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Die Erfindung betrifft ein Bedienfeld, ein System mit einem Bedienfeld, eine Mittelkonsole oder ein Armaturenbrett eines Fahrzeugs mit einem Bedienfeld und ein Fahrzeug aufweisend ein Bedienfeld.
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Berührungsempfindliche Bedienfelder, wie sie u.a. in diversen Haushaltsgeräten oder auch beispielsweise bei Smartphones eingesetzt werden, erlauben es einem Benutzer auf einer Anzeigeeinrichtung, welche zur Ausgabe von Informationen dient, auch Eingaben zu tätigen.
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Hierzu haben sich verschiedene Funktionsprinzipien etabliert, welche je nach Anwendungsfall bevorzugt sind. Beispielsweise sind optische und/oder resistive Bedienfelder oftmals in der Industrie vorgesehen, da die Verwendung der Bedienfelder für Maschinen oder dergleichen in diesem Fall mit Handschuhen erfolgen kann.
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Darüber hinaus ist die Verwendung von kapazitiven Bedienfeldern vor allem in sogenannten „Consumer Electronics“ anzutreffen. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Smartphone oder einen Tablet-Computer handeln.
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Um die Bedienfelder zu betreiben, ist jedoch oftmals eine komplexe Verdrahtung nötig, um - je nach verwendetem Funktionsprinzip des berührungsempfindlichen Bedienfelds - neben einer Anzeige von Informationen eine Eingabe eines Benutzers zu erfassen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Bedienfeld, ein System, eine Mittelkonsole oder ein Armaturenbrett eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug zu verbessern. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, den Verdrahtungsaufwand eines Bedienfelds, eines Systems, einer Mittelkonsole oder eines Armaturenbretts eines Fahrzeugs oder eines Fahrzeugs zu verringern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Bedienfeld, ein System, eine Mittelkonsole oder ein Armaturenbrett eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Bedienfeld, welches vorzugsweise in einem Passagierbereich eines Fahrzeugs angeordnet ist. Das Bedienfeld weist wenigstens ein Glaselement, wenigstens ein piezoelektrisches Element, welches benachbart zum Glaselement in der Weise angeordnet ist, dass bei einer Verformung wenigstens eines Teils des Glaselements eine elektrische Spannung erzeugt wird, und wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle auf, welche dazu eingerichtet ist, mittels der durch die Verformung erzeugten elektrischen Energie wenigstens ein dem piezoelektrischen Element zugeordnetes eindeutiges Signal zu erzeugen und drahtlos auszusenden.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System, welches im Passagierbereich eines Fahrzeugs angeordnet ist. Hierbei weist das System wenigstens ein Bedienfeld gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und wenigstens eine weitere Kommunikationsschnittstelle auf, welche dazu eingerichtet ist, das Signal drahtlos zu empfangen, das empfangene Signal zu verarbeiten und an eine zu bedienende Einrichtung des Fahrzeugs auszugeben.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Mittelkonsole oder ein Armaturenbrett eines Fahrzeugs, wobei die Mittelkonsole oder das Armaturenbrett wenigstens ein Bedienfeld gemäß dem ersten Aspekt oder ein System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung aufweist.
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Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches ein Bedienfeld gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, ein System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung oder eine Mittelkonsole oder ein Armaturenbrett gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung aufweist.
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Die Erfindung basiert insbesondere auf dem Ansatz, ein berührungsempfindliches Bedienfeld zu schaffen, bei welchem mittels einer Berührung des Bedienfelds durch einen Benutzer elektrische Energie erzeugt wird, um ein Signal zu erzeugen und drahtlos auszusenden ohne Anlegen einer externen elektrischen Spannung.
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Somit kann auf eine zusätzliche Verdrahtung, welche für eine Spannungsversorgung des Bedienfelds, insbesondere zum Erfassen einer Benutzereingabe, durch eine externe Spannungsquelle benötigt wird, verzichtet werden. Dies reduziert insbesondere den Bauraum sowie das Gewicht des Bedienfelds, vorzugsweise das Gewicht des Kabelbaums eines Fahrzeugs, und ebenfalls auch die Herstellungskosten. Ferner ist ein erfindungsgemäßes Bedienfeld dadurch vorzugsweise wartungs- ärmer. Darüber hinaus kann somit auch die Anordnung von Bedienelementen auf dem Bedienfeld frei angeordnet werden, wodurch insbesondere ein individualisierbares Bedienfeld ermöglicht ist.
