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Die Erfindung betrifft ein Bedienelement mit holografischer Funktionsanzeige. Funktionsanzeigen werden beispielsweise bei einem multifunktionalen Bedienelement zur Visualisierung der mit dem Bedienelement verbundenen Schaltfunktionalitäten und/oder Schaltzuständen benötigt. Dazu werden regelmäßig elektronische Pixelmatrixanzeigen verwendet. Diese sind jedoch vergleichsweise teuer, schränken aufgrund ihrer meist rechteckigen Form die gestalterische Auslegung und Platzierung ein. Darüber hinaus neigen elektronische Pixelmatrixanzeigen bei der Darstellung statischer Anzeigeinhalte oft zu einem „Einbrennen“, d.h. der Anzeigeinhalt bleibt auch bei ausgeschalteter Anzeige durch optisch wahrnehmbare Schädigungen der bildgebenden Schichten der Anzeige dauerhaft und unerwünscht sichtbar. Darüber hinaus ist der Stromverbrauch derartiger elektronischer Pixelmatrixanzeigen vergleichsweise hoch. Bei gewissen Anwendungen verbietet sich zudem aufgrund der Verletzungsgefahr beispielsweise bei einem Kopfaufprall die Verwendung üblicher elektronischer Pixelmatrixanzeigen. Als Alternative zu Pixelmatrixanzeigen bieten sich daher holografische Bildträger an, da diese es gestatten, Bildinformationen in hochintegrativer Form in einem Bildträger, der eine Folie oder ein Folienschichtaufbau sein kann, aufzunehmen und selektiv durch entsprechende Beleuchtung die darin enthaltende Bildinformation für den Betrachter sichtbar zu machen. In der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2016 117 969 A1 werden Vorrichtungen beschrieben, bei welchen mittels holografischen Bildträgern, Leuchtsignaturen, insbesondere sogenannte Volumenhologramme erzeugt werden. Darin wird die Verwendung sowohl von Reflexionshologrammen als auch von Transmissionshologrammen beinhaltenden holografischen Bildträgern beschrieben. Bei Transmissionshologrammen erfolgt die Beleuchtung des Hologramms aus einem Halbraum des Hologramms (d.h. von einer Seite des Hologramms), und die Betrachtung erfolgt aus dem anderen Halbraum (von der anderen Seite des Hologramms). Bei Reflexionshologrammen erfolgt hingegen die Beleuchtung von der gleichen Seite wie die Betrachtung. Da die Rekonstruktion des im Hologramm gespeicherten Bildes eine genau definierte Ausleuchtung bedarf ist dies, wenn wenig Bauraum zur Verfügung steht, besonders schwierig zu realisieren.
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Die konstruktive Herausforderung wird zudem noch dadurch erhöht, dass die Oberfläche eines solchen Bedienelements optischen Beeinträchtigungen durch Schmutz ausgesetzt ist. Weiterhin sollte eine solches Bedienelement, insbesondere die Bedienoberfläche auch haptische Elemente zur haptischen Orientierung aufweisen, welche im Allgemeinen Produktionstoleranzen haben, die nicht die optischen Anforderungen der holographischen Systems erfüllen. Es hat sich gezeigt, dass die Bediensicherheit bei Bedienelementen mit holographischen Anzeigen im Fahrzeug durch haptische Elemente deutlich erhöht werden kann. Schmutz und haptische Elemente wirken sich aber maßgeblich auf die optischen Eigenschaften der Eingabefläche aus und können somit negative Einwirkungen auf die Qualität des durch das Hologramm erzeugte Visualisierung haben.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bedienelement bereitzustellen, welches die Möglichkeit schafft, ein Transmissionshologramm mit seinen technischen Vorzügen, wie geringes Bauvolumen bei vergleichsweise hoher Bildinformationsdichte für ein Bedienelement zur Visualisierung der dem Bedienelement zugeordneten Schaltfunktion und/oder dessen jeweiligen Schaltzustands nutzbar zu machen, wobei die Visualisierung weder durch Schmutz noch durch haptische Elemente auf der Oberfläche beeinträchtigt wird. Diese Aufgabe wird durch ein Bedienelement des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
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Die Erfindung betrifft ein Bedienelement mit einem eine zumindest bereichsweise transparente oder zumindest bereichsweise transluzente Eingabefläche ausbildenden Eingabeteil. Es weist ferner einen Träger zur Festlegung des Bedienelements an einer externen Struktur, insbesondere einer Kraftfahrzeugkomponente, wie einem Armaturenbrett, einer Mittelkonsole, einem Lenkrad oder Dergleichen auf. Erfindungsgemäß ist eine Detektionseinrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, eine Betätigung und/oder eine Berührung der Eingabefläche durch einen Bediener zu detektieren. Als Betätigung wird eine über eine Berührung der Eingabefläche hinausgehende, einer bei der Betätigung auf die Eingabefläche einwirkenden Betätigungskraft folgende Verlagerung der Eingabefläche verstanden. Dementsprechend wird bei einer Berührung beispielsweise das Maß der Annäherung an die Eingabefläche maßgebend für die positive Feststellung einer Berührung sein, während bei der Betätigung die gemessene Verlagerung oder die gemessene Betätigungskraft beispielsweise die maßgeblichen Größen für die positive Feststellung einer Betätigung sind.
