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Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem eine berührungsempfindliche Eingabe- und Anzeigefläche definierenden ersten Pixelmatrixanzeige und einem auf dieser berührempfindlichen Eingabe- und Anzeigefläche angeordneten Drehsteller.
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Eingabegräte dieser Art werden in Kraftfahrzeugen zur Steuerung von Fahrzeugkomponenten eingesetzt und dienen unter anderem zur Steuerung von Informations- oder Kommunikationseinrichtungen oder zur Klimasteuerung. Beispiele dafür sind ein Abspielgerät für Musikdateien, ein Navigationsgerät oder eine Bedienoberfläche zur Einstellung von Fahrzeugfunktionen. Derartige Systeme benötigen ein Bedienelement, damit ein Bedienmenü durchlaufen und ein oder mehrere Menüpunkte ausgewählt werden können.
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Aus der
DE 100 42 128 A1 ist eine multifunktionale Bedienvorrichtung bekannt, die ein Betätigungsteil aufweist. Das Betätigungsteil ist als Drehdrücksteller ausgebildet und umfasst einen äußeren, um eine Achse drehbaren Ring, dessen Verdrehung durch Sensoren oder dergleichen erfasst werden kann. Darüber hinaus umfasst das Betätigungsteil ein inneres Betätigungselement, das axial betätigt gedrückt) werden kann, um eine Eingabe vorzunehmen. Mit einem derartigen Drehdrücksteller kann eine Option eines mehrere Optionen bietenden Menüs mittels des äußeren drehbaren Rings ausgewählt und mittels des inneren Betätigungselements bestätigt werden.
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Um die Bedienung derartiger Bedienelemente, die auch Bestandteil eines Multi-Media-Interfaces (MMI) sein können, weiter zu vereinfachen, ist in der
DE 10 2009 037 658 A1 vorgeschlagen worden, dass es ein Touchpad umfasst. Ein Touchpad definiert eine berührungsempfindliche Eingabefläche, wobei die Position eines Fingers eines Nutzers auf der Fläche bestimmt werden kann. Der Benutzer kann auf diese Weise durch eine Bewegung des Fingers auf dem Touchpad besonders leicht Bedienvorgänge vornehmen. Das Touchpad wird hierin als Alternative zu einem Drehdrücksteller eingesetzt.
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Die
DE 10 2009 037 401 A1 schlägt ein Bedienelement vor, dass einerseits ein Touchpad und andererseits einen Drehdrücksteller umfasst. Der Benutzer kann somit wahlweise den Drehdrücksteller oder das Touchpad zur Eingabe von Bedienkommandos verwenden.
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Die
DE 10 2014 019 102 A1 offenbart einen Bedienelement mit einer das Betätigungsteil umgebenden berührsensitiven Eingabefläche.
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Die
DE 10 2006 043 208 A1 offenbart einen auf einem Touchscreen angeordneten Drehsteller. Eine dem Drehsteller zugeordnete, im Zentrum des Drehstellers angeordnete Anzeigefläche nutzt den darunterliegend angeordneten Touchscreen zur Funktionsanzeige. Beispielsweise ist zwischen der Anzeigefläche und dem Touchscreen ein Lichtleiter vorgesehen. Es hat sich gezeigt, dass die optischen Abbildungsleistungen einer solchen Anordnung vergleichsweise schlecht sind und auch sehr stark mit dem Betrachtungswinkel variieren.
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Vor diesem Hintergrund bestand Bedarf nach einer Lösung für ein gattungsgemäßes Eingabegerät mit Drehsteller mit im Vergleich verbesserter optischer Darstellung, welches insbesondere kostengünstig hergestellt werden und flexibel entsprechend der konstruktiven Anforderungen ausgelegt werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Eingabegerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine gleichermaßen vorteilhafte Verwendung ist Gegenstand des nebengeordneten Verwendungsanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen 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.
