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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bedienungseinrichtung in Form einer Mensch-Maschine-Schnittstelle mit Lichterfassungskontaktaktivierung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einer Rückblickeinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Mensch-Maschine-Schnittstelle.
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US 2017/160874 A1 beschreibt einen Innenrückblickspiegel eines Kraftfahrzeugs mit einer Bedienungseinrichtung mit einer Bedienungsfläche, die in einem Rahmen eines Spiegelelements oder neben dem Spiegelelement oder in einem Beleuchtungsmodul des Innenspiegels zum Verstellen oder Abblenden des Innenrückblickspiegels, Verstellen mindestens eines Außenrückblickspiegels, Öffnen mindestens eines Fensters, Einstellen einer Klimaanlage, Schalten eines Warnsignals oder dergleichen angeordnet ist. Die Bedienungseinrichtung umfasst mindestens einen Time-of-Flight (ToF)-Sensor zur Aussendung von Übertragungssignalen in Form von Licht, zum Empfang von Empfangssignalen und zur Ausgabe von Informationssignalen; mindestens einen Lichtwellenleiter zum Leiten der Übertragungssignale vom ToF-Sensor zu mindestens einem Ablenkpunkt und zum Leiten von Ablenksignalen, die am Ablenkpunkt abgelenkt werden, zu mindestens einem zugeordneten Austrittspunkt, der als Bedienelement auf einer ersten Oberfläche des Lichtwellenleiters wirkt, wobei die erste Oberfläche als Bedienoberfläche wirkt, als Reaktion auf ein Objekt in Form eines Fingers eines Benutzers, der sich dem Austrittspunkt nähert oder diesen berührt, um am Objekt abgelenkte Empfangssignale zu leiten; und eine Steuereinheit, die in Abhängigkeit von den vom ToF-Sensor ausgegebenen Informationssignalen in Abhängigkeit von den Empfangssignalen mindestens eine dem Bedienelement oder dem Austrittspunkt zugeordnete Funktion auslöst, wobei der Ablenkpunkt auf einer zweiten Fläche vorgesehen ist, die der ersten Fläche des Lichtwellenleiters gegenüberliegt und über ein Extraktionselement eine Ablenkfläche des Lichtwellenleiters bildet, und wobei der ToF-Sensor einen Sender zum Aussenden der Sendesignale im Strahlengang vor einem ersten Ende des Lichtwellenleiters mit einer Koppelfläche und einen Empfänger zum Empfangen der Übertragungssignale bei Ablenkung am Austrittspunkt ebenfalls vor dem ersten Ende des Lichtwellenleiters umfasst.
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Offenbart in der
WO 2015/001496 A1 ist eine kapazitive Berührungsanzeigetafel, die ein transparentes Tafelsubstrat umfasst, wobei eine vordere Oberfläche des Substrats eine leitende durchscheinende Schicht umfasst, die im Gebrauch für einen Benutzer sichtbar ist; mindestens eine Lichtquelle, die mit der Rückseite verbunden ist, wobei die Lichtquelle zwischen einem Ein-Zustand, in dem ein beleuchtetes Icon auf der Vorderseite des Abdeckpanels sichtbar ist, und einem Aus-Zustand, in dem das beleuchtete Icon auf der Vorderseite des Abdeckpanels nicht sichtbar ist, schaltbar ist, wobei die Lichtquelle durch eine Änderung der Kapazität der leitenden durchscheinenden Schicht vom Aus-Zustand in den Ein-Zustand schaltbar ist; mindestens einen Schalter, der mit der Rückseite verbunden ist, wobei der Schalter durch einen Benutzer aktivierbar ist, der den Berührungsbildschirm in der Nähe des beleuchteten Icons drückt, um ein Ausgangssignal zu liefern, das eine Funktion ausführen kann. Ein solches Berührungsfeld kann aus einer Kraftfahrzeug-Innenverkleidung oder einem Gerät bestehen. Ferner kann die leitfähige transparente oder durchscheinende Metallschicht aus einem Metall, einer Legierung oder einem leitfähigen Metalloid gebildet werden, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Chrom, Aluminium, Titan, Nickel, Molybdän, Zirkonium, Wolfram, Niob, Tantal, Kobalt, Mangan, Silber, Zink, Silizium, Mischungen aus einem der vorgenannten, Oxide aus einem der vorgenannten, Nitride aus einem der vorgenannten, Boride aus einem der vorgenannten, Karbide aus einem der vorgenannten, Legierungen aus einem der vorgenannten Metalle, Stahl, Edelstahl und Silizium besteht. Die vordere Oberfläche des Substrats kann ein im wesentlichen einheitliches Aussehen ohne sichtbare Symbole oder Markierungen haben, wenn die Lichtquelle im ausgeschalteten Zustand ist. Die Lichtquelle kann vom Aus-Zustand in den Ein-Zustand durch eine erkannte Kapazitätsänderung geschaltet werden, die sich aus der kapazitiven Kopplung eines Objekts mit der leitenden transparenten oder durchscheinenden Metallschicht ergibt.