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Erfindungsgemäß ist ein aus Sicht des Bedieners unterhalb der Eingabefläche angeordneter, am Träger festgelegter, transparenter Lichtleiter vorgesehen, der eine der Eingabefläche zugewandte, obere Grenzfläche und eine der Eingabefläche abgewandte untere Grenzfläche aufweist. Der Lichtleiter ist beispielsweise aus einem transparenten Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) ausgebildet. Beispielsweise ist der Lichtleiter in einem thermisch formgebenden Verfahren, beispielsweise als Spritzgussformling oder durch thermische Extrusion, beispielsweise als Folie, hergestellt. Bevorzugt sind die obere Grenzfläche und die untere Grenzfläche zumindest bereichsweise oder vollständig parallel zueinander ausgerichtet.
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Erfindungsgemäß ist mindestens eine Lichtquelle vorgesehen, die so ausgerichtet ist, dass ein optisches Wiedergabewellenfeld über eine Lichteintrittsfläche in den Lichtleiter eingekoppelt wird.
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Erfindungsgemäß ist ein erster, ein erstes Transmissionshologramm beinhaltender, holografischer Bildträger vorgesehen, der angrenzend an die obere, der Eingabefläche zugewandten Grenzfläche des Lichtleiters angeordnet ist. Das in den Lichtleiter eingekoppelte, von der Lichtquelle erzeugte Wiedergabewellenfeld gelangt von der Lichteintrittsfläche aufgrund einer durch innere Reflexionen, bevorzugt Totalreflexionen, im Lichtleiter bewirkten Lichtausbreitung über die obere Grenzfläche in den ersten holografischen Bildträger, wird dort bevorzugt durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz aus dem Wiedergabewellenfeld in ein das erste Transmissionshologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld transformiert, welches aus dem ersten holografischen Bildträger in Richtung des Bedieners ausgekoppelt wird, um dem Bediener das im ersten holografischen Bildträger gespeicherte, erste Transmissionshologramm als virtuelles Bild anzuzeigen. Dabei symbolisiert das erste Transmissionshologramm beispielsweise eine dem Bedienelement zugeordnete Schaltfunktionalität und/oder einen akuten Schaltzustand visuell. Hinsichtlich des ersten und unten noch erwähnten zweiten, holografischen Bildträgers und hinsichtlich des ersten und unten ferner noch erwähnten zweiten Hologramms bzw. Reflexionshologramms ist die Erfindung nicht eingeschränkt. Prinzipiell ist jegliche mit dem Wiedergabewellenfeld interferierende Schicht gemeint, die in der Lage ist, durch örtlich selektive Beugungsinterferenz des Wiedergabewellenfelds dem reflektierten Bildwellenfeld die in der Schicht enthaltende Bildinformation durch Phasenmodulation und/oder Amplitudenmodulation aufzuprägen. Der Begriff optisches Wiedergabewellenfeld soll ausdrücken, dass das zu verwendende Licht, in für die Wiedergabe des Hologramms geeigneter Weise beispielsweise hinsichtlich spektraler Zusammensetzung und hinsichtlich Einfallswinkel auf den jeweiligen holografischen Bildträger einzustellen ist, da es eine dem holografischen Bildträger immanente Voraussetzung für die Sichtbarmachung des von ihm beinhaltenden Hologramms und dessen optische Qualität ist. Es obliegt daher dem Fachmann die hier notwendigen Maßnahmen zu ergreifen.
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Allgemein lassen sich Hologramme nach den Eigenschaften des holografischen Speichers in Volumen- und Flächenhologramme sowie in Amplituden- und Phasenhologramme einteilen. Abhängig von den auftretenden Farben bei der Rekonstruktion des Hologramms unterscheidet man Weißlichthologramme und Hologramme, die nicht unter weißem Licht rekonstruiert werden können, sowie echtfarbige Hologramme.
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Volumenhologramme befinden sich auf einer Filmschicht des holografischen Bildträgers, deren Dicke ebenfalls zur Speicherung von holografischen Bildinformationen genutzt wird. Volumenhologramme können Weißlichthologramme sein, denn wegen der Bragg-Bedingung findet in diesem Fall eine für die Wellenlängen des Lichts selektive Interferenz statt. Nur wenn die Bragg-Gleichung n·λ=2d·sin(α) erfüllt ist, kann das im Winkel α einfallende Wiedergabewellenfeld mit der Wellenlänge λ an der Filmschicht mit dem Netzebenenabstand d reflektiert werden. Bei Weißlichtreflexionshologrammen hängt deshalb die Farbe des Hologramms vom Einfallswinkel des Lichts auf den Film ab.
