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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einbaueinheit für ein Fahrzeug, die eine Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung umfasst.
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Die Bedeutung von Anzeige- und/oder Bedienvorrichtungen nimmt in modernen Fahrzeugen stetig zu. Dabei werden Anzeigevorrichtungen dazu eingesetzt, dem Fahrer relevante Informationen betreffend einzelne Fahrzeugkomponenten oder aber auch Informationen zur Fahrgeschwindigkeit, Temperatur, etc. anzuzeigen. Bedienvorrichtungen hingegen werden dazu eingesetzt, Betriebsparameter für einzelne Fahrzeugkomponenten durch den Fahrer oder Fahrzeuginsassen einzustellen. Auch kombinierte Anzeige- und Bedienvorrichtungen sind allgemein bekannt, die dem Fahrer bzw. den Fahrzeuginsassen sowohl die Anzeige von Informationen ermöglichen, als auch die Eingabe von Betriebsparametern gestatten.
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Da die Anzahl der steuerbaren Fahrzeugkomponenten bei modernen Fahrzeugen, insbesondere bei Fahrzeugen der Mittel- und der Oberklasse, stetig zunimmt, nimmt auch gleichzeitig die Zahl der in Fahrzeugen notwendigen Bedienvorrichtungen zu. Auch die Anzahl der Anzeigevorrichtungen nimmt in modernen Fahrzeugen stetig zu, da mit der Weiterentwicklung der Fahrzeugtechnik auch immer mehr relevante Informationen zum Fahrzeug aber auch zur Außenumgebung zur Verfügung stehen und die Anzeige der relevanten Informationen wünschenswert ist.
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Für die effiziente Interaktion zwischen dem Benutzer und der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung ist es wünschenswert, eine zuverlässige Erkennung einer sich der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung annähernden Hand des Benutzers zu gewährleisten. Dabei kann es für verschiedene Anwendungen besonders wünschenswert sein, die Hand des Benutzers möglichst frühzeitig zu erkennen, insbesondere auch dann, wenn die Hand die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung (noch) nicht berührt, was z.B. für Gestenerkennung erforderlich ist.
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Dadurch, dass erkannt wird, dass sich die Hand des Benutzers der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung annähert, kann diese in Abhängigkeit davon den Betriebsmodus wechseln. So kann beispielsweise die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung von einem deaktivierten Modus in einen aktivierten Modus überführt werden, sobald der Benutzer seine Hand in die Nähe der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung bewegt. Bei anschließender Entfernung der Hand von der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung kann diese wieder in den deaktivierten Modus oder in einen Stromsparmodus überführt werden.
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So kann beispielsweise erreicht werden, dass der Energieverbrauch der einzelnen Anzeige- und/oder Bedienvorrichtungen im Fahrzeug signifikant reduziert wird, da die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtungen lediglich dann aktiviert werden, wenn diese tatsächlich gebraucht werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einbaueinheit mit einer Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung bereitzustellen, die auf einfache Art und Weise ein sich der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung annäherndes Objekt zuverlässig erkennen kann, noch bevor diese mit der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung in Berührung kommt.
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Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird eine Einbaueinheit für ein Fahrzeug vorgeschlagen, umfassend
- - eine erste Wand mit einer ersten Seitenfläche;
- - eine in und/oder an und/oder auf der ersten Seitenfläche angeordnete Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung zum Anzeigen von Informationen und/oder zur Eingabe von Betriebsparametern mindestens einer Fahrzeugkomponente;
- - eine zweite Wand mit einer zweiten Seitenfläche, wobei die zweite Seitenfläche an die erste Seitenfläche angrenzt und von dieser aufragt, und wobei die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche gemeinsam einen Winkel von kleiner als 180° definieren;
- - einen in und/oder an und/oder auf der zweiten Seitenfläche angeordneten ersten Näherungssensor zur Detektion eines sich der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung annähernden, insbesondere eines sich oberhalb der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung befindenden Objektes, insbesondere einer menschlichen Hand; und
- - eine Auswerte- und Ansteuereinheit zum Auswerten eines Messsignals des Näherungssensors zwecks Ermittlung des Abstandes des zu erfassenden Objektes von der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung und/oder dem Näherungssensor.