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Ferner ist in der US Patentanmeldung
US 2009/024 824 A1 ein Spiegelsystem eines Fahrzeugs offenbart, das eine Innenrückspiegelbaugruppe mit einem reflektierenden Element und einem Informationseingabedisplay, das eine Anzeige bereitstellt, die eine Vielzahl von Eingabezeichen darstellt, umfasst. Das Informationseingabedisplay ist hinter dem reflektierenden Element angeordnet und durch das reflektierende Element und einen transflektiven Spiegelreflektor des reflektierenden Elements sichtbar, wenn das Informationseingabedisplay durch eine Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung hinterleuchtet wird. Eine Steuerung ist bedienbar, um die Position einer Berührung oder die Nähe eines Objekts am reflektierenden Element zu bestimmen und die bestimmte Position mit einem Eingabezeichen der Informationseingabeanzeige zu korrelieren. Das Spiegelsystem kann ein Videodisplay zur Anzeige von Videobildern enthalten, und das Informationseingabedisplay kann in einem Hauptbetrachtungsbereich des reflektierenden Elements angeordnet werden, so dass ein Informationseingabedisplay entsteht, das größer als das Videodisplay ist.
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Auch offenbart die internationale Patentanmeldung
WO 2016 /009 407 A1 eine Bedieneinrichtung mit zumindest einem ToF-Sensor zum Aussenden von Sendesignalen, insbesondere in Form von Licht, Empfangen von Empfangssignalen und Abgeben von Informationssignalen, zumindest einem Lichtleiter zum Führen der Sendesignale von dem ToF-Sensor zu zumindest einer Umlenkstelle, zum Führen der an der Umlenkstelle umgelenkten, insbesondere reflektierten, Umlenksignale zu zumindest einer zugeordneten, als Bedienelement fungierenden Austrittsstelle auf einer als Bedienfläche fungierenden ersten Fläche des Lichtleiters und bei Näherung eines Gegenstands, insbesondere in Form eines Fingers eines Anwenders, an die Austrittsstelle oder Berühren derselben zum Führen der an dem Gegenstand umgelenkten, insbesondere reflektierten, Empfangssignale, und einer Kontrolleinheit, die in Abhängigkeit von den Empfangssignalen von dem ToF-Sensor ausgegebenen Informationssignalen zumindest eine dem Bedienelement und/oder der Austrittsstelle zugeordnete Funktion auslöst, wobei die Bedieneinrichtung in ein Kraftfahrzeug einbaubar ist, die Umlenkstelle auf einer der ersten Fläche des Lichtleiters gegenüberliegenden, zweiten, eine Umlenkfläche des Lichtleiters darstellende Fläche durch ein Extraktionselement bereitgestellt ist, und der ToF-Sensor einen Sender zum Aussenden der Sendesignale im Strahlengang vor einem ersten Ende des Lichtleiters mit einer Einkoppelfläche und einen Empfänger zum Empfangen der Empfangssignale bei Umlenkung an der Austrittstelle ebenfalls an dem ersten Ende des Lichtleiters umfasst, und einen Innenspiegel, einen Außenspiegel sowie einer Tür eines Kraftfahrzeugs mit solch einer Bedieneinrichtung.
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Zudem lehrt das Europäische Patent
EP 2 807 284 B1 eine reflektierende Beschichtung auf Chrombasis für ein Polymersubstrat, wobei die Beschichtung eine Dicke von 200 nm oder weniger aufweist und eine Legierung aus Chrom und einem Dotierungsmaterial ist, wobei das Dotierungsmaterial aus den hexagonal dicht gepackten Übergangsmetallen ausgewählt ist, wobei die Legierung eine Kristallstruktur aus einer primären körperzentrierten kubischen Phase in Koexistenz mit einer sekundären Omega-hexagonal dicht gepackten Phase aufweist.