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Amplitudenhologramme befinden sich auf Filmschichten, die unterschiedliche Schwärzungen besitzen. Dadurch wird die Helligkeit des durchgelassenen Lichtes so verändert, dass durch die Überlagerung der Lichtwellen mit unterschiedlicher Amplitude und Phasen ein Bild entsteht. Die Filmschichten der Phasenhologramme besitzen dagegen überall die gleiche Transparenz. Das Interferenzmuster, das die holografischen Bilder erzeugt, kommt dann nur durch die unterschiedlichen Phasen der elektromagnetischen Wellen zustande. Phasenhologramme können daher durch Oberflächenreliefs gebildet werden, d. h. aus einem Muster aus Vertiefungen und Erhebungen. Dann legen die Lichtstrahlen unterschiedliche Wege in dem Filmmaterial, das meist aus Kunststofffolie besteht, zurück. Das Licht besitzt in dem Film eine geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit als an der Luft, deshalb führen verschiedene im Film zurückgelegte Lichtwege zu Phasendifferenzen. Darauf beruht die Interferenz bei Phasenhologrammen, Phasenhologramme sind oft Prägehologramme, bei denen die Vertiefungen mit einem Stempel in das Material gedrückt werden; es können aber auch bei speziellen Filmen Vertiefungen durch unterschiedliche Belichtung entstehen. Neben der Möglichkeit einer Phasenmodulation durch Oberflächenreliefs kann ein Phasenhologramm durch eine örtliche Modulation des Brechungsindexes wie z. B. in Silberhalogenidfilmen erzeugt werden, um hier eine nicht abschließende Anzahl von möglichen, erfindungsgemäßen Ausführungsformen betreffend den holografischen Bildträger dem Fachmann an die Hand zu geben.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich somit bauraumsparend ein Bedienelement mit zugehöriger Funktionsanzeige realisieren, welche durch Aktivieren einer Lichtquelle selektiv zumindest ein Symbol zur Anzeige bringt. Durch die „optische Separierung“ von Lichtleiter und Eingabefläche ist zudem sichergestellt, dass das optische System zur Erzeugung des virtuellen Bilds nicht durch Schmutz und oder haptische Elemente auf der Eingabefläche beeinträchtigt wird. Dabei ist die komplette Bildinformation in dem ersten holografischen Bildträger integrierbar, und bleibt auch bei Fremdlichteinfall durch die transparente Eingabefläche für den Bediener zuverlässig unsichtbar, so dass Fehlinformationen weitgehend vermieden werden können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine weitere Lichtquelle vorgesehen, wobei der erste holografische Bildträger ferner ein weiteres Transmissionshologramm beinhaltet und der Lichtleiter eine weitere Lichteintrittsfläche aufweist, deren Platzierung sich von der ersten, zuvor erwähnten Lichteintrittsfläche am Lichtleiter unterscheidet, wobei die weitere Lichtquelle ein weiteres Wiedergabewellenfeld erzeugt, das von der Lichteintrittsfläche aufgrund einer durch innere Reflexionen, bevorzugt Totalreflexionen, im Lichtleiter bewirkten weiteren Lichtausbreitung über die untere Grenzfläche ebenfalls in den ersten holografischen Bildträger gelangt, und dort bevorzugt durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz aus dem weiteren Wiedergabewellenfeld in ein das weitere Transmissionshologramm als Bildinformation beinhaltendes weiteres Bildwellenfeld transformiert wird, welches aus dem ersten holografischen Bildträger durch den Lichtleiter in Richtung des Bedieners ausgekoppelt wird, um dem Bediener das im ersten holografischen Bildträger gespeicherte, weitere Transmissionshologramm als virtuelles Bild anzuzeigen. Durch den Wechsel der Lichtquelle und damit der Einfallsrichtung des jeweiligen Wiedergabewellenfeldes sind somit mehrere, unterschiedliche Transmissionshologramme für den Bediener visualisierbar. Dies ermöglicht, die unterschiedlichen Schaltzustände des Bedienelements durch unterschiedliche Transmissionshologramme dem Bediener zu visualisieren.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen dem ersten holografischen Bildträger und dem Eingabeteil ein Luftspalt vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Eingabeteil unter Einwirkung einer Betätigungskraft auf die Eingabefläche in Richtung des Lichtleiters elastisch verformbar ausgestaltet oder gegenüber dem Träger in Richtung des Lichtleiters elastisch rückstellend verlagerbar gelagert, um eine detektierbare Betätigung der Eingabefläche zu ermöglichen, und wobei zumindest im Bereich unterhalb der Eingabefläche bevorzugt der zuvor erwähnte Luftspalt zwischen dem ersten holografischen Bildträger und dem Eingabeteil vorgesehen ist. Die Visualisierung mit einem ersten ein erstes Transmissionshologramm beinhaltenden, holografischen Bildträger hat den Vorteil, dass der für die Betätigung notwenige Luftspalt die holografische Bildgebung nicht oder zumindest allenfalls unwesentlich beeinträchtigt. Beispielsweise ist das Eingabeteil zumindest in dem die Eingabefläche umgebenden Bereich aus einem elastisch nachgebenden Material, wie einem Thermoplast oder einem Elastomer ausgebildet. Eine rückstellende Verlagerung ergibt sich in einer Ausgestaltung durch eine federvorgespannte translatorische Lagerung des Eingabeteils am Träger.
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Bevorzugt lässt sich das Eingabeteil unabhängig vom Lichtleiter verformen und/oder verlagern, beispielsweise indem das Eingabeteil nur am Träger befestigt oder gelagert ist. Somit wird das optische System bei einer Betätigung nicht beeinträchtigt.