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Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät, welches eine erste Pixelmatrixanzeige aufweist. Erfindungsgemäß definiert diese Pixelmatrixanzeige eine Kombination aus einer berührempfindlichen Eingabefläche und einer Anzeigefläche und weist eine zugehörige Berührdetektionseinrichtung auf. Derartige berührempfindlichen Pixelmatrixanzeigen werden auch als Touchscreen bezeichnet. Als Berührung wird die Berührung durch ein Eingabeorgan, insbesondere durch einen oder mehrere Finger eines Bedieners verstanden. Die Berührdetektionseinrichtung ist beispielsweise ausgelegt, eine ortsauflösende kapazitive, resistive, optische oder induktive Berührdetektion durchzuführen. Bevorzugt handelt es sich um eine kapazitive Berührdetektion. Das erfindungsgemäße Eingabegerät weist ferner einen Träger auf, an dem die erste Pixelmatrixanzeige befestigt ist. Das erfindungsgemäße Eingabegerät weist ferner einen mechanischen, auf der berührempfindlichen Eingabe- und Anzeigefläche angeordneten Drehsteller auf. Der Drehsteller umfasst ein an der ersten Pixelmatrixanzeige befestigtes Basisteil und einen am Basisteil drehbeweglich gelagerten Betätigungsring. Beispielsweise ist das Basisteil mit der dem Bediener zugewandten Oberfläche der ersten Pixelmatrixanzeige verklebt. Erfindungsgemäß weist das Eingabegerät ferner eine zweite Pixelmatrixanzeige auf, die im Zentrum des Betätigungsrings angeordnet ist. Als Zentrum wird beispielsweise das durch den Betätigungsring definierte Hohlvolumen verstanden.
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Die zweite Pixelmatrixanzeige ist beispielsweise vorgesehen, die durch den Drehsteller zu steuernde Funktion dem Bediener symbolisch zu visualisieren oder eine Stellungsmarkierung zur Verdeutlichung der Stellung des Drehstellers anzuzeigen. Die erste Pixelmatrixanzeige weist zu elektrisch leitenden Zugänglichkeit der zweiten Pixelmatrixanzeige einen unter dem Drehsteller befindlichen Durchbruch auf. Als Durchbruch wird beispielsweise einen den gesamten Folienschichtaufbau der ersten Pixelmatrixanzeige einschließlich einer gegebenenfalls vorhanden Elektrodenstruktur, durchsetzendes Durchgangsloch verstanden. Diesen Durchbruch durchgreifen erfindungsgemäß seine oder mehrere elektrische Leitungen, beispielsweise elektrische Stromversorgungsleitungen sowie Datenleitungen für die zweite Pixelmatrixanzeige. Durch die zweite Pixelmatrixanzeige mit zugehörigem Durchbruch ist die optische, dem Drehsteller zugeordnete Funktionsanzeige hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften verbessert an die Betrachtungssituation des Bedieners anpassbar. Eine Lichtübertragung durch das von dem Betätigungsring definierten Hohlvolumen mit all seinen Nachteilen, wie des Risikos von ungewünschtem Streulichtaustritt, von Lichtübertragungsverlusten sowie der in der Regel geringen Betrachtungswinkel, kann vorteilhaft entfallen.
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Als Pixelmatrixanzeige wird beispielsweise eine Anzeige verstanden, die ein Array aus einzelnen Leuchtioden, beispielsweise GaN-Leuchtdioden aufweist. Diese weisen beispielsweise einen durch die einzelne Leuchtdiode definierten Pixeldurchmesser von einigen µm auf. Bevorzugt ist die zweite Pixelmatrixanzeige eine eine OLED-Matrix aufweisende Pixelmatrixanzeige, d.h. eine eine Matrix von organische Leuchtdioden ausbildende Pixelmatrixanzeige. Zur Einsparung von Bauraum und zur erleichterten Anpassung an beliebige Oberflächen im Zentrum des Betätigungsrings handelt es sich um eine Pixelmatrixanzeige, die eine auf ein flexibles Substrat aufgebrachte OLED-Matrix aufweist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die erste und die zweite Pixelmatrixanzeige eine gemeinsame Ansteuerelektronik und/oder eine Berührdetektionselektronik auf.
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Noch bevorzugter sind die erste und die zweite Pixelmatrixanzeige über einen Datenbus, wie einen LIN- oder CAN-Bus, verbunden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Basisteil den Durchbruch durchgreifend ausgebildet, um so den Drehsteller zusätzlich in einer zur berührempfindlichen Eingabe- und Anzeigefläche parallelen Richtung festzulegen.
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In einer Ausgestaltung ist der Betätigungsring mittels eines Gleitlagers am Basisteil gelagert, bevorzugt ist jedoch der Betätigungsring mittels eines Wälzlagers, wie einem Kugellager, am Basisteil gelagert.