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Die erfindungsgemäße Einbaueinheit ermöglicht es insbesondere, die Annäherung eines Objektes, beispielsweise einer Hand, zu detektieren, noch bevor dieser mit der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung in Berührung kommt, und den Betriebsmodus der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von dem sich annähernden Objekt zu steuern. Auf diese Weise wird es beispielsweise ermöglicht, die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung nur dann zu aktivieren, wenn der Benutzer diese tatsächlich benötigt. Dadurch kann insbesondere der Energieverbrauch im Fahrzeug reduziert werden, während der Benutzer jederzeit nach Bedarf auf die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung zugreifen kann.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einbaueinheit ist es, dass der Näherungssensor getrennt von der Anzeige und/oder Bedienvorrichtung angeordnet werden kann. Dadurch können beispielsweise Sensorelektroden verwendet werden, die in ausreichendem Abstand zu geerdeten Teilen des Fahrzeugs angebracht werden können. Derartige Positionsmöglichkeiten bieten im Vergleich zu Sensorelektroden, die etwa in einem Display oder in der Nähe des Displays angeordnet sind, einen besonders störungsfreien Sensormessbereich, der damit eine entsprechende Güte aufweist.
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Die Einbaueinheit kann in ein Fahrzeug, vorzugsweise in eine Fahrzeugtür, eingebaut werden. Im eingebauten Zustand sind die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche in Richtung des Fahrzeuginnenraums ausgerichtet.
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Die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung kann insbesondere als Display oder als beleuchtete Eingabetaste ausgeführt sein.
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Der Näherungssensor im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Sensor, der in der Lage ist, den Abstand zu einem zu detektierenden Objekt zu messen. Dabei kann der Näherungssensor ein sich annäherndes Objekt in einem durch den Sensor vordefinierten Erfassungsbereich erkennen. Der Erfassungsbereich ist der Bereich, in dem ein Näherungssensor das zu erkennende Objekt zuverlässig detektieren kann. Außerhalb des Erfassungsbereichs eines Näherungssensors ist das zu erfassende Objekt nur ungenau oder überhaupt nicht detektierbar. Je nach Art des Näherungssensors kann der Erfassungsbereich beispielsweise halbkugelförmig, flächig oder aber auch eindimensional ausgeführt sein. Beispielsweise kann der Erfassungsbereich eines Näherungssensors flächig ausgeführt sein und eine Fläche umfassen, die orthogonal zur zweiten Seitenfläche verläuft und an die zweite Seitenfläche angrenzt. Diese Fläche kann beispielsweise auf 5 x 10 cm begrenzt sein. Das sich annähernde Objekt kann sich auch wieder von dem Sensor entfernen, wobei die Entfernung des Objektes von dem Näherungssensor gleichermaßen erkannt wird, wie die Annäherung des Objektes.
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Die erste Seitenfläche, in und/oder an und/oder auf der die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung angeordnet ist, bildet gemeinsam mit der zweiten Seitenfläche, in und/oder an und/oder auf der der erste Näherungssensor angeordnet ist, einen stumpfen, einen spitzen oder einen rechten Winkel bilden. Die beiden Seitenflächen sind einander zugewandt und der erste Näherungssensor ist einem Erfassungsbereich zugewandt, in dem das zu erkennende Objekt erwartet wird.
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Die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung der erfindungsgemäßen Einbaueinheit kann beispielsweise der Anzeige fahrzeugbezogener Informationen oder der Eingabe von Steuerungsparametern einzelner Fahrzeugkomponenten dienen, wie etwa der Fenster, der Spiegel, der Sitze oder der Fahrzeugbeleuchtung.