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Bevorzugt befindet sich zwischen Eingabeteil und Träger ein Betätigungssensor, beispielsweise ein Kraftsensor oder ein mechanischer Schalter. Dieser ist bevorzugt so angeordnet, dass der bei einer Betätigung ausgeübte Kraftfluss von der Eingabefläche zum Kraftsensor nicht über den Lichtleiter geht.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Bedienelements ist ein optisches Element, wie ein Spiegel oder eine Linse zur Erzeugung eines kollimierten Wiedergabewellenfeldes vorgesehen, beispielsweise ist die Lichteintrittsfläche als optisches Element ausgebildet. Bevorzugter sind ein oder mehrere optische Elemente zwischen der Lichteintrittsfläche des Lichtleiters und der Lichtquelle angeordnet, um die Darstellungsqualität des ersten Reflexionshologramms zu verbessern.
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Bevorzugt ist der erste holografische Bildträger als Folienschichtaufbau ausgebildet und weist beispielsweise neben der das erste Transmissionshologramm beinhaltenden Filmschicht, die beispielsweise eine Fotopolymerschicht ist, mindestens eine Klebstoffschicht sowie eine rückwärtige Substratschicht aus, die beispielsweise eine Thermoplastfolie, wie eine PC-, PET oder TAC-Folie ist. Beispielsweise liegt die Dicke der Fotopolymerschicht im Bereich von 1 µm bis 70 µm. Die holgrafische Bildinformation ist beispielsweise durch Prägen in diese eingebracht.
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Bevorzugt sind der erste holografische Bildträger und der Lichtleiter stoffschlüssig verbunden. Beispielsweise wird die stoffschlüssige Verbindung dadurch erreicht, dass eine Klebstoffschicht zwischen dem ersten holografischen Bildträger und dem Lichtleiter vorgesehen ist. Bevorzugt wird die stoffschlüssige Verbindung durch Hinterspritzen oder Laminieren des ersten holografischen Bildträgers mit einem den Lichtleiter ausbildenden, transparenten Thermoplast in einem thermisch formgebenden Verfahrensschritt bewirkt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Bedienelement ferner einen zweiten, ein zweites Hologramm beinhaltenden, holografischen Bildträger auf, der bezüglich der Lichtausbreitung dem ersten holografischen Bildträger vorgelagert angeordnet ist, um das auf den ersten holografischen Bildträger gerichtete Wiedergabewellenfeld zu erzeugen und/oder zu beeinflussen. Der zweite holografische Bildträger beinhaltet beispielsweise ein zweites Transmissionshologramm.
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Bevorzugt ist der Lichtleiter im Wesentlichen flächig ausgebildet, wobei die obere Grenzfläche und die untere Grenzfläche jeweils eine Hauptfläche ausbilden und eine die Hauptflächen verbindende Stirnfläche die Lichteintrittsfläche des Lichtleiters ausbildet. Als Hauptflächen werden die flächenmäßig größten Flächen des Lichtleiters verstanden. Die Hauptflächen sind bevorzugt eben und parallel zueinander ausgerichtet.
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Bevorzugt ist eine Hauptausbreitungsrichtung der Lichtquelle geneigt zur oberen Grenzfläche ausgerichtet.
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Bevorzugt ist die Lichteintrittsfläche vom Bediener aus gesehen bezüglich des ersten holografischen Bildträgers seitlich und/oder nach hinten versetzt angeordnet.
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Zur Verbesserung der Übertragung des Wiedergabewellenfeldes weist der Lichtleiter entlang seines Verlaufs eine Querschnittsaufweitung auf, insbesondere sind dort Querschnittsaufweitung vorgesehen, wo ein Richtungswechsel in der Lichtausbreitung erforderlich ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Lichtleiter einen die Lichteintrittsfläche aufweisenden, ersten Lichtleiterabschnitt und einen die obere Grenzfläche und untere Grenzfläche aufweisenden, zweiten Lichtleiterabschnitt auf, die in einem Übergangsabschnitt ineinander übergehen, und wobei der erste Lichtleiterabschnitt, der zweite Lichtleiterabschnitt und der Übergangsabschnitt so ausgebildet sind, dass die Lichteintrittsfläche aus Sicht des Betrachters nach hinten versetzt zur unteren Grenzfläche angeordnet ist. Beispielsweise ist ein zur oberen Grenzfläche orthogonaler und zur Lichteintrittsfläche orthogonaler Querschnitt des Lichtleiters im Wesentlichen L-förmig, wobei der erste Lichtleiterabschnitt und der zweite Lichtleiterabschnitt jeweils einen Schenkel des „L“ ausbilden. Bevorzugt bildet der Übergangsabschnitt die zuvor erwähnte Querschnittsaufweitung aus.
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Bevorzugt weist der Übergangsabschnitt wenigstens eine zu der oberen Grenzfläche geneigte Reflexionsfläche auf, um das optische Wiedergabewellenfeld aus dem ersten Lichtleiterabschnitt durch innere Reflexion an der Reflexionsfläche in den zweiten Lichtleiterabschnitt zu reflektieren.
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Bevorzugt ist das Eingabeteil mit dem Träger und/oder dem Lichtleiter stoffschlüssig, beispielsweise durch Ultraschallverschweißen, verbunden. Durch die Verschweißung mittels Ultraschall lässt sich ein zwischen Eingabeteil und Lichtleiter vorhandenes lichtes Maß, beispielweise ein Luftspalt, mit geringem Maß und präziser Ausrichtung herstellen. Bevorzugt ist das lichte Maß zwischen Lichtleiter und Eingabeteil kleiner als 1mm, bevorzugt kleiner als 0,5mm.