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Ein Passagierbereich eines Fahrzeugs im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Innenraum des Fahrzeugs angesehen werden, in welchem sich die Passagiere und insbesondere der Fahrer des Fahrzeugs befinden.
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Ein Glaselement im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein wenigstens teilweise lichtdurchlässiges und als Feststoff ausgebildetes Element, welches insbesondere wenigstens teilweise flächig ausgebildet ist. Vorzugsweise kann es sich bei dem Glaselement auch um einen wenigstens teilweise transparenten thermoplastischen Kunststoff, weiter vorzugsweise um ein Acrylglas, handeln. Insbesondere handelt es sich bei dem Glaselement um ein sogenanntes intelligentes Glas oder elektrochromes Glas (engl. smart glass oder switchable glass).
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Des Weiteren kann es sich bei dem Glaselement vorzugsweise um ein (Verbund-)Sicherheitsglas handeln, welches Krafteinwirkungen wie etwa Schlägen im Wesentlichen standhält. Im allgemeinen Sprachgebrauch handelt es sich dabei um so genanntes Sicherheitsglas oder auch Panzerglas.
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Ein Bildpunkt im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein vorbestimmter Bereich des Glaselements, welcher dazu eingerichtet und ausgestaltet ist, bei Anlegen einer elektrischen Spannung und/oder eines elektrischen Felds die Lichtdurchlässigkeit des Glaselements in dem vorbestimmten Bereich wenigstens teilweise zu verändern. Vorzugsweise kann das Glaselement in der Weise eingerichtet sein, dass der Bildpunkt von einer im Wesentlichen vollständigen Transparenz bis zu einer im Wesentlichen vollständigen Intransparenz veränderbar ist.
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Weiter vorzugsweise ist der Bildpunkt eingerichtet und ausgestaltet, bei Anlegen einer elektrischen Spannung und/oder eines elektrischen Felds einen vorbestimmten Farbton, d.h. sichtbares Licht, zu emittieren. Beispielsweise handelt es sich bei dem Farbton um einen Farbton, welcher aus den drei Grundfarben, nämlich rot, grün und blau, gebildet werden kann und welcher vom menschlichen Auge wahrnehmbar ist.
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Ein piezoelektrisches Element im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Element, dessen Wirkungsweise wenigstens teilweise auf dem piezoelektrischen Effekt beruht, sodass insbesondere durch eine elastische Verformung des piezoelektrischen Elements eine Änderung einer elektrischen Polarisation hervorgerufen und somit eine elektrische Spannung erzeugt wird.
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Ein Signal im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein optisches und/oder elektrisches Signal, welches zur Übertragung von Daten verwendet wird. Weiter vorzugsweise handelt es sich bei dem Signal um ein analoges und/oder ein digitales Signal, welches weiter vorzugsweise eine Modulation aufweist.
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Eine Stromversorgungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Einrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das Glaselement mit elektrischer Spannung zu versorgen. Vorzugsweise ist die elektrische Spannung wenigstens teilweise einstellbar, sodass diese weiter vorzugsweise räumlich, zeitlich und/oder in der Amplitude einstellbar ist. Insbesondere weist die Stromversorgungseinrichtung mehrere Kontaktstellen am Glaselement auf, um an dem Glaselement verschiedene elektrische Potentiale zu erzeugen.
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Eine Lichtdurchlässigkeit im Sinne der Erfindung betrifft vorzugsweise eine Transparenz des Glaselements, welche insbesondere auch als Transmission bezeichnet werden kann. Vorzugsweise handelt es sich um einen Transmissionsgrad, welcher darüber Aufschluss gibt, wie stark sichtbares und/oder nicht-sichtbares Licht durch das Glaselement transmittiert.