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Im Allgemeinen verwendete Displays von Berührungsbildschirmen haben das Problem, dass Berührungsoperationen Fingerabdrücke auf der Displayoberfläche hinterlassen. Diese Fingerabdrücke können die Sauberkeit beeinträchtigen und bei der Verwendung z.B. in Kraftfahrzeugen, die für Fahrgemeinschaften genutzt werden, sogar zu Ablenkung und Fehlbedienung führen. Ein verschmutztes Display kann die Leistung des Touchscreens beeinträchtigen.
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Ziel der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Mensch-Maschine-Schnittstelle derart weiterzuentwickeln, dass diese die Nachteile des Stands der Technik überwindet.
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Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst. Ein Aspekt der Erfindung ist mithin auf eine Mensch-Maschine-Schnittstelle mit Lichterfassungskontaktaktivierung gerichtet, die ein Bedienfeld und eine Anzeigeeinheit umfasst, wobei das Bedienfeld mindestens ein transparentes und/oder lichtdurchlässiges Substrat umfasst, das mit mindestens einem Tastenbereich und mindestens einer Beleuchtungsquelle versehen ist, die Licht in das Substrat emittieren kann, und die Anzeigeeinheit mindestens einen Informationsabschnitt bereitstellt, der zumindest zeitweise Informationen zu mindestens einer Funktion anzeigt, die über den mindestens einen Tastenbereich des Bedienfelds kontaktaktiviert werden kann.
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Bei der Erfindung ist es vorzusehen, dass das Bedienfeld in Form einer Linie, entlang einer Kante der Anzeigeeinheit angeordnet, vorgesehen ist.
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Darüber hinaus ist es vorzuziehen, dass die Funktion und/oder die Informationen über die im Informationsabschnitt angezeigte Funktion durch einen Benutzer und/oder in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter geändert werden können.
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Ausführungsformen der Erfindung können gekennzeichnet sein durch ein Erfassungsmittel zur Überwachung des von der mindestens einen Beleuchtung emittierten Lichts, das vorzugsweise mindestens einen ToF (Time-of-Flight)-Sensor mit der mindestens einen Beleuchtungsquelle aufweist, und ein Steuermittel zum Steuern der durch den Informationsabschnitt definierten Funktion in Abhängigkeit von dem durch das Erfassungsmittel erfassten Lichts, wobei vorzugsweise in dem Fall, dass Licht erfasst wird und/oder überwacht wird, dass das erfasste Licht für eine bestimmte Zeitdauer unterbrochen wird und/oder der erfasste Lichtpegel in einem bestimmten Ausmaß reduziert oder erhöht wird, das Steuermittel die Funktion aktiviert.
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Mit der Erfindung werden Ausführungsformen vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass das mindestens eine transparente und/oder lichtdurchlässige Substrat mit einer auf Chrombasis reflektierenden Beschichtung mit mindestens einer Öffnung oder einem Bereich verringerter Dicke versehen ist, die bzw. der den mindestens einen Tastenbereich definiert, wobei von der mindestens einen Beleuchtungsquelle emittiertes Licht durch das Substrat und die Öffnung oder den Bereich verringerter Dicke der Beschichtung hindurchtreten kann.
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Es wird auch vorgeschlagen, dass die Öffnung oder der Bereich mit reduzierter Dicke der Beschichtung einen Ausschnitt umfasst und/oder die Beschichtung mit mindestens einem selektiven Laserausschnitt in einer Tiefe der Beschichtung versehen ist, wobei vorzugsweise jeder Ausschnitt eine Öffnung aufweist.