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Aufgrund der sehr stabilen und dauerhaften Befestigung in dieser Ausführungsform ist es möglich, dass der Lichtleiter bei einer Betätigung mitsamt dem Eingabeteil mechanisch verlagert wird. Bevorzugt ist die Lichtquelle in diesem Fall ebenfalls am Eingabeteil befestigt, welches seinerseits am Träger gelagert ist.
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Bevorzugt weist das Bedienelement eine transparente Elektrode oder ein transparentes Elektrodenarray auf, die jeweils an dem Eingabeteil im Bereich der Eingabefläche festgelegt sind. Das Bedienelement weist ferner eine mit der Elektrode oder den Elektroden des Elektrodenarray elektrisch leitend verbundene Auswerteinheit zur kapazitiven, bevorzugt ortsaufgelösten, Berührdetektion auf. Zur Betätigungsdetektion kann ein elektromechanisches Schaltelement oder ein Kraftsensor, wie ein kapazitiver Kraftsensor, vorgesehen sein, die beispielsweise jeweils zwischen dem Träger und dem Eingabeteil angeordnet sind.
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Bevorzugt ist ein Aktuator zur Erzeugung eines aktiven haptischen Feedbacks vorgesehen, um den Bediener eine Eingabebestätigung haptisch zu vermitteln. Beispielsweise ist ein ausschließlich am Eingabeteil festgelegter oder zwischen dem Eingabeteil und dem Träger wirkender Schwingungs- oder Kraftanreger vorgesehen, beispielsweise ein elektrodynamischer, elektromagnetischer oder piezoelektrischer Aktuator, der bei positiver Feststellung einer Berührung durch die Detektionseinrichtung, wie beispielsweise bei Überschreiten einer vorgegebenen Berührdauer, oder bei positiver Detektion einer Betätigung durch die Detektionseinrichtung, wie bei Überschreiten einer vorgegebenen Betätigungskraft, ein aktives haptisches Feedback durch eine Schwingungsanregung, Stoßanregung des Eingabeteils bewirkt.
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Bevorzugt sind der Schwingungs- oder Kraftanreger, der Träger und das Eingabeteil so angeordnet, dass sich die haptische Anregung des Aktuators hauptsächlich auf die Blende überträgt und nicht auf das optische System, Beispielsweise ist zwischen Träger und Eingabeteil und/oder zwischen Träger und Lichtleiter und/oder zwischen Eingabeteil und Lichtleiter ein elastisches Element und/oder ein Dämpfungselement angeordnet, so dass sich die Schwingungs- oder Kraftanregung nur vermindert auf den Lichtleiter überträgt. Beispielsweise besteht das elastische Element und/oder das Dämpfungselement aus einer in einem Spritzgussverfahren hergestellten Weichkomponente, welche an den Träger und/oder das Eingabeteil und/oder den Lichtleiter angeformt wird. Beispielsweise besteht die Weichkomponenten aus einem thermoplastischen Elastomer.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aus mehreren Bedienelementen in einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltung, wobei die Eingabeteile und/oder der Träger einstückig ausgebildet sind. Bevorzugt weist die Anordnung wenigstens zwei Eingabeflächen auf, die parallel versetzt zueinander oder antiparallel zueinander ausgerichtet sind, also nicht koplanar ausgebildet sind. Noch bevorzugter sind alle Eingabeflächen nicht koplanar ausgebildet. Somit sind die einzelnen Eingabefläche haptisch durch einen Benutzer erkennbar.
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Bevorzugt ist wenigstens eine in einer der Eingabeflächen angeordnete oder eine der Eingabeflächen begrenzende Vertiefung oder Erhebung zur haptischen Orientierung, auch als Fühlhilfe bezeichnet, vorgesehen.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:
- 1 eine schematische Aufsicht einer erfindungsgemäßen Anordnung, welche mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente 1 in einer ersten Ausführungsform beinhaltet;
- 2 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Anordnung aus 1, welche mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente 1 in einer ersten Ausführungsform beinhaltet;
- 3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren, erfindungsgemäßen Anordnung, welche mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente 1 in einer zweiten Ausführungsform beinhaltet;
- 4 eine schematische Schnittansicht noch einer weiteren, erfindungsgemäßen Anordnung, welche mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente 1 in einer dritten Ausführungsform beinhaltet;
- 5 eine schematische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements 1;
- 6 eine schematische Schnittansicht einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements 1;
- 7 eine schematische Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements 1.