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Eine lumineszierende Schicht im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine wenigstens teilweise flächig ausgebildete Schicht, welche durch Zuführen von Energie dazu eingerichtet ist, Licht im sichtbaren Bereich zu emittieren.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Bedienfeld eine Mehrzahl an piezoelektrischen Elementen auf, welchen jeweils ein eindeutiges Signal zuordenbar ist und welche in der Weise benachbart zum Glaselement angeordnet sind, sodass bei einer Verformung wenigstens eines Teils des Glaselements in wenigstens einem piezoelektrischen Element eine elektrische Spannung erzeugt wird, wobei die Kommunikationsschnittstelle dazu eingerichtet ist, das Signal zu erzeugen und drahtlos auszusenden, welches dem piezoelektrischen Element, welches die im Wesentlichen höchste elektrische Spannung erzeugt, zugeordnet ist.
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Auf diese Weise kann erreicht werden, dass in Abhängigkeit eines bestimmten Bereichs des Glaselements, welcher von dem Benutzer durch eine Berührung wenigstens teilweise verformt wird, eines von mehreren möglichen Signalen mittels der Kommunikationsschnittstelle erzeugt wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Glaselement des Weiteren dazu eingerichtet, bei Anlegen einer elektrischen Spannung von einer externen Stromversorgungseinrichtung die Lichtdurchlässigkeit wenigstens teilweise, insbesondere bereichsweise, zu verändern.
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Somit kann erreicht werden, dass derjenige Bereich bzw. diejenigen Bereiche des Glaselements, bei denen ein piezoelektrisches Element mittels Verformung des Glaselements betätigbar ist, derart optisch veränderbar sind, sodass diese Bereiche für einen Benutzer besser erkennbar, auffindbar bzw. unterscheidbar sind. Beispielsweise können ein oder mehrere Zeichen, eine bestimmte Form wie etwa ein Button, welcher durch Anpassen der Lichtdurchlässigkeit darstellbar ist, oder aber auch Schattierungen eine bessere Erkennbarkeit bzw. Unterscheidung erleichtern.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Glaselement des Weiteren dazu eingerichtet, durch Anlegen der elektrischen Spannung wenigstens einen Bildpunkt darzustellen, welcher einen Farbton aufweist.
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Dadurch kann ermöglicht werden, dass eine besonders einfache visuelle Zuordnung der verschiedenen Bereiche des Glaselements zu den piezoelektrischen Elementen ermöglicht wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Bedienfeld wenigstens ein Federelement auf, welches in der Weise angeordnet und ausgestaltet ist, auf das piezoelektrische Element eine Rückstellkraft in Richtung des Glaselements auszuüben.
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Vorzugsweise wird dadurch gewährleistet, dass das Glaselement mit dem piezoelektrischen Element kontaktiert ist und/oder ein Kontakt zwischen dem Glaselement und dem piezoelektrischen Element nicht unterbrochen wird. Des Weiteren kann auf diese Weise erreicht werden, dass das Glaselement im Wesentlichen unmittelbar nach einer Verformung wieder in seine ursprüngliche Ausgangsform bringbar ist. Insbesondere können somit Spannungen des Glaselements, welche durch die Verformung hervorgerufen werden, verringert und/oder zeitlich begrenzt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Bedienfeld, insbesondere das Glaselement, wenigstens eine lumineszierende Schicht auf, welche sich im Wesentlichen parallel zu wenigstens einem Bereich des Glaselements erstreckt und eingerichtet ist, bei Anregung sichtbares Licht abzugeben. Insbesondere wird sichtbares Licht während und/oder nach der Anregung abgegeben.
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Dadurch kann derjenige bzw. können diejenigen Bereiche des Glaselements, mittels welcher bei einer Verformung über ein piezoelektrisches Element eine elektrische Spannung erzeugbar ist, derart optisch hervorgehoben werden, sodass einerseits bereits vor einer Betätigung des Bedienfelds durch einen Benutzer und einer damit einhergehenden Verformung des Bereichs des Glaselements der Benutzer darüber informiert werden kann, welches Signal mittels diesem Bereich erzeugbar bzw. versendbar ist. Andererseits kann somit dem Benutzer auch während und/oder nach Betätigen bzw. Verformen eines gewünschten Bereichs des Glaselements eine optische Rückmeldung gegeben werden, welcher Bereich des Glaselements verformt wurde.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die lumineszierende Schicht mittels der Verformung des Glaselements, insbesondere durch die Verformung des Glaselements erzeugten elektrischen Energie, anregbar.