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Andere Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine transparente und/oder lichtdurchlässige Substrat mindestens einen Lichtwellenleiter zum Leiten des von der mindestens einen Beleuchtungsquelle emittierten Lichts zu mindestens einem Ablenkpunkt bereitstellt, und zum Leiten von Ablenksignalen, die am Ablenkpunkt abgelenkt werden, zu mindestens einem zugeordneten Austrittspunkt in dem mindestens einen Tastenbereich auf einer ersten Oberfläche des Lichtwellenleiters, wobei die erste Oberfläche als Bedienoberfläche dient, und, als Reaktion auf einen Gegenstand in Form eines Fingers eines Benutzers, der sich dem Austrittspunkt nähert oder diesen berührt, zum Leiten von Empfangssignalen, die an dem Gegenstand abgelenkt werden, dient; und das Steuermittel bei Empfang von Informationssignalen, die vom ToF-Sensor in Abhängigkeit von den Empfangssignalen ausgegeben werden, die dem Tastenbereich zugewiesene Funktion auslöst.
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Die Ablenkstelle kann auf einer zweiten Fläche, die der ersten Fläche des Lichtwellenleiters gegenüberliegt und über ein Extraktionselement eine Umlenkfläche des Lichtwellenleiters bildet vorgesehen werden, wobei vorzugsweise das Extraktionselement durch eine Einbuchtung in Form einer gefrästen Stelle im Material des Lichtwellenleiters oder über einen Materialeinschluss und/oder eine Beschichtung vorgesehen ist.
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Bevorzugt wird mindestens eine Markierung im Tastenbereich, vorzugsweise in Form einer Beschichtung, Oberflächenbearbeitung wie Polieren oder Beleuchtung des Lichtwellenleiters, vorzugsweise mit sichtbarem Licht, das bei Annäherung eines Objekts, wie in Form eines Fingers eines Benutzers, und/oder mit größerer Intensität bei der Registrierung einer Berührung des Tastenbereichs durch das Objekt transmittiert wird.
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Erfindungsgemäß ist zudem vorzusehen, dass eine Mehrzahl von Informationsabschnitten und eine Mehrzahl von Tastenbereichen vorgesehen ist, wobei jeder Tastenbereich einem Informationsabschnitt zugeordnet ist, wobei vorzugsweise jeder der Tastenbereiche mit einem ihm zugeordneten Informationsabschnitt ausgerichtet und/oder neben diesem angeordnet ist.
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Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Substrat ein Polymersubstrat ist, wobei das Polymersubstrat vorzugsweise einen vorbeschichteten Film in Form entweder einer Hartbeschichtung, eines anorganischen Oxids oder eines dünnen Metallfilms oder einer Kombination solcher vorbeschichteter Filme enthält.
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Es wird auch vorgeschlagen, dass die Beschichtung eine Dicke von 200 nm oder weniger aufweist und eine Legierung aus Chrom und einem Dotierungsmaterial ist, wobei das Dotierungsmaterial aus den hexagonal dicht gepackten Übergangsmetallen ausgewählt ist und die Legierung eine Kristallstruktur aus einer primären kubisch raumzentrierten kubischen Phase in Koexistenz mit einer sekundären hexagonal dicht gepackten Omega-Phase aufweist, wobei die Legierung eine binäre Legierung aus Chrom und dem Dotierungsmaterial ist und der Atomprozentsatz des Dotierungsmaterials in der binären Legierung im Bereich von etwa 1,9 at.% bis etwa 5,8 at.% liegt.
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In dieser Hinsicht ist es vorzuziehen, dass
- • das Dotiermaterial aus den hexagonal dicht gepackten Übergangsmetallen Zirkonium, Titan, Kobalt, Hafnium, Ruthenium, Yttrium und Osmium ausgewählt ist, vorzugsweise das Dotiermaterial aus den hexagonal dicht gepackten Übergangsmetallen Zirkonium, Titan und Kobalt ausgewählt ist, und/oder
- • das Dotiermaterial Zirkonium ist, wobei der Atomprozentsatz des Zirkoniums in der binären Legierung im Bereich von etwa 4,5 at.% bis etwa 5,8 at.% liegt, oder das Dotiermaterial Titan ist, wobei der Atomprozentsatz des Titans in der binären Legierung im Bereich von etwa 1,9 at.% bis etwa 5,8 at.%, oder das Dotierungsmaterial ist Kobalt, wobei der Atomprozentsatz des Kobalts in der binären Legierung im Bereich von etwa 1,9 at.% bis 5,7 at.% liegt.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Dicke der Beschichtung 100 nm oder weniger beträgt, wobei bevorzugt die Dicke der Beschichtung im Bereich von 40 nm bis 80 nm liegt, mehr bevorzugt die Dicke der Beschichtung vorzugsweise im Bereich von 50 nm bis 70 nm liegt und am meisten bevorzugt die Dicke der Beschichtung etwa 60 nm beträgt.