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In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbaueinheit kann vorgesehen sein, dass der Winkel zwischen der ersten Seitenfläche und der zweiten Seitenfläche im Wesentlichen 90° beträgt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der erste Näherungssensor einen flächigen Erfassungsbereich aufweist, der orthogonal zu der zweiten Seitenfläche und parallel zur ersten Seitenfläche sowie zu einer dem Benutzer zugewandten Oberfläche der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung verläuft. Dadurch kann das Eindringen eines zu erkennenden Körpers in eine Fläche parallel zur Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung detektiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbaueinheit kann vorgesehen sein, dass der erste Näherungssensor einen Erfassungsbereich aufweist, der oberhalb der ersten Seitenfläche angeordnet ist. Ist beispielsweise die Einbaueinheit in einer Fahrzeugtür eingebaut, so kann es vorgesehen sein, dass die erste Seitenfläche mit der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung in einer Armlehne der Fahrzeugtür angeordnet ist und die zweite Seitenfläche mit dem ersten Näherungssensor in einer vertikal verlaufenden Türinnenwand angeordnet ist, wobei der erste Näherungssensor einen Bereich oberhalb der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung überwacht. Auf diese Weise wird die Detektion einer Hand ermöglicht, welche sich der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung von oben annähert. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der erste Näherungssensor 3 cm oder 5 cm oberhalb der ersten Seitenfläche angeordnet ist.
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Weiterhin kann bei der erfindungsgemäßen Einbaueinheit vorgesehen sein, dass die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung, gesteuert durch die Auswerte- und Ansteuereinheit, wahlweise in einem von mehreren Betriebsmodi betreibbar ist und in Abhängigkeit von der ermittelten Entfernung des zu erfassenden Objektes von der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung und/oder dem ersten Näherungsensor in einen Betriebsmodus überführbar ist.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung eine Be- und/oder Hinterleuchtungseinrichtung aufweist, und dass die Betriebsmodi folgende Zustände umfassen: aktivierte Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit, deaktivierte Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit, Sleep-Modus mit gegenüber dem Normalbetrieb reduziertem Energiebedarf, insbesondere durch Deaktivierung der Be- und/oder Hinterleuchtungseinrichtung und/oder durch Deaktivierung weiterer Komponenten der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung bzw. durch Umschalten einer oder mehrerer der genannten Komponenten in einen Bereitschaftsmodus.
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Durch die Definition verschiedener Betriebsmodi können die individuellen Bedürfnisse des Fahrers berücksichtigt und gleichzeitig eine Optimierung des Energieverbrauchs erreicht werden. Insbesondere kann die Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung aktiviert werden, wenn der Benutzer seine Hand in die Nähe der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung heranführt. Dadurch kann der Benutzer der Auswerte- und Ansteuereinheit der erfindungsgemäßen Einbaueinheit signalisieren, dass er die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung bedienen möchte bzw. Informationen von dieser abzulesen wünscht. Entfernt der Benutzer seine Hand anschließend wieder von der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung, so erkennt die Auswerte- und Ansteuereinheit, dass der Benutzer die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung augenblicklich nicht benötigt. In diesem Fall kann die Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit deaktiviert werden, um die Energieressourcen im Fahrzeug zu schonen. Auch kann vorgesehen sein, dass die Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit in einen Sleep-Modus überführt wird, aus dem die Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit innerhalb kürzester Zeit wieder in den aktivierten Zustand überführbar ist. Auf diese Weise wird eine kurze Reaktionszeit der Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit gewährleistet, sodass der Benutzer nicht unnötig lange auf die Reaktivierung der Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit zu warten hat.