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Somit kann eine optische Hervorhebung des jeweiligen verformbaren Bereichs des Glaselements, insbesondere zusätzlich, ermöglicht werden, ohne dass eine zusätzliche bzw. externe Energieversorgung zur optischen Hervorhebung notwendig ist.
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Bei der lumineszierenden Schicht kann es sich beispielsweise um eine sogenannte piezolumineszierende Schicht handeln, welche, wie bei dem piezoelektrischen Element auch, wenigstens teilweise auf dem Piezoeffekt beruht. Dabei kann durch die Verformung des Glaselements die lumineszierende Schicht derart verformt werden, sodass diese aufgrund der Piezolumineszenz sichtbares Licht aussendet.
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Alternativ kann es sich z.B. auch um eine sogenannte Elektrolumineszenz handeln, bei welcher durch das Verformen des Glaselements eine elektrische Spannung durch die lumineszierende Schicht, insbesondere zusätzlich, erzeugt wird, um mittels der erzeugten elektrischen Spannung die lumineszierende Schicht derart anzuregen, sodass diese sichtbares Licht emittiert.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die lumineszierende Schicht phosphoreszierend und/oder fluoreszierend ausgebildet. Dadurch kann, insbesondere zusätzlich, ermöglicht werden, dass die lumineszierende Schicht sichtbares Licht ausstrahlt. Auf diese Weise kann vorzugsweise je nach Anwendungsbedarf ein kürzeres und/oder längeres (Nach-)Leuchten erreicht werden, ohne eine Anzeigeeinrichtung zu benötigen, welche mittels einer externen elektrischen Spannungsversorgungseinrichtung betrieben wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die lumineszierende Schicht mittels wenigstens eines Emitters, welcher Infrarotstrahlung und/oder Ultraviolettstrahlung aussendet, insbesondere zusätzlich, anregbar.
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Dadurch ist es möglich, dass Bereiche der lumineszierenden Schicht individuell anregbar sind, sodass eine optische Hervorhebung von bestimmten Bereichen des Glaselements flexibel ausgebildet sein kann.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren, in denen dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet werden. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines Bedienfelds mit einem Tastbereich im Querschnitt;
- 2 ein Ausführungsbeispiel eines Bedienfelds mit mehreren Tastbereichen in der Draufsicht;
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines Systems mit einem Bedienfeld aufweisend einen Tastbereich im Querschnitt;
- 4 ein Ausführungsbeispiel eines Passagierbereichs eines Fahrzeugs mit einer Mittelkonsole und einem Armaturenbrett; und
- 5 ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs mit einer Mittelkonsole und einem Armaturenbrett.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines berührungsempfindlichen Bedienfelds 1 mit einem Tastbereich 14 im Querschnitt, welches ein Glaselement 3 aufweist. Das Glaselement 3 ist dabei in der Weise angeordnet, dass es von einem Benutzer des Bedienfelds 1 berührbar ist und eine Verformung des Glaselements 3 in wenigstens einem Bereich, insbesondere dem Tastbereich 14, des Glaselements 3 vom Benutzer hervorgerufen werden kann.
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Im Wesentlichen parallel zu diesem Glaselement 3 benachbart ist eine lumineszierende Schicht 8 angeordnet. In diesem Beispiel ist die lumineszierende Schicht 8 im Wesentlichen über den gesamten Bereich des Glaselements 3 parallel zu diesem angeordnet. Alternativ kann die lumineszierende Schicht 8 auch lediglich über einen bestimmten Bereich des Glaselements 3 parallel zu diesem angeordnet sein.
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Wiederum benachbart zum Glaselement 3 bzw., wie in diesem Beispiel, auch zur lumineszierenden Schicht 8, ist ein piezoelektrisches Element 4 angeordnet. Dieses erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel lediglich über einen Teil parallel zum Glaselement 3, wobei sich das piezoelektrische Element 4 auch im Wesentlichen vollständig parallel zum Glaselement 3 erstrecken kann.