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Die Mensch-Maschine-Schnittstelle der Erfindung kann durch einen Türgriff, eine Rückblickvorrichtung, ein Armaturenbrett und/oder einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs gebildet werden.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Rückblickvorrichtung, insbesondere eine Innenrückblickvorrichtung, eines Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Mensch-Maschine-Schnittstelle, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld durch einen Rahmen oder eine Einfassung für Rückblickmittel vorgesehen ist und die Anzeigeeinheit durch die Rückblickmittel gebildet wird.
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Schließlich sieht die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer erfindungsgemäßen Mensch-Maschine-Schnittstelle vor. Das Kraftfahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion eine erste Funktion umfasst, die mindestens eine Komponente des Kraftfahrzeugs, insbesondere in Form einer Tür, einer Rückblickvorrichtung und/oder einer Lichtvorrichtung, steuert, und/oder die Funktion eine zweite Funktion eines Infotainmentsystems des Kraftfahrzeugs umfasst, und/oder die Funktion und/oder die angezeigten Informationen über die Funktion ausgewählt und/oder geändert werden kann und/oder der Zeitpunkt und/oder die Dauer der Anzeige der Informationen auf der Anzeigeeinheit ausgewählt und/oder geändert werden kann.
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Es ist zu bevorzugen, dass die Steuermittel der Mensch-Maschine-Schnittstelle von der Fahrzeugsteuereinheit übernommen werden.
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Mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle der Erfindung wird eine Bedienvorrichtung geschaffen, die die Aktivierung von Kontakten durch Lichtabtastung, insbesondere durch eine Chromlinie, ermöglicht, wodurch Fingerabdrücke und Verunreinigungen reduziert werden, während das Chrom-Aussehen erhalten bleibt.
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Die vorstehende Zusammenfassung sowie die folgende detaillierte Beschreibung werden besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden. Zur Veranschaulichung werden in den Zeichnungen bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die gezeigten genauen Anordnungen und Ausführungsformen beschränkt ist. Die beiliegenden Zeichnungen, die in dieser Spezifikation enthalten sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen eine mit der vorliegenden Offenbarung übereinstimmende Ausführung von Vorrichtungen in schematischer Weise und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung erfindungsgemäßer Vorteile und Grundsätze.
- 1 ist eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Mensch-Maschine-Schnittstelle;
- 2a bis 2d sind Vorderansichten einer Rückblickvorrichtung, eines Türgriffs, eines Armaturenbretts und einer Tür, die jeweils mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle gemäß 1 versehen sind; und
- 3 ist ein Querschnitt durch ein Bedienfeld einer alternativen Mensch-Maschine-Schnittstelle gemäß der Erfindung.
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Bevor Beispiele für die Erfindung im Einzelnen erläutert werden, ist zu verstehen, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Anordnung der Komponenten beschränkt ist, die in der folgenden Beschreibung dargelegt oder in den Zeichnungen illustriert sind. Die Figuren und die schriftliche Beschreibung sollen jeden Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung, für die Patentschutz begehrt wird, herzustellen und zu benutzen. Die Erfindung kann auch in anderen Ausführungsformen ausgeführt und auf verschiedene Weise praktiziert und ausgeführt werden. Der Fachmann wird es zu schätzen wissen, dass aus Gründen der Klarheit und des Verständnisses nicht alle Merkmale einer kommerziellen Ausführungsform gezeigt werden. Der Fachmann wird auch verstehen, dass die Entwicklung einer tatsächlichen kommerziellen Ausführungsform, die Aspekte der vorliegenden Erfindungen enthält, zahlreiche implementierungsspezifische Entscheidungen erfordern wird, um das Endziel des Entwicklers für die kommerzielle Ausführungsform zu erreichen. Auch wenn diese Bemühungen komplex und zeitaufwendig sein mögen, so wären sie doch ein Routineaufwand für den Fachmann, der von dieser Offenbarung profitiert.