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Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Einbaueinheit vorgesehen sein, dass die Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung durch die Auswerte- und Ansteuereinheit in Abhängigkeit von dem ermittelten Abstand des Objektes zur Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung und/oder zum Näherungssensor vom aktivierten Zustand in den deaktivierten Zustand oder vom deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand überführbar ist. Wird also die Hand eines Benutzers in den Erfassungsbereich des ersten Näherungssensors eingeführt, so kann die Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit aktiviert werden, während sie wieder deaktiviert wird, sobald die Hand den Erfassungsbereich des Näherungssensors wieder verlässt. Auf diese Weise kann sowohl die Annäherung der Hand an die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung als auch die anschließende Entfernung der Hand von der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung weg jeweils mit einem Steuerereignis verknüpft werden. Genauso kann vorgesehen sein, dass die Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit in den Sleep-Modus überführt wird, sobald die Hand den Erfassungsbereich des Näherungssensors verlässt, während die Be- und/oder Hinterleuchtungseinheit von dem Sleep-Modus in den aktivierten Modus überführt wird, sobald die Hand in den Erfassungsbereich eindringt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbaueinheit kann vorgesehen sein, dass die erste Seitenfläche im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und/oder dass die zweite Seitenfläche im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Eine horizontale Ausrichtung der ersten Seitenfläche kann zu einer verbesserten Ablesbarkeit der in der ersten Seitenfläche angeordneten Anzeigenvorrichtung führen. Beispielsweise kann eine besonders gute Ablesbarkeit gewährleistet werden, wenn die erste Seitenfläche mit einer Anzeigenvorrichtung in einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Oberfläche der Armlehne einer Fahrzeugtür angeordnet ist oder alternativ in einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Oberfläche der Mittelarmlehne eines Fahrzeugs. Die vertikale Anordnung der zweiten Seitenfläche, die den ersten Näherungssensor umfasst, hat den Vorteil, dass der Näherungssensor besser vor Feuchtigkeit und insbesondere vor Regen geschützt wird, der bei geöffneter Fahrzeugtür auf die Armlehne gelangen kann. Die Feuchtigkeit, die auf den Näherungssensor gelangt, kann bei einer vertikalen Anordnung der zweiten Seitenfläche bzw. des Näherungssensors leichter abtropfen, als beispielsweise bei einer horizontalen Anordnung der zweiten Seitenfläche. Sofern die erste Seitenfläche in einer horizontalen Oberfläche der Armlehne einer Fahrzeugtür angeordnet ist, kann die zweite Seitenfläche in einer vertikalen Seitenfläche der Türinnenwand angeordnet sein.
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Die Einbaueinheit kann aber auch an einer anderen Position im Fahrzeug angeordnet sein, und zwar z.B. in einer Mittelarmlehne (z.B. zwischen den vorderen Fahrzeugsitzen oder auf der Rückbank) eines Fahrzeugs. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die zweite Seitenfläche in einer vertikalen Oberfläche, die von der Mittelarmlehne aufragt, angeordnet ist (z.B. in einem erhabenen hinteren Bereich einer vorderen Mittelarmlehne oder in der Rückenlehne der Rückbank bei einer hinteren Mittelarmlehne).
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbaueinheit kann ferner vorgesehen sein, dass die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung als berührungsempfindliches Display (Touchscreen) ausgeführt ist. Ein berührungstechnisches Display ist insofern vorteilhaft, als es sowohl eine Anzeigenfunktion umfasst, als auch eine Bedienfunktion. Beide Funktionen sind in einer einzigen Vorrichtung integriert, wobei insbesondere die Darstellung der Informationen durch einen Touchscreen vorteilhafterweise in hoher Auflösung erfolgen kann. Ferner erfolgt bei einem berührungsempfindlichen Display die Eingabe durch den Benutzer komfortabel am Display selbst und es werden keine zusätzlichen mechanischen Elemente benötigt.
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Des Weiteren kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbaueinheit ein zweiter Näherungssensor vorgesehen sein. Durch die Verwendung von zwei oder mehreren Näherungssensoren können unterschiedliche Eigenschaften verschiedener Näherungssensoren miteinander kombiniert und zudem zusätzliche Funktionen in die erfindungsgemäße Einbaueinheit integriert werden.
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In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbaueinheit kann vorgesehen sein, dass die Einbaueinheit zwei Näherungssensoren aufweist und die beiden Näherungssensoren gemeinsam eine Sensoreinheit zur Gestenerkennung für die Erkennung von vordefinierten Gesten des zu erfassenden Objektes darstellen.
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Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der erste Näherungssensor und der zweite Näherungssensor gemeinsam in und/oder an und/oder auf derselben Seitenfläche angeordnet sind. Beispielsweise kann hierzu vorgesehen sein, dass die beiden Näherungssensoren nebeneinander und beabstandet zueinander angeordnet sind und dass die Bewegung einer Hand detektiert werden kann, die sich von einem Näherungssensor entfernt und dem anderen Näherungssensor annähert. In diesem Fall kann durch Auswertung der von beiden Näherungssensoren erzeugten Signale auf die Bewegung und insbesondere die Bewegungsrichtung der Hand geschlossen werden. In diesem Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Wischbewegung der Hand in eine erste Richtung mit einem ersten Steuerungsbefehl verknüpft ist, während die Wischbewegung der Hand in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, mit einem zweiten Steuerungsbefehl verknüpft ist. So kann vorgesehen sein, dass der Benutzer durch eine Wischbewegung in eine erste Richtung die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung aktivieren kann, während er diese durch eine Wischbewegung in eine der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung deaktivieren kann.