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1 zeigt eine Aufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 10, welche mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente 1 in einer ersten Ausführungsform beinhaltet. 2 ist eine zugehörige Schnittansicht. Die Anordnung 10 umfasst mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente 1, die jeweils ein Eingabeteil 2 aus einem Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) aufweisen. Die Eingabeteile 2 aller zur Anordnung 10 gehörigen Bedienelemente 1 sind dabei einstückig ausgebildet und bilden eine geschlossene Sichtfläche aus. Jedes Bedienelement 1 weist eine zumindest bereichsweise transparente oder zumindest bereichsweise transluzente Eingabefläche 3, die gleichzeitig eine Anzeigefläche für das darunter sichtbare Symbol 6 ist, welches wie nachfolgend beschrieben bei Aktivierung einer dem Bedienelement 1 jeweils zugeordneten Lichtquelle für den Bediener sichtbar wird. Bevorzugt sind wenigstens zwei der Eingabeflächen 3 nicht koplanar angeordnet. Die Eingabeflächen 3 weisen in der jeweiligen Eingabefläche 3 angeordnete oder die jeweilige Eingabefläche 3 umgebende Erhebungen 14 als haptische Orientierungshilfen auf.
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Anhand der 2 wird der Aufbau einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienelemente 1 erläutert. Jedes der Bedienelemente 1 der Anordnung weist ein eine zumindest bereichsweise transluzente oder transparente Eingabefläche 3 ausbildendes Eingabeteil 1 auf. Es weist ferner jeweils einen Träger 12 zur Festlegung des Bedienelements 1 an einer externen, nicht dargestellten Struktur, insbesondere einer Kraftfahrzeugkomponente, wie einem Armaturenbrett, einer Mittelkonsole, einem Lenkrad oder Dergleichen auf. So wie die Eingabeteile 2 ist der Träger 12 aller zur Anordnung 10 gehörigen Bedienelemente 1 einstückig ausgebildet. Jedes der Bedienelemente 1 weist eine Detektionseinrichtung 13 auf, welche ausgebildet ist, eine durch den Bediener B erfolgende Berührung der Eingabefläche 3 zu detektieren. Die bei der gezeigten ersten Ausführungsform verwendete Detektionseinrichtung 13 weist eine oder mehrere transparente Elektroden auf, die auf der dem Bediener B abgewandten Seite des Eingabeteils 2 unter der Eingabefläche 3 am Eingabeteil 2 festgelegt sind, um mittels einer nicht dargestellten Auswerteinheit eine kapazitive Annäherungsdetektion durchzuführen, um somit kapazitiv das Maß einer Annäherung an die Eingabefläche 3 zu detektieren und positiv dann eine Berührung der entsprechenden Eingabefläche 3 festzustellen, wenn eine vorgegebenes Annäherungsmaß überschritten ist.
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Wie aus 2 zu erkennen, ist bei jedem Bedienelement 1 ein aus Sicht des Bedieners B unterhalb der Eingabefläche 3 angeordneter, am Träger 12 festgelegter, transparenter Lichtleiter 4 vorgesehen, der eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B zugewandte, obere Grenzfläche G und eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B abgewandte untere Grenzfläche G' aufweist. Zwischen der oberen Grenzfläche G einschließlich des daran angrenzend angeordneten, ersten holografischen Bildträgers 8 und dem mit der Eingabefläche 3 versehenen Bereich des Eingabeteils 2 ist jeweils ein Luftspalt 15 vorgesehen.
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Der Lichtleiter 4 ist beispielsweise aus einem transparenten Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) ausgebildet. Beispielsweise ist der Lichtleiter 4 in einem thermisch formgebenden Verfahren, beispielsweise als Spritzgussformling oder durch thermische Extrusion, beispielsweise als Folie, hergestellt. Die obere Grenzfläche G und die untere Grenzfläche G' sind parallel zueinander ausgerichtet. Bei den in 2 gezeigten, ersten Ausführungsformen der Bedienelemente 1 ist der Lichtleiter 4 im Wesentlichen flächig ausgebildet, wobei die obere Grenzfläche G und die untere Grenzfläche G' jeweils eine Hauptfläche des Lichtleiters 4 ausbilden und eine die Hauptflächen verbindende Stirnfläche eine Lichteintrittsfläche S des Lichtleiters 4 ausbildet. Als Hauptflächen werden die flächenmäßig größten Flächen des Lichtleiters 4 verstanden. Die Hauptflächen, also die obere Grenzfläche G und die untere Grenzfläche G' sind eben und parallel zueinander ausgerichtet.
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Die Bedienelemente 1 weisen jeweils eine Lichtquelle 5, hier in Form einer in SMD-Bauweise ausgelegten Leuchtdiode, die mit einer am Träger 12 festgelegten Leiterplatte 11 verlötet ist, auf. Die Lichtquelle 5 ist mit ihrer Hauptabstrahlrichtung H so auf die Lichteintrittsfläche S gerichtet, dass die Hauptabstrahlrichtung H geneigt zur oberen Grenzfläche G ist und dabei ein optisches Wiedergabewellenfeld L über die Lichteintrittsfläche S in den Lichtleiter 4 eingekoppelt wird. Zur Erzeugung eines kollimiertes Licht beinhaltenden Wiedergabewellenfelds L ist ein optisches Element 7 , welches hier nur symbolisch in Form einer halbkonvexen Linse dargestellt ist, jeweils zwischen der Lichteintrittsfläche S des Lichtleiters 4 und der Lichtquelle 5 vorgesehen.