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Darüber hinaus ist zu verstehen, dass die hier verwendete Phraseologie und Terminologie dem Zweck der Beschreibung dient und nicht als einschränkend betrachtet werden sollte. Zum Beispiel ist die Verwendung eines singulären Begriffs, wie „ein“, nicht als Begrenzung der Anzahl der Elemente gedacht. Auch die Verwendung relationaler Begriffe, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „oberer“, „unterer“, „ab“, „auf“, „Seite“, „Ecke“, werden in der Beschreibung aus Gründen der Klarheit und unter besonderer Bezugnahme auf die Figuren verwendet und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung oder der beigefügten Ansprüche zu begrenzen. Ferner ist zu verstehen, dass jedes der Merkmale der Erfindung einzeln oder in Kombination mit anderen Merkmalen verwendet werden kann. Andere Systeme, Methoden, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann nach Prüfung der Abbildungen und der ausführlichen Beschreibung erkennbar sein oder werden. Es ist beabsichtigt, dass alle diese zusätzlichen Systeme, Methoden, Merkmale und Vorteile in diese Beschreibung aufgenommen werden, in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen und durch die begleitenden Ansprüche geschützt werden.
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Eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 1 der Erfindung besteht aus einem Bedienfeld 2 getrennt von einer Anzeigeeinheit 3, wie in
dargestellt. Das Bedienfeld 2 besteht aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Substrat (nicht abgebildet), vorzugsweise in Form eines Polymersubstrats. Das Substrat ist mit einer reflektierenden Beschichtung 20 auf Chrombasis versehen, wie insbesondere in
EP 2807284 B1 beschrieben, wobei die Beschichtung 20 mit einer Anzahl von Ausschnitten 22a - 22d versehen ist, die beispielsweise durch Laserschneiden erhalten wurden, um Tastenbereiche zu erhalten, die als Berührungsknöpfe dienen. Die Anzeigeeinheit 3 ist mit keinen Tasten versehen und fungiert nicht als Touchscreen, sondern ist mit Informationsfeldern 30a - 30d versehen. Jedes Informationsfeld 30a - 30d ist einem Ausschnitt 22a - 22d zugeordnet und auf diesen ausgerichtet, um Informationen über eine Funktion zu liefern, die durch Berühren des zugehörigen Ausschnitts 22a - 22d aktiviert werden kann.
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Mindestens eine nicht gezeigte Beleuchtungsquelle befindet sich unter dem Substrat mit seiner reflektierenden Beschichtung auf Chrombasis 20, um durch dieses hindurch Licht auszusenden. Das durch die Einbuchtungen 22a - 22d einfallende Licht ist weniger intensiv als das von der Beleuchtungsquelle emittierte Originallicht.
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Jeder Informationsabschnitt 30a - 30d liefert zumindest zu ausgewählten Zeiten und/oder während ausgewählter Zeitintervalle Informationen über eine Funktion, die von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 1 gesteuert werden soll. Die Funktionen werden auf der Anzeigeeinheit 3 als On-Demand-Funktionen angezeigt.
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Das durch die Ausschnitte 22a - 22d ausgestrahlte Licht wird überwacht, und für den Fall, dass der Lichtstrahl durch einen der Ausschnitte 22a - 22d für eine bestimmte Zeit unterbrochen wird, wird festgestellt, dass ein Benutzer die von diesem einen Ausschnitt 22a - 22d vorgesehene Taste berührt hat, um die Funktion zu aktivieren, die durch die Informationen auf dem Informationsabschnitt 30a - 30d definiert ist, der zu diesem einen Ausschnitt 22a - 22d gehört. Als Reaktion darauf wird diese Funktion aktiviert.
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Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 1 der Erfindung kann aus vielen Vorrichtungen bestehen und eignet sich besonders für Automobilkomponenten, wie in den bis dargestellt. Die jeweiligen Mensch-Maschine-Schnittstellen 1a, 1b, 1c, 1d können sich zusammensetzen aus
- • eine Innenrückblickvorrichtung 100, z.B. im unteren Bereich des Innenrückblickelements, die durch einen Spiegel und/oder ein Anzeigeelement 101 gebildet werden kann,
- • einen Türgriff 110, z.B. unterhalb der Grifföffnung 111,
- • ein Armaturenbrett 120, z.B. zwischen anderen Displays 123, 124 und einem Touchscreen 121, und/oder
- • eine Tür 130, z.B. unter einem Fenster 131 in der Innenverkleidung 132.