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Das piezoelektrische Element 4 ist dabei in der Weise angeordnet, sodass bei einer Verformung des Glaselements 3, insbesondere im Tastbereich 14, das piezoelektrische Element 4 elastisch verformt wird. Dadurch wird durch Änderung der elektrischen Polarisation des piezoelektrischen Elements 4 eine elektrische Spannung erzeugt.
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Die Energie dieser erzeugten elektrischen Spannung wird eingesetzt, um eine mit dem piezoelektrischen Element 4 elektrisch verbundene Kommunikationsschnittstelle 5 zu betreiben. Diese ist dabei derart eingerichtet, ein dem piezoelektrischem Element 4 zugeordnetes eindeutiges Signal zu erzeugen. Das Signal kann vorzugsweise analog oder digital ausgebildet sein.
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Die Kommunikationsschnittstelle 5 ist ferner in der Weise ausgebildet, ebenfalls mittels der Energie der durch das piezoelektrische Element 4 erzeugten Spannung, das Signal drahtlos, insbesondere über eine Antenne, auszusenden. Insbesondere betrifft die drahtlose Übertragung eine Nahfeld-Kommunikation, vorzugsweise auf Basis von RFID (Radio-Frequency Identification) und/oder NFC (Near-Field Communication).
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Mittels dieser Übertragung ist es möglich, lediglich durch das Aufwenden von Druck, welcher von einem Benutzer des Bedienfelds 1 auf wenigstens einen Tastbereich 14 des Glaselements 3 ausgeübt wird, ausreichend elektrische Energie zu erzeugen, um ein Signal drahtlos auszusenden, welches das Betätigen des Bedienfelds 1, insbesondere des piezoelektrischen Elements 4, kennzeichnet. Somit kann eine elektrische aufwendig ausgestaltete Verdrahtung des Bedienfelds 1 eingespart werden.
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Das Bedienfeld 1 weist ferner ein Federelement 7 auf, welches an dem piezoelektrischen Element 4 derart angeordnet ist, sodass dieses bei einer Verformung des Glaselements 3 auf das piezoelektrische Element 4 eine Rückstellkraft ausübt.
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Diese Rückstellkraft ist dabei in Richtung des Glaselements 3 gerichtet, sodass das Glaselement 3 wieder in seine ursprüngliche Ausgangsform zurückführbar ist. Ferner ermöglicht die Verwendung des Federelements 7, dass das piezoelektrische Element vorzugsweise im Wesentlichen ständig, insbesondere auch während einer Verformung des Glaselements 3, mit dem Glaselement 3 kontaktiert ist, wodurch die Verformung des Glaselements 3 direkt an das piezoelektrische Element 4 übertragbar ist und somit die Erzeugung von elektrischer Energie durch das piezoelektrische Element 4 optimiert ist.
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Die lumineszierende Schicht 8 dient insbesondere dazu, den Benutzer entweder vor dem Betätigen des Bedienfelds 1 zu informieren, in welchem Bereich des Glaselements 3 eine Verformung des Glaselements 3 zu einer Erzeugung von elektrischer Energie durch das piezoelektrische Element 4 führt, welcher somit dem Tastbereich 14 entspricht. Andererseits kann diese auch dazu dienen, dem Benutzer eine Rückmeldung zu geben, ob er einen Bereich des Glaselements 3 in der Weise verformt (hat), sodass das piezoelektrische Element 4 elektrische Energie erzeugt (hat).
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Alternativ und/oder zusätzlich kann die lumineszierende Schicht 8 auch als phosphoreszierende und/oder fluoreszierende Schicht ausgebildet sein. Je nach Bestrahlung der lumineszierenden Schicht 8 kann dabei Lichtemission für einen kürzeren oder auch längeren Zeitraum erfolgen.
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Dies kann beispielsweise derart geschehen, dass wenigstens ein Emitter 9, welcher in Sichtkontakt mit wenigstens einem Teil der lumineszierenden Schicht 8 steht, derart eingerichtet ist, sodass dieser Infrarotstrahlung und/oder Ultraviolettstrahlung aussendet, welche die lumineszierende Schicht 8 wenigstens teilweise absorbiert. In diesem Beispiel sind zwei Emitter 9a, 9b in dem Bedienfeld 1 angeordnet. Vorzugsweise werden die Emitter 9a, 9b dabei von dem piezoelektrischen Element 4 allein oder zusätzlich mit elektrischer Spannung versorgt.