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Jedes Bedienelement 1, der in den 1 und 2 gezeigten Anordnung weist einen ersten, ein erstes Transmissionshologramm beinhaltenden, holografischen Bildträger 8 auf, der angrenzend an die obere Grenzfläche G des Lichtleiters 4 angeordnet ist. Das in den Lichtleiter 4 eingekoppelte, von der Lichtquelle 5 erzeugte Wiedergabewellenfeld L gelangt von der Lichteintrittsfläche S, welche aus Sicht des Betrachters B seitlich bezüglich des ersten holografischen Bildträgers 8 angeordnet ist, aufgrund einer durch Totalreflexionen im Lichtleiter 4 bewirkten Lichtausbreitung unter anderem an der unteren Grenzfläche G' in den ersten, an die obere Grenzfläche G angrenzend angeordneten, holografischen Bildträger 8, wird dort bevorzugt durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz aus dem Wiedergabewellenfeld L in ein das erste Reflexhologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld L' transformiert, welches aus dem holografischen Bildträger 8 in Richtung des Bedieners B ausgekoppelt wird, um dem Bediener B das im holografischen Bildträger gespeicherte erste Transmissionshologramm als virtuelles Bild in Form des in 1 gezeigten Symbols 6 anzuzeigen. Dabei symbolisiert das erste Transmissionshologramm eine dem jeweiligen Bedienelement 1 zugeordnete Schaltfunktionalität und/oder einen aktuellen Schaltzustand visuell. Der erste holografische Bildträger 8 ist beispielsweise als Folienschichtaufbau ausgebildet und weist neben der das erste Transmissionshologramm beinhaltenden Filmschicht, die hier eine Fotopolymerschicht ist, eine nicht näher dargestellte Klebstoffschicht sowie eine nicht näher dargestellte Substratschicht auf, die beispielsweise eine Thermoplastfolie, wie eine PC-, PET oder TAC-Folie ist. Beispielsweise liegt die Dicke der Fotopolymerschicht im Bereich von 1 µm bis 70 µm. Die holgrafische Bildinformation ist beispielsweise durch Prägen in diese eingebracht. Der erste holografische Bildträger 8 und der Lichtleiter 4 sind beispielsweise über die Klebstoffschicht stoffschlüssig verbunden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten holografischen Bildträger 8 und dem Lichtleiter 4 durch Hinterspritzen des holografischen Bildträgers 8 mit einem den Lichtleiter 4 ausbildenden, transparenten Thermoplast in einem thermisch formgebenden Verfahrensschritt bewirkt.
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3 ist eine Schnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung, die mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente 1 in einer zweiten Ausführungsform beinhaltet. Die Anordnung 10 umfasst auch hier mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente 1, die jeweils ein Eingabeteil 2 aus einem Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) aufweisen. Die Eingabeteile 2 aller zur weiteren Anordnung 10 gehörigen Bedienelemente 1 sind dabei einstückig ausgebildet und bilden eine geschlossene Sichtfläche aus. Jedes Bedienelement 1 weist eine transparente Eingabefläche 3, die gleichzeitig eine Anzeigefläche für das darunter sichtbare Symbol ist, welches wie nachfolgend beschrieben bei Aktivierung einer dem Bedienelement 1 jeweils zugeordneten Lichtquelle 5 für den Bediener B sichtbar wird. Wenigstens zwei der Eingabeflächen 3 der weiteren Anordnung sind nicht koplanar angeordnet. Die Eingabeflächen 3 weisen in der jeweiligen Eingabefläche 3 angeordnete oder die jeweilige Eingabefläche 3 umgebende Erhebungen 14 als haptische Orientierungshilfen auf. Jedes der Bedienelemente 1 der weiteren Anordnung 10 weist ein eine transparente Eingabefläche 3 ausbildendes Eingabeteil 1 auf. Es weist ferner jeweils einen Träger 12 zur Festlegung des Bedienelements 1 an einer externen, nicht dargestellten Struktur, insbesondere einer Kraftfahrzeugkomponente, wie einem Armaturenbrett, einer Mittelkonsole, einem Lenkrad oder Dergleichen auf. So wie die Eingabeteile 2 ist der Träger 12 aller zur weiteren Anordnung 10 gehörigen Bedienelemente 1 einstückig ausgebildet. Die Eingabeteile 2 sind jeweils bei der gezeigten zweiten Ausführungsform über ein Elastomerelement 16 elastisch nachgebend und rückstellend am Träger 12 gelagert, so dass eine über eine Berührung hinausgehende Betätigung des Eingabeteils 2 ermöglicht ist, bei dem eine vom Bediener B aufgebrachte Betätigungskraft eine der Betätigungskraft folgende Verlagerung der Eingabefläche 3 entgegen der vom Elastomerelement wirkenden Rückstellkraft in Richtung des Lichtleiters 4 bewirkt.
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Jedes der Bedienelemente 1 weist eine Detektionseinrichtung 13, 18 auf, welche hier ausgebildet ist, nicht nur eine durch den Bediener B erfolgende Berührung der Eingabefläche 3 zu detektieren, sondern auch mittels eines kapazitiven Kraftsensors 18 eine Betätigung positiv dann zu detektieren, wenn die gemessene Betätigungskraft einen vorgegebenen Kraftwert übersteigt. Der Kraftsensor 18 ist hier symbolisch und aus Gründen der Übersichtlichkeit nur in das äußerst linke Bedienelement 1 eingezeichnet worden. Die bei der gezeigten zweiten Ausführungsform verwendete Detektionseinrichtung 13, 18 weist zur Berührungsdetektion eine oder mehrere transparente Elektroden auf, die auf der dem Bediener B abgewandten Seite des Eingabeteils 2 unter der Eingabefläche 3 am Eingabeteil 2 festgelegt sind, um mittels einer nicht dargestellten Auswerteinheit eine kapazitive Annäherungsdetektion durchzuführen, um somit kapazitiv das Maß einer Annäherung an die Eingabefläche 3 zu detektieren und positiv dann eine Berührung der entsprechenden Eingabefläche 3 festzustellen, wenn eine vorgegebenes Annäherungsmaß überschritten ist.