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Das Bedienfeld 2 kann in Form einer Linie oder eines Rahmens neben der Anzeigeeinheit 3 angeordnet werden. Für den Fall, dass die Mensch-Maschine-Schnittstelle 1a aus dem Innenrückblickgerät 100 besteht, kann das Bedienfeld 2 zu einem Rahmen (nicht abgebildet) und die Anzeigeeinheit 3 zum Spiegel und/oder Anzeigeelement 101 gehören. Die durch Berühren des Bedienfeldes 2 im Bereich der Tasten der Ausschnitte 22a - 22d zu aktivierenden Funktionen können z.B. „Tür entriegeln“, „Außenrückspiegel verstellen“, „Fahrerkabine ausleuchten“ und „Umschalten auf autonomes Fahren“ sein, aber auch jede andere Funktion, die von einem Benutzer eines Kraftfahrzeugs aktiviert werden kann, kann realisiert werden.
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So hinterlässt eine Aktivierung und anschließende Steuerung über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 1 der Erfindung durch Berührung des Bedienfeldes 2 mit einem Finger im Bereich einer der Einbuchtungen 22a - 22d keine Fingerabdrücke auf der Anzeigeeinheit 3, im Gegensatz zur Verwendung eines herkömmlichen Touchscreens.
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Die Ausschnitte können in jeder gewünschten Geometrie und/oder relativen Anordnung vorgesehen werden.
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Eine alternative Mensch-Maschine-Schnittstelle 1' der Erfindung umfasst ein alternatives Bedienfeld 2', wie in dargestellt. Dieses alternative Bedienfeld 2' ist getrennt von einer nicht dargestellten Anzeigeeinheit vorgesehen, die der Anzeigeeinheit 3 in entspricht.
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Im Detail ist ein Lichtwellenleiter 200 des Bedienfeldes 2' an seinem linken, ersten Ende mit einer Lichteinkoppelfläche 201 versehen, die mit einem Neigungswinkel von ca. 105° zu einer parallel zu einer Bedienfläche 210 angeordneten Lichtablenkfläche 220 verläuft. Am rechten Ende des Lichtwellenleiters 200 befindet sich eine Lichtwellenleiter-Endfläche bzw. Lichtaustrittsfläche 202, die in einem Winkel von ca. 90° zur Bedienfläche 210 verläuft. In der Lichtumlenkfläche 220 sind fünf Lichtauskoppelelemente in Form von Vertiefungen 221 in gleichem Abstand voneinander angeordnet, jeweils mit gleicher Länge entlang der Lichtumlenkfläche 220, jedoch mit unterschiedlichen Tiefen. Die Einbuchtungen 221 sind sägezahnartig mit einer schrägen Kante, in deren Bereich Lichtumlenkstelle 222 vorgesehen sind, und einer weiteren Kante, die im Wesentlichen senkrecht zur Lichtumlenkfläche 220 verläuft, neben der am weitesten rechts liegenden Einbuchtung 221. Die Neigung der Schräge mit den Lichtumlenkstellen 222 ist jeweils um einen Winkel von ca. 45° zur Lichtumlenkfläche 220 gegeben, der für alle Einbuchtungen 221 gleich ist. Wesentlich für die Neigung und damit für den Winkel von ca. 45° ist die Gewährleistung der Totalreflexion der Übertragungssignale.
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Der Lichtwellenleiter 200 kann in Form eines Acrylglases ausgeführt werden, das den Lichtaustritt nur im Bereich der Lichtaustrittsfläche 202 zulässt. Um den Austritt von abgelenkten Strahlen an den Austrittsstellen 212 zu ermöglichen, kann das Acrylglas in genau diesen Bereichen, die fünf Tastenbereiche 211 darstellen, poliert werden. Die fünf Vertiefungen 221 in der Lichtablenkfläche 220 entsprechen den fünf Tastenbereichen 211 auf der Bedienfläche 210. Es wird bevorzugt, dass die Lichtintensität an den Lichtaustrittspunkten 212 jedem Tastenbereich 211 gleich groß ist.
