printed circuit board ( 3 ) and that the optics ( 13 . fourteen . 18 ) on a border ( 4 . 5 ) Of the screen ( 2 ), in particular on a diaphragm ( 5 ), is movably mounted.

Display device according to claim 1, characterized in that the manually controllable display device comprises two preassemblable modules, wherein a first preassembled module the detector ( 8th ) and the printed circuit board ( 3 ), and wherein a second preassemblable assembly the optics ( 13 . fourteen . 18 ) and the border ( 4 . 5 ) Of the screen ( 2 ).

Display device according to claim 1 or 2, characterized in that between the optics ( 13 . fourteen . 18 ) and the border ( 4 . 5 ) Of the screen ( 2 ) a spring element ( 15 ) is arranged such that the spring element ( 15 ) the optics ( 13 . fourteen . 18 ) with a direction towards the detector ( 8th ) acted upon spring force acting.

Display device according to claim 3, characterized in that the spring element at least one with the border ( 4 . 5 ) connected spring tongue ( 15 ) having.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the optics ( 13 . fourteen . 18 ) on a support ( 11 ), wherein the carrier ( 11 ) at the border ( 4 . 5 ) Of the screen ( 2 ) is attached.

Display device according to claim 4 and 5, characterized in that the spring tongue ( 15 ) integral with the carrier ( 11 ) is executed.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit is a light source ( 9 ), in particular one or more LEDs ( 9 ), the light source ( 9 ) on the printed circuit board ( 3 ) is attached.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the optics ( 13 . fourteen . 18 ) a deflection prism ( fourteen whose refractive angle comprises a detection area for the approach of an object to the screen (FIG. 2 ) Are defined.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the optics ( 13 . fourteen . 18 ) detachable with the border ( 4 . 5 ) Of the screen ( 8th ) connected is.

Display device according to claim 5 and 9, characterized in that the detachable connection at least one with the optics ( 13 . fourteen . 18 ) associated latching nose ( 16 ), which in a recess ( 17 ) of the carrier ( 11 ) intervenes.

Method for mounting a sensor unit of a manually activatable display device ( 1 ), in particular a sensor unit of a manually activatable display device according to any one of claims 1-10, wherein a screen ( 2 ) with one on a printed circuit board ( 3 ) arranged monitor screen, characterized by the following method steps: - the printed circuit board ( 3 ) is connected to a detector ( 8th ) for optically detecting the approach of an object to the screen ( 2 ), - a detector ( 8th ) associated optics ( 13 . fourteen . 18 ) becomes movable on a border ( 4 . 5 ) Of the screen ( 2 ), and - those at the border ( 4 . 5 ) movably mounted optics ( 13 . fourteen . 18 ) and the one with the printed circuit board ( 3 ) connected detector ( 8th ) are connected to each other in such a way that between the border ( 4 . 5 ) and the optics ( 13 . fourteen . 18 ) arranged spring element ( 15 ) a spring force on the optics ( 13 . fourteen . 18 ) towards the detector ( 8th ) exercises.

Method for mounting a sensor unit according to claim 11, characterized in that the manually controllable display device ( 1 ) is assembled from two preassembled modules, wherein a first preassembled module, the printed circuit board ( 3 ) and the detector ( 8th ) and wherein a second preassembled module with the border ( 4 . 5 ) Of the screen ( 2 ) connected optics ( 13 . fourteen . 18 ).