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Alternativ kann die lumineszierende Schicht 8 auch in der Weise ausgebildet sein, sodass diese durch Anlegen einer elektrischen Spannung, insbesondere durch die von dem piezoelektrischen Element 4 erzeugte elektrische Spannung wenigstens teilweise angeregt wird und sichtbares Licht abgibt (Elektrolumineszenz).
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Darüber hinaus kann die lumineszierende Schicht 8 derart ausgebildet sein, dass diese bei Verformung des Glaselements 3 selbst auch eine Verformung erfährt, wodurch die lumineszierende Schicht 8 aufgrund der Druckausübung wenigstens teilweise angeregt wird und sichtbares Licht abgibt (Piezolumineszenz). Insbesondere beruht diese Lichtemission auf dem piezoelektrischen Effekt.
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Ferner kann die lumineszierende Schicht 8 derart ausgebildet sein, dass diese lediglich in einem oder mehreren Bereichen sichtbares Licht aussendet. Vorzugsweise können somit Zeichen und/oder Formen dargestellt werden, welche dem Benutzer vor, während und/oder nach dem Verformen des Glaselements 3 Informationen anzeigen und/oder eine optische Rückmeldung geben.
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Beispielsweise handelt es sich bei der Form um einen Button, wie etwa bei rein mechanisch ausgebildeten Knöpfen eines Bedienfelds 1. Alternativ und/oder zusätzlich können Zeichen, insbesondere Buchstaben, oder auch ganze Wörter und Sätze mittels der lumineszierenden Schicht 8 dargestellt werden.
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Das Bedienfeld 1 kann ferner auch in der Weise ausgebildet sein, dass das Glaselement 3 und/oder die lumineszierende Schicht 8 für den Benutzer Drehregler und/oder sogenannte Slider optisch darstellen.
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Um insbesondere eine Drehbewegung eines Benutzers, wie bei einer Betätigung eines mechanischen Drehreglers, an einem Glaselement 3a, 3b, 3c, 3d des Bedienfelds 1 zu erfassen, kann das Glaselement 3 wenigstens im Bereich eines solchen optisch dargestellten Drehreglers derart ausgebildet sein, sodass in diesem Bereich eine Vielzahl an piezoelektrischen Elementen 4a, 4b, 4c, 4d angeordnet sind.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Bedienfelds 1 mit mehreren Tastbereichen 14a, 14b, 14c, 14d in der Draufsicht. In diesem Beispiel weist das Bedienfeld 1 vier verschiedene Tastbereiche 14a, 14b, 14c, 14d auf, welche benachbart zueinander angeordnet sind.
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Strichliert gekennzeichnet, befinden sich unter den jeweiligen Tastbereichen 14a, 14b, 14c, 14d jeweils piezoelektrische Elemente 4a, 4b, 4c ,4d, welche dazu eingerichtet sind, bei Verformung des jeweilig zugeordneten Tastbereichs 14a, 14b, 14c, 14d eine elektrische Spannung zu erzeugen.
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Die piezoelektrischen Elemente 4a, 4b, 4c, 4d sind ferner mit einer Kommunikationsschnittstelle 5 elektrisch verbunden. Diese ist in der Weise eingerichtet, in Abhängigkeit desjenigen piezoelektrischen Elements 4a, 4b, 4c, 4d, welches bei einer Verformung eines Tastbereichs den höchsten elektrischen Spannungswert erzeugt, ein diesem piezoelektrischen Element 4a, 4b, 4c, 4d zugeordnetes eindeutig kennzeichnendes Signal zu erzeugen und drahtlos auszusenden. Insbesondere verfügt die Kommunikationsschnittstelle 5 hierfür über eine analoge und/oder digitale Verarbeitungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das piezoelektrische Element 4a, 4b, 4c, 4d, welches den höchsten elektrischen Spannungswert erzeugt (hat), zu ermitteln.