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Lichtstrahlen L z.B. eines Senders eines nicht dargestellten ToF-Sensors können über die Lichteinkoppelfläche 201 in den Lichtwellenleiter 200 eintreten und werden innerhalb des Lichtwellenleiters 200 an mindestens einer der fünf Einbuchtungen 221, nämlich jeweils an einer Lichtumlenkstelle 222, reflektiert, so dass Lichtstrahlen gleicher Intensität in den fünf Tastenbereichen 211, nämlich jeweils an einer Lichtaustrittsstelle 212, aus dem Lichtwellenleiter 200 austreten, sofern kein Gegenstand, insbesondere ein Finger, mindestens einen der Tastenbereiche berührt.
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Tritt an einem der Tastenbereiche 211 eine nicht gezeigte Berührung auf, führt dies zu mindestens einer weiteren Reflexion, nämlich am Berührungspunkt, die das Licht zurück zur Lichteinkoppelfläche 201 lenkt. Durch diese weitere Reflexion können so Empfangssignale zu einem Empfänger des ToF-Sensors gelangen und dort ausgewertet werden. Der ToF-Sensor ermöglicht im Rahmen seiner Auswertung die Bestimmung der berührten Tastenfläche, und zwar aufgrund seiner Fähigkeit, Entfernungen zu berechnen.
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Um zu verhindern, dass Lichtstrahlen unkontrolliert aus dem Lichtwellenleiter 200 austreten, z.B. jenseits der Tastenbereiche und Lichtaustrittsflächen, kann der Lichtwellenleiter 200 mit einer Reflexionsschicht auf der Bedienfläche, d.h. jenseits der Tastenbereiche 211, und/oder auf der Lichtablenkfläche 220 versehen werden.
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In Bezug auf die 1 und 3 werden Tastenbereiche oder Schaltflächen gezeigt, die hintereinander, d.h. sequentiell, angeordnet sind und eine quadratische Form haben. Alternative Anordnungen und/oder Geometrien, auch auf mehr als einem Substrat, sind möglich und hängen von der kooperierenden Anzeigeeinheit sowie der mit der erfindungsgemäßen Mensch-Maschine-Schnittstelle auszustattenden Vorrichtung ab. Die Trennung des Bedienfeldes von der Anzeigeeinheit erlaubt eine Vielzahl von Gestaltungsvarianten.
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Die Informationsabschnitte des Anzeigegeräts müssen nicht ständig ihre jeweiligen Informationen anzeigen. Vielmehr ist es vorteilhaft, dass die jeweilige Informationsanzeige von einem Benutzer, vorzugsweise bei Annäherung an die Mensch-Maschine-Schnittstelle, insbesondere mit einem Finger zur Berührung eines der Tastenbereiche betätigt werden kann.
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Darüber hinaus ist die Berührungsbestimmung durch die Mensch-Maschine-Schnittstelle der Erfindung ohne Verwendung der ToF-Abtastmethode kostengünstiger als die Mensch-Maschine-Schnittstelle der Erfindung mit Verwendung der ToF-Abtastmethode. Die Methode mit der ToF-Abtastmethode bietet jedoch mehr Funktionen, wie z.B. die Aktivierung der Anzeige von Informationen innerhalb der Informationsabschnitte der Anzeigeeinheit, wenn sich ein Finger eines Benutzers der Mensch-Maschine-Schnittstelle nähert.
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Die in der obigen Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offengelegten Merkmale können sowohl einzeln als auch in jeder Kombination für die Realisierung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1a-d, 1'
- Mensch-Maschine-Schnittstelle
- 2
- Bedienfeld
- 20
- Beschichtung
- 22a - 22
- Ausschnitt
- 3
- Anzeigeeinheit
- 30a - 30d
- Informationsabschnitt
- 100
- Innenrückblickvorrichtung
- 101
- Spiegel- und/oder Anzeigeelement
- 110
- Türgriff
- 111
- Grifföffnung
- 120
- Dashboard
- 121
- Berührungsbildschirm
- 122, 123
- Anzeigen
- 130
- Tür
- 131
- Fenster
- 132
- Innenverkleidung
- 200
- optischer Wellenleiter
- 201
- Licht-Kopplungsfläche
- 202
- Lichtaustrittsfläche
- 210
- Bedienfläche
- 211
- Tastenbereich
- 212
- Lichtaustrittspunkt
- 220
- Lichtablenkungsfläche
- 221
- Einbuchtung
- 221
- Licht-Extraktionselement
- 222
- Lichtablenkungspunkte
- L
- Lichtstrahlen