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Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Einbaueinheit vorgesehen sein, dass der zweite Näherungssensor in die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung integriert ist. Dabei kann die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung insbesondere auch eine Displayeinheit mit einem Näherungssensor aufweisen, dessen Näherungssensor als zweiter Näherungssensor der Einbaueinheit genutzt wird. Somit ist kein zusätzlicher zweiter Näherungssensor erforderlich, da der bereits vorhandene Näherungssensor der Displayeinheit verwendet wird.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbaueinheit kann vorgesehen sein, dass der erste Näherungssensor in und/oder an und/oder auf der zweiten Seitenfläche und der zweite Näherungssensor in und/oder an und/oder auf der ersten Seitenfläche angeordnet ist. Eine derartige Anordnung von zwei Näherungssensoren in unterschiedlichen Seitenflächen kann dazu verwendet werden, dass der erste Näherungssensor das Eindringen eines Objektes in einen ersten Erfassungsbereich überwacht, während der zweite Näherungssensor einen zweiten Erfassungsbereich überwacht. Dies kann beispielsweise dazu dienen, Objekte zu erkennen, noch bevor sie in den ersten Erfassungsbereich gelangen, der vom ersten Näherungssensor überwacht wird. Auf diese Weise kann beispielsweise die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung vom deaktivierten Modus in den Sleep-Modus überführt werden, wenn ein Objekt in einen Bereich gelangt der außerhalb der unmittelbaren Umgebung der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung liegt und erst dann vom Sleep-Modus in den aktivierten Modus überführt werden, wenn das Objekt in einen Bereich in unmittelbarer Umgebung der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung gelangt. Durch eine derartige stufenweise Ansteuerung der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung kann eine Energieersparnis erzielt werden, während gleichzeitig eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung gewährleistet ist.
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Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbaueinheit kann vorgesehen sein, dass der erste Näherungssensor und der zweite Näherungssensor unterschiedliche Erfassungsbereiche aufweisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Erfassungsbereich des ersten Näherungssensors für die Detektion von Objekten in unmittelbarer Umgebung der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung ausgelegt ist, während der Erfassungsbereich des zweiten Näherungssensors für die Detektion eines Objektes in größerer Entfernung ausgelegt ist. Auf diese Weise kann der erste Näherungssensor der Überwachung eines Erfassungsbereichs in unmittelbarer Nähe der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung dienen, während der zweite Näherungssensor der Überwachung eines Erfassungsbereichs dient, der größere Abstände zur Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung umfasst.
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Des Weiteren kann bei der erfindungsgemäßen Einbaueinheit vorgesehen sein, dass der erste und/oder, sofern vorhanden, der zweite Näherungssensor als kapazitiver, induktiver, Ultraschall- oder optischer Näherungssensor ausgeführt ist. Beispielsweise kann der Näherungssensor als Kupferelektrode bzw. Kupferstreifen ausgeführt sein. Die Ausführung des Näherungssensors als Kupferelektrode bzw. Kupferstreifen ermöglicht einen einfachen, kostengünstigen und fehlerunanfälligen Sensor.
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Auch andere Sensorentypen können bei der erfindungsgemäßen Einbaueinheit eingesetzt werden, wie insbesondere CMOS-Sensoren und TOF-Sensoren. Sofern bei der erfindungsgemäßen Einbaueinheit mindestens zwei Sensoren vorgesehen sind, kann insbesondere vorgesehen sein, dass mindestens zwei verschiedenartige Sensortypen zum Einsatz kommen. Durch die Kombination unterschiedlicher Sensortypen können die Vorteile der einzelnen Sensoren für die erfindungsgemäße Einbaueinheit genutzt werden. Beispielweise kann vorgesehen sein, dass der erste Näherungssensor als Kupferstreifen ausgeführt ist, der in der zweiten Seitenfläche angeordnet ist und der Erfassung eines Objektes dient, der einen Abstand zur Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung von einigen Zentimetern aufweisen, während der zweite Näherungssensor als optischer Näherungssensor ausgeführt ist, der in der ersten Seitenfläche angeordnet ist und der Erfassung eines Objektes mit einem Abstand von einigen Dezimetern dient.