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Bevorzugt ist die zweite Pixelmatrixanzeige ausgebildet, eine zweite berührempfindliche Eingabe- und Anzeigefläche zu definieren. Beispielsweise ist die zugehörige Berührdetektionseinrichtung ausgelegt, ebenfalls eine ortsauflösende kapazitive, resistive, optische oder induktive Berührdetektion durchzuführen. Damit ist beispielsweise eine Bedieneingabe ermöglicht, bei der nach erfolgter Menüauswahl durch den Betätigungsring eine bestätigende Auswahl einer Menüoption durch eine Berühreingabe auf der zweiten Pixelmatrixanzeige vorgenommen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Betätigungsring einen mit der Berührdetektionseinrichtung zusammenwirkenden Stellungsgeber zur Detektion einer Drehstellung des Betätigungsrings auf. Damit kann eine zusätzliche, separat für den Drehsteller vorzusehende Detektionseinrichtung vorteilhaft entfallen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ferner ein den Durchbruch durchgreifendes Stützelement zur Abstützung der zweiten Pixelmatrixanzeige am Träger vorgesehen, um die zweite Pixelmatrixanzeige zusätzlich zu stabilisieren, insbesondere wenn diese neben einer Anzeigefläche auch eine berührempfindliche Eingabefläche definiert.
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Die Pixelmatrixanzeige kann am Betätigungsring befestigt sein, bevorzugt ist die zweite Pixelmatrixanzeige am Basisteil befestigt, wodurch die zweite Pixelmatrixanzeige gegenüber dem Betätigungsring ruht.
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Bevorzugt definiert die zweite Pixelmatrixanzeige eine gekrümmte, d.h. eine einfach oder mehrfach gekrümmte, Anzeigefläche. Beispielsweise ist die Anzeigefläche konkav oder konvex gewölbt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Eingabegerät eine Leiterplatte und eine auf der Leiterplatte angeordnete Auswerteinheit auf, wobei die Leiterplatte unterhalb des Durchbruchs angeordnet ist.
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Bevorzugt ist der Träger zwischen der Leiterplatte und der ersten Pixelmatrixanzeige angeordnet.
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Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung definiert die zweite Pixelmatrixanzeige eine im Wesentlichen runde Anzeigefläche, anders ausgedrückt, die Lage der äußersten Pixel wird im Wesentlichen durch eine Kreisgleichung beschrieben, wobei hier sich durch den Pixelabstand ergebende Abweichungen unbeachtlich sein sollen.
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Die Erfindung betrifft ferner die vorteilhafte Verwendung des Eingabegeräts in einer seiner zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellen jeweils lediglich eine bevorzugte Ausführungsvariante dar. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1;
- 2 eine weitere Schnittansicht der in 1 gezeigten, ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1;
- 3 einer Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1.
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Das erfindungsgemäße Eingabegerät 1 ist zur Verwendung in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug vorgesehen und beispielsweise in einer zum Fahrzeug gehörenden Mittelkonsole oder einem Armaturenbrett angeordnet. Das erfindungsgemäße Eingabegerät 1 weist in der in 1 gezeigten, ersten Ausführungsform eine eine berührempfindliche Eingabe- und Anzeigefläche 9 definierende, erste Pixelmatrixanzeige 2 mit einer zugehörigen Berührdetektionseinrichtung auf. Die nicht näher gezeigte Berührdetektionseinrichtung ist ausgelegt, eine Berührung eines Eingabeorgans, wie eines Fingers, kapazitiv zu detektieren und weist beispielsweise eine ein Array von Messkapazitäten erzeugende Elektrodenstruktur auf. Das Eingabegerät 1 weist ferner einen Träger 15 auf, an dem die erste Pixelmatrixanzeige 2, beispielsweise durch Kleben, befestigt ist. Das Eingabegerät 1 weist ferner einen mechanischen, auf der berührempfindlichen Eingabe- und Anzeigefläche 9 angeordneten Drehsteller 4 auf. Der Drehsteller 4 umfasst ein Basisteil 10, das an der ersten Pixelmatrixanzeige 2 befestigt ist. Beispielsweise weist die erste Pixelmatrixanzeige 2 einen Folienschichtaufbau auf, und das Basisteil 10 ist an dessen oberster, die Eingabe- und Anzeigefläche 9 definierenden Schicht durch eine Klebeschicht befestigt.
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Der Drehsteller 4 umfasst ferner einen am Basisteil 10 über ein Kugellager 5 drehbeweglich gelagerten Betätigungsring 13. Das Eingabegerät 1 umfasst ferner eine zweite Pixelmatrixanzeige 3 in OLED-Bauweise, die im Zentrum des Betätigungsrings 13, d.h. in dem durch den Betätigungsring 13 definierten Hohlvolumen, angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß weist die erste Pixelmatrixanzeige 2, somit der gesamte zur Pixelmatrixanzeige 2 gehörige Schichtaufbau einschließlich der im vorliegenden Fall vorhandenen Elektrodenstruktur, einen unter dem Drehsteller 4 befindlichen Durchbruch 6 auf, den eine oder mehrere elektrische Leitungen 11, beispielsweise in Form eines mehradrigen Flachbandkabels oder einer flexiblen Flachbandleitung, zur elektrischen Ansteuerung der zweiten Pixelmatrixanzeige 3 durchgreifen.