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Alternativ kann das Bedienfeld 1 auch derart ausgebildet sein, dass jedes piezoelektrische Element 4a, 4b, 4c, 4d eines jeweiligen Tastbereichs 14a, 14b, 14c, 14d über eine eigene Kommunikationsschnittstelle 5 verfügt, welche dazu eingerichtet ist, ein das piezoelektrische Element 4a, 4b, 4c, 4d kennzeichnendes und eindeutig zuordenbares Signal zu erzeugen und drahtlos auszusenden.
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Ferner kann das Bedienfeld 1 auch derart ausgestaltet sein, dass dieses mehrere Glaselemente 3 aufweist, welche voneinander im Wesentlichen unabhängig verformbar sind und je einem Tastbereich 14a, 14b, 14c, 14d entsprechen. Zu jedem Glaselement 3 ist wiederum ein jeweiliges piezoelektrisches Element 4a, 4b, 4c, 4d angeordnet, sodass auch auf diese Weise eine Erzeugung von elektrischer Energie mittels der piezoelektrischen Elemente 4a, 4b, 4c, 4d möglich ist.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 10 im Querschnitt. Hierbei weist das System 10 ein Bedienfeld 1 auf, wie es im Wesentlichen bereits in 1 dargestellt ist.
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Das System 10 weist neben dem Bedienfeld 1 ferner noch eine weitere Kommunikationsschnittstelle 6 auf, welche dazu eingerichtet ist, das von der Kommunikationsschnittstelle 5 des Bedienfelds 1 ausgesendete Signal, insbesondere mittels einer Antenne, zu empfangen, zu verarbeiten und an eine weitere Vorrichtung auszugeben. Wenn das System beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnet ist, kann durch Betätigen des Bedienfelds durch den Benutzer z.B. ein Radio und/oder eine Navigationseinrichtung gesteuert werden.
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Des Weiteren weist das System 1 in diesem Ausführungsbeispiel einen Emitter 9 auf, welcher in Sichtweite der lumineszierenden Schicht 8 des Bedienfelds 1 angeordnet ist, wobei in diesem Zusammenhang das zwischen dem Emitter 9 und der lumineszierenden Schicht 8 befindliche Glaselement 3 wenigstens teilweise lichtdurchlässig ist.
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Der Emitter 9 dient insbesondere dazu, Infrarotstrahlung und/oder Ultraviolettstrahlung an die lumineszierende Schicht 8 des Bedienfelds 1 abzugeben, wobei die lumineszierende Schicht 8 hierfür insbesondere als phosphoreszierende und/oder fluoreszierende Schicht ausgebildet ist. Durch diese Anregung der lumineszierenden Schicht 8 kann vorzugsweise wenigstens ein Zeichen und/oder eine Form als sichtbares Licht von der lumineszierenden Schicht 8 ausgestrahlt werden. Dadurch können einem Benutzer des Systems 10 Informationen auf einfache Weise und ohne externe Spannungsversorgung des Bedienfelds 1 dargestellt werden.
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Vorzugsweise ist das Glaselement 3 dabei derart eingerichtet und ausgebildet, dass dieses durch Anlegen einer elektrischen Spannung die Lichtdurchlässigkeit in wenigstens einem Bereich des Glaselements 3 verändern kann. Insbesondere kann zwischen einer im Wesentlichen Transparenz und einer Intransparenz stufenweise, vorzugsweise kontinuierlich, variiert werden.
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Weiter vorzugsweise ist das Glaselement 3 dabei in der Weise ausgebildet, dass in Abhängigkeit der angelegten elektrischen Spannung, welche insbesondere von einer externen Spannungsversorgungseinrichtung stammt, wenigstens ein Bildpunkt, insbesondere ein sogenanntes Pixel darstellbar ist, welches insbesondere wenigstens einen Farbton darstellen kann.
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Auf diese Weise kann ermöglicht werden, dass Zeichen, Formen oder auch ganze Figuren, Wörter und Sätze, insbesondere zeitveränderlich, darstellbar sind. Ferner kann dadurch der Bereich eines Glaselements 3 des Bedienfelds 1 optisch hervorgehoben werden, bei welchem bei Verformung des Bereichs des Glaselements 3 ein piezoelektrisches Element 4 zur Spannungserzeugung angeordnet ist.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Passagierbereichs 2 eines Fahrzeugs 13 mit einer Mittelkonsole 11 und einem Armaturenbrett 12. Dabei sind die Mittelkonsole 11 und das Armaturenbrett 12 derart angeordnet, sodass ein Fahrer und/oder Beifahrer diese mit der Hand bedienen können.