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Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird ferner eine Türinnenverkleidung für eine Fahrzeugtür, mit
- - einer Armlehne;
- - einer Seitenwand; und
- - einer Ausführungsform der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Einbaueinheit vorgeschlagen, wobei die erste Wand der Einbaueinheit einen Teil einer Armlehne und die zweite Wand der Einbaueinheit einen Teil einer Seitenwand bildet und wobei der erste Näherungssensor in der Türinnenverkleidung oberhalb der Armlehne angeordnet ist.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Einbaueinheit in einer Mittelarmlehne eingebaut ist. Dabei kann die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung in einer horizontal ausgerichteten Oberfläche der Mittelarmlehne eingebaut sein. Der erste Näherungssensor kann in diesem Fall in einer von der genannten Oberfläche der Mittelarmlehne aufragenden Seitenfläche angeordnet sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Einbaueinheit in einer Mittelarmlehne im Fond eines Fahrzeugs angeordnet ist. Dabei kann die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung in einer horizontalen Oberfläche der Mittelarmlehne angeordnet sein, während der Näherungssensor in einer Oberfläche der Rückenlehne der Rückbank des Fahrzeugs angeordnet ist.
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In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann der Bereich oberhalb der Vorrichtung höher aufgelöst als lediglich durch einen oder zwei Sensoren auf das Vorhandensein, die Bewegungsrichtung und die Position eines Objekts untersucht werden. Jedem Näherungssensor ist dabei ein Bereich im Erfassungsraum vor der Vorrichtung zugeordnet. Damit lassen sich Gesten ausreichend hoch aufgelöst erfassen und damit auch erkennen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einbaueinheit mit einem Näherungssensor,
- 2 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einbaueinheit mit zwei Näherungssensoren, die in unterschiedlichen Seitenflächen angeordnet sind, und
- 3 eine perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einbaueinheit mit zwei Näherungssensor, die in derselben Seitenfläche angeordnet sind.
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In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für den Einbauort einer erfindungsgemäßen Einbaueinheit 10 in einem Fahrzeug gezeigt. Wie in der 1 zu erkennen ist, ist die Einbaueinheit 10 in der Fahrertür eines Fahrzeugs eingebaut. Die Einbaueinheit 10 umfasst eine Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung 16 und einen ersten Näherungssensor 26, wobei die Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung 16 in einer ersten Seitenfläche 14 einer ersten Wand 12 und der erste Näherungssensor 26 in einer zweiten Seitenfläche 24 einer zweiten Wand 22 angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform bildet die erste Seitenfläche 14 die Oberseite einer Armlehne 30 der Fahrzeugtür, während die zweite Seitenfläche 24 die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Vorderseite der Türverkleidungswand 32 bildet. Die beiden Seitenflächen 14, 24 bilden bei der dargestellten Ausführungsform gemeinsam einen Winkel a. Dieser Winkel a ist bei der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen gleich 90°.
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Die in der 1 dargestellte Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung 16 der Einbaueinheit 10 umfasst ein Display 18, das insbesondere als Touchscreen ausgeführt sein kann. Das Display 18 weist eine Displayoberfläche 19 und einen die Displayoberfläche 19 umgebenden Displayrahmen 20 auf. Wie in der 1 zu erkennen ist, ist das Display 18 in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene (x/y-Ebene) angeordnet, wobei der erste Näherungssensor 26 in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene (y/z-Ebene) angeordnet ist. Dabei ist der erste Näherungssensor 26 oberhalb des Displays 18 angeordnet, so dass der Sensor 26 einen Erfassungsbereich oberhalb des Displays 18 überwachen kann.