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Wie 2 zeigt, ist unter dem Durchbruch 6 eine Leiterplatte 7 angeordnet, mit der die elektrischen Leitungen 11 verbunden sind. Die Stellung des Drehstellers 4, d.h. die Stellung des Betätigungsrings 13 wird bei der in den 1 und 2 gezeigten, ersten Ausführungsform durch die zur ersten Pixelmatrixanzeige 2 gehörenden Detektionseinrichtung detektiert, in dem ein am Betätigungsring 13 befestigter Stellungsgeber 8 eine mit dem Betätigungsring 13 umlaufende Berührung simuliert, beispielsweise durch unmittelbare mechanische Einwirkung auf die berührempfindliche Eingabe- und Anzeigefläche 9 oder durch berührungslose Beeinflussung der zugehörigen durch die Elektrodenstruktur erzeugten Messkapazitäten.
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabegeräts 1. Es weist ebenfalls eine eine berührempfindliche Eingabe- und Anzeigefläche 9 definierende, erste Pixelmatrixanzeige 2 mit einer zugehörigen Berührdetektionseinrichtung auf. Die nicht näher gezeigte Berührdetektionseinrichtung ist ausgelegt, eine Berührung eines Eingabeorgans, wie eines Fingers, kapazitiv zu detektieren und weist beispielsweise eine ein Array von Messkapazitäten erzeugende Elektrodenstruktur auf. Das Eingabegerät 1 weist ebenfalls einen Träger 15 auf, der sich aber konstruktiv von dem der ersten Ausführungsform unterscheidet, wie unten erläutert wird.
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Das Eingabegerät 1 weist ferner einen auf der berührempfindlichen Eingabe- und Anzeigefläche 9 angeordneten Drehsteller 4 auf. Der Drehsteller 4 umfasst ein an der ersten Pixelmatrixanzeige 2 befestigtes Basisteil 10 auf. Beispielsweise weist die erste Pixelmatrixanzeige 2 einen Folienschichtaufbau auf und das Basisteil 10 ist an der obersten, die Eingabe- und Anzeigefläche 9 definierenden Schicht des Folienschichtaufbaus durch eine Klebeschicht befestigt.
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Der Drehsteller 4 umfasst ferner ein am Basisteil 10 über ein Kugellager 5 drehbeweglich gelagerten Betätigungsring 13. Das Eingabegerät 1 umfasst ferner eine zweite Pixelmatrixanzeige 3 in OLED-Bauweise, die im Zentrum des Betätigungsrings 13, d.h. in dem durch den Betätigungsring 13 definierten Hohlvolumen, angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß weist auch bei dieser Ausführungsform die erste Pixelmatrixanzeige 2, somit der gesamte zur Pixelmatrixanzeige 2 gehörige Schichtaufbau einschließlich der im vorliegenden Fall vorhandenen Elektrodenstruktur, einen unter dem Drehsteller 4 befindlichen Durchbruch 6 auf, den aber hier nicht nur eine oder mehrere elektrische Leitungen 11, beispielsweise in Form eines mehradrigen Flachbandkabels oder einer flexiblen Flachbandleitung, zur elektrischen Ansteuerung der zweiten Pixelmatrixanzeige 3 durchgreifen, sondern auch ein hülsenförmiger Fortsatz des Basisteils 10, um den Drehsteller 4 in einer zur berührempfindlichen Eingabe- und Anzeigefläche 9 parallelen Richtung festzulegen, sowie eine Stütze 16.
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Unter dem Durchbruch 6 ist der Träger 15 angeordnet, an dem sich die zweite Pixelmatrixanzeige 3 über die Stütze 16 abstützt. Unter dem Träger 15 ist eine Leiterplatte 7 angeordnet, mit der die elektrischen Leitungen 11 verbunden sind. Die Stellung des Drehstellers 4, d.h. die Stellung des Betätigungsrings 13 wird bei der in den 3 gezeigten, zweiten Ausführungsform durch eine separate Detektionseinrichtung, die beispielsweise mehrere optische Encoder aufweist, und einer zugehörigen auf der Leiterplatte 7 befindlichen Auswerteinheit 14 detektiert, die ebenfalls mittels den Durchbruch 6 durchgreifenden Leitungen 11 mit der separaten Detektionseinrichtung, kommuniziert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10042128 A1 [0003]
- DE 102009037658 A1 [0004]
- DE 102009037401 A1 [0005]
- DE 102014019102 A1 [0006]
- DE 102006043208 A1 [0007]