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Das Armaturenbrett 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel benachbart zum Lenkrad bzw. die Mittelkonsole 12 im Bereich eines Schalthebels angeordnet und kann beispielsweise zum Anzeigen von Fahrzeuginformationen und/oder zum Eingeben von Steuerungsbefehlen des Fahrzeugs 13 dienen.
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Aufgrund der bereits vorhandenen komplexen elektrischen Verdrahtungen innerhalb eines Fahrzeugs 13 kann durch die Verwendung des Armaturenbretts 11 und/oder der Mittelkonsole 12 eine weitere elektrische Verdrahtung innerhalb des Fahrzeugs 13 im Wesentlichen verringert, insbesondere verhindert, werden, da ein Steuerungsbefehl des Fahrers, welcher durch Verformung des Glaselements 3 des Bedienfelds 1, welches am oder im Armaturenbrett 11 und/oder der Mittelkonsole 12 angeordnet ist, indiziert wird und autark, d.h. ohne extern angeschlossene elektrische Spannungsversorgung, erfasst wird.
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Anschließend wird ein Signal, welches dem Steuerungsbefehl eindeutig zugeordnet ist, autark mittels der durch die Verformung des piezoelektrischen Elements 4 erzeugten elektrischen Spannung erzeugt und drahtlos versendet. Dies spart insbesondere Kosten während der Herstellung sowie der Wartung des Fahrzeugs 13.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 13 mit einer Mittelkonsole 11 und einem Armaturenbrett 12, welche im Passagierbereich 2 des Fahrzeugs 13 angeordnet sind. Im Bereich der Decke des Passagierbereichs 2 ist ein Emitter 9 angeordnet, welcher dazu eingerichtet ist, Infrarot- und/oder Ultraviolettstrahlung an die Mittelkonsole 11 und/oder das Armaturenbrett 12 zu senden.
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Wie bereits in Bezug auf 3 erläutert, kann dadurch die lumineszierende Schicht 8 eines Bedienfelds 1, welches jeweils im Armaturenbrett 12 und in der Mittelkonsole 11 angeordnet ist, in der Weise angeregt werden, sodass die lumineszierende Schicht 8, welche insbesondere als phosphoreszierende und/oder fluoreszierende Schicht ausgebildet ist, sichtbares Licht für einen vorbestimmten Zeitraum und insbesondere bereichsweise aussendet.
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Ferner kann das Bedienfeld 1 auch an und/oder in einer Glasscheibe des Fahrzeugs 13, insbesondere als Glasleiste, angeordnet sein. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Seitenscheibe oder auch um die Front- oder Heckscheibe des Fahrzeugs 13 handeln. Alternativ und/oder zusätzlich kann das Bedienfeld 1 an und/oder in einer wenigstens teilweise reflektierenden Fläche, vorzugsweise einem Spiegel, weiter vorzugsweise einem Seitenspiegel und/oder dem Rückspiegel des Fahrzeugs 13, angeordnet sein. Somit ist insbesondere auch in einem abgeschalteten Zustand des Fahrzeugs 13 das Bedienfeld betätigbar, sodass das Fahrzeug 13 keine elektrische Energie zur Bedienung des Bedienfelds 1 bereitstellen muss.
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Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den Ausführungsbeispielen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einem Ausführungsbeispiel gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bedienfeld
- 2
- Passagierbereich
- 3
- Glaselement
- 4, 4a, 4b, 4c, 4d
- piezoelektrisches Element
- 5
- Kommunikationsschnittstelle
- 6
- weitere Kommunikationsschnittstelle
- 7
- Federelement
- 8
- lumineszierende Schicht
- 9, 9a, 9b
- Emitter
- 10
- System
- 11
- Mittelkonsole
- 12
- Armaturenbrett
- 13
- Fahrzeug
- 14, 14a, 14b, 14c, 14d
- Tastbereich