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Der erste Näherungssensor 26 kann insbesondere als ein kapazitiver, induktiver, Ultraschall- oder optischer Näherungssensor ausgeführt sein. Auch kann vorgesehen sein, dass der erste Näherungssensor 26 mehrere Sensorelemente (in den Figuren nicht dargestellt) umfasst. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Näherungssensor 26 als optischer Näherungssensor ausgeführt ist und ein LED- oder ein Laser-Array sowie ein Photodioden-Array aufweist. Auf diese Weise kann der Abstand eines zu detektieren Objektes durch Laufzeitmessung oder aber auch durch die Auswertung des an dem zu detektierenden Objekt gestreuten Lichts durch das Fotodioden-Array detektiert werden. Die lichtaussendenden Dioden können in der zweiten Seitenwand angeordnet sein, während die lichtempfangenden Dioden ebenfalls dort oder aber im Display angeordnet sein können. Im Display können alternativ aber auch die lichtaussendenden Dioden angeordnet sein, während dann die lichtempfangenen Dioden in der zweiten Seitenwand angeordnet sind. Schließlich kann der Näherungssensor auch als Kamerasystem ausgeführt sein (z.B. TOF-Kamera).
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Der Näherungssensor 26 kann insbesondere dazu ausgelegt sein, einen Erfassungsbereich zu überwachen, der im Wesentlichen parallel zur Displayoberfläche 19, d.h. in der x/y-Ebene, ausgerichtet ist. Sobald ein Objekt, insbesondere eine Hand oder die Finger einer Hand eines Benutzers, in diesen Erfassungsbereich eindringen, kann eine Auswerte- und Ansteuereinheit 34 der Einbaueinheit 10 ein Steuersignal erzeugen, das beispielsweise das Display 18 der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung 16 aktiviert. Bei der anschließenden Entfernung der detektieren Hand (z.B. nach erfolgter Betätigung des Touchscreens) kann die Auswerte- und Ansteuereinheit 34 der Einbaueinheit 10 entsprechend ein Steuersignal erzeugen, welches das Display 18 der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung 16 wieder deaktiviert. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch der Einbaueinheit 10 signifikant reduziert werden. Alternativ kann der Näherungssensor 26 auch eine Handgestenbewegung des Bedieners erkennen, die dann von der Auswerte- und Ansteuereinheit 34 in einen Bedienbefehl und die entsprechende Ansteuerung der Fahrzeugkomponente (symbolisch bei 36 angedeutet) umsetzt.
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In 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbaueinheit 10 dargestellt, wobei in dieser Ausführungsform zwei Näherungssensoren 26, 28 vorgesehen sind. Dabei ist der erste Näherungssensor 26 in der Türinnenwand 32 und der zweite Näherungssensor 28 in der Armlehne 30 der Fahrzeugtür und in diesem Ausführungsbeispiel neben dem Display 18 angeordnet. Bei der Verwendung von zwei Näherungssensoren 26, 28 kann vorgesehen sein, dass verschiedene Näherungssensoren 26 zum Einsatz kommen, die insbesondere unterschiedliche Erfassungsbereiche aufweisen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der erste Näherungssensor 26 zur Erkennung von Objekten in unmittelbarer Nähe des der Displayoberfläche 19 ausgelegt ist, während der zweite Näherungssensor 28 einen größeren Erfassungsbereich umfasst, so dass auch Objekte erkannt werden können, die beispielsweise 10 cm oder mehr von der Displayoberfläche 19 entfernt sind. Außerdem können durch die Anordnung der Näherungssensoren 26, 28 in unterschiedlichen Seitenflächen 14, 24, die im Wesentlichen orthogonal zueinander ausgerichtet sind, Erfassungsbereiche überwacht werden, die ebenfalls orthogonal zueinander ausgerichtet sind. Auf diese Weise können die den Näherungssensoren 26, 28 zugeordneten Erfassungsbereiche überwacht und z.B. Objektbewegungen von dem einen zu dem anderen Erfassungseinzelbereich erkannt werden (Gestenerkennung). Zur Verbesserung der Auflösung der Gestenerkennung können selbstverständlich mehr Näherungssensoren als die zwei zuvor beschriebenen vorgesehen sein.
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Schließlich ist in der 3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbaueinheit 10 dargestellt, wobei die Einbaueinheit 10 gemäß dieser Ausführungsform zwei Näherungssensoren 26, 28 umfasst, die in derselben Ebene angeordnet sind. Die beiden Näherungssensoren 26, 28 sind in diesem Ausführungsbeispiel in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene (y/z-Ebene) angeordnet. Die Verwendung einer Mehrzahl von Näherungssensoren 26, 28 ermöglicht die Detektion einer Bewegung des zu erfassenden Objektes. Insbesondere erlauben die beiden in der 3 dargestellten Näherungssensoren 26, 28 die Detektion einer Wisch-Bewegung einer Hand in der y-Richtung. Wird beispielsweise eine Hand oder ein oder mehrere Finger einer Hand eines Benutzers in positiver y-Richtung bewegt, und zwar innerhalb des Erfassungsbereichs der Näherungssensoren 26, 28, so kann durch die Auswertung der durch die beiden Näherungssensoren 26, 28 ausgegebenen Messsignale auf die Bewegung des zu erkennenden Objektes in y-Richtung geschlossen werden. Bewegt sich das zu erkennende Objekt in positiver y-Richtung auf die Näherungssensoren 26, 28 zu, so erkennen beide Näherungssensoren 26, 28 eine Annäherung des Objektes, während der erste Näherungssensor 26 einen geringeren Abstand zu dem zu erfassenden Objekt ermittelt als der zweite Näherungssensor 28. Bewegt sich das zu erkennende Objekt weiter in positiver y-Richtung zwischen dem ersten Näherungssensor 26 und dem zweiten Näherungssensor 28, so erkennt der erste Näherungssensor 26 eine Entfernung des zu erkennenden Objektes, während der zweite Näherungssensor 28 eine Annäherung des Objektes erfasst. Bewegt sich das zu erkennende Objekt weiter in positiver y-Richtung an dem zweiten Näherungssensor 28 vorbei, so erkennen beide Näherungssensor 26, 28 eine Entfernung des zu erkennenden Objektes, wobei der vom zweiten Näherungssensor 28 detektierte Abstand größer ist als der durch den ersten Näherungssensor 26 detektierten Abstand. Auf diese Weise kann die Wisch-Bewegung der Hand eines Benutzers erkannt werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die beiden Näherungssensoren 26, 28 mehrere optische Sensorelemente aufweisen, die eine Messung der Position des Objektes in y-Richtung mit erhöhter Auflösung ermöglichen. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jeder der beiden Näherungssensoren 26, 28 eine Vielzahl an LEDs oder Laserdioden, jeweils in Kombination mit Fotodioden, aufweist, die der Abstandsmessung eines Objektes in einem vordefinierten Erfassungsbereich dienen. Bei dem in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Display 18 durch eine Wisch-Bewegung einer Hand in negativer y-Richtung deaktiviert wird, während es durch eine Wisch-Bewegung der Hand in positiver y-Richtung wieder aktiviert wird. Auf diese Weise kann der Benutzer das Display auf einfache Art und Weise ein- und ausschalten, ohne die Displayoberfläche 19 zu berühren.
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Für die vorstehende allgemeine und für die unter Bezugnahme auf die Zeichnung spezielle Erfindungsbeschreibung gilt, dass die Einbaueinheit dann, wenn sie mit einer Touch-Bedienfunktionalität ausgestattet ist, über ein haptisches Feedback zur taktilen Rückmeldung einer validen Betätigung des Displays verfügen kann bzw. sollte.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Einbaueinheit
- 12
- erste Wand
- 14
- erste Seitenfläche
- 16
- Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung
- 18
- Display
- 19
- Displayoberfläche
- 20
- Displayrahmen
- 22
- zweite Wand
- 24
- zweite Seitenfläche
- 26
- erster Näherungssensor
- 28
- zweiter Näherungssensor
- 28'
- zweiter Näherungssensor
- 30
- Armlehne
- 32
- Türinnenwand
- 34
- Auswerte- und Ansteuereinheit
- 36
- Fahrzeugkomponente
- α
- Winkel zwischen den beiden Seitenflächen