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Darüber hinaus, ist ein ein aktives haptisches Feedback erzeugender Aktuator 17 am Eingabeteil 2 festgelegt. Beispielsweise ist der Aktuator 17 ein elektrodynamischer, elektromagnetischer oder piezoelektrischer Aktuator, der bei positiver Feststellung einer Berührung durch die Detektionseinrichtung 13, 18, wie beispielsweise bei Überschreiten einer vorgegebenen Berührdauer, und/ oder bei positiver Detektion einer Betätigung durch die Detektionseinrichtung 13, 18, wie bei Überschreiten einer vorgegebenen Betätigungskraft, ein aktives haptisches Feedback durch eine Schwingungsanregung, Stoßanregung des Eingabeteils 2 bewirkt.
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Wie aus 3 zu erkennen, ist bei jedem Bedienelement 1 ein aus Sicht des Bedieners B unterhalb der Eingabefläche 3 angeordneter, am Träger 12 festgelegter, transparenter Lichtleiter 4 vorgesehen, der eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B zugewandte, obere Grenzfläche G und eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B abgewandte untere Grenzfläche G' aufweist. Zwischen der oberen Grenzfläche G einschließlich des daran angrenzend angeordneten, ersten holografischen Bildträgers 8 und dem mit der Eingabefläche 3 versehenen Bereich des Eingabeteils 2 ist jeweils ein Luftspalt 15 vorgesehen.
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Der Lichtleiter 4 ist beispielsweise aus einem transparenten Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) ausgebildet. Beispielsweise ist der Lichtleiter 4 in einem thermisch formgebenden Verfahren, beispielsweise als Spritzgussformling oder durch thermische Extrusion, beispielsweise als Folie, hergestellt. Die obere Grenzfläche G und die untere Grenzfläche G' sind parallel zueinander ausgerichtet. Auch bei den in 2 gezeigten, zweiten Ausführungsformen der Bedienelemente 1 ist der Lichtleiter 4 im Wesentlichen flächig ausgebildet, wobei die obere Grenzfläche G und die untere Grenzfläche G' jeweils eine Hauptfläche des Lichtleiters 4 ausbilden und eine die Hauptflächen verbindende Stirnfläche eine Lichteintrittsfläche S des Lichtleiters 4 ausbildet. Als Hauptflächen werden die flächenmäßig größten Flächen des Lichtleiters 4 verstanden. Die Hauptflächen, also die obere Grenzfläche G und die untere Grenzfläche G' sind eben und parallel zueinander ausgerichtet.
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Die Bedienelemente 1 weisen jeweils eine Lichtquelle 5, hier in Form einer in SMD-Bauweise ausgelegten Leuchtdiode, die mit einer am Träger festgelegten Leiterplatte 11 verlötet ist, auf. Die Lichtquelle 5 ist mit ihrer Hauptabstrahlrichtung H so auf die Lichteintrittsfläche S gerichtet, dass die Hauptabstrahlrichtung H geneigt zur oberen Grenzfläche G ist und dabei ein optisches Wiedergabewellenfeld L über die Lichteintrittsfläche S in den Lichtleiter 4 eingekoppelt wird. Zur Erzeugung eines kollimiertes Licht beinhaltenden Wiedergabewellenfelds L ist ein optisches Element 7 jeweils zwischen der Lichteintrittsfläche S des Lichtleiters 4 und der Lichtquelle 5 vorgesehen.
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Jedes Bedienelement 1, der in der 3 gezeigten weiteren Anordnung 10 weist einen ersten, ein erstes Transmissionshologramm beinhaltenden, holografischen Bildträger 8 auf, der angrenzend an die obere Grenzfläche G des Lichtleiters 4 angeordnet ist. Das in den Lichtleiter 4 eingekoppelte, von der Lichtquelle 5 erzeugte Wiedergabewellenfeld L gelangt von der Lichteintrittsfläche S, welche aus Sicht des Betrachters B seitlich bezüglich des ersten holografischen Bildträgers 8 angeordnet ist, aufgrund einer durch Totalreflexionen im Lichtleiter 4 bewirkten Lichtausbreitung u.a. an der unteren Grenzfläche G' in den ersten, an der oberen Grenzfläche G angeordneten, holografischen Bildträger 8, wird dort bevorzugt durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz aus dem Wiedergabewellenfeld L in ein das erste Reflexhologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld L' transformiert, welches aus dem holografischen Bildträger 8 in Richtung des Bedieners B ausgekoppelt wird, um dem Bediener B das im ersten holografischen Bildträger gespeicherte, erste Transmissionshologramm als virtuelles Bild in Form des in 1 gezeigten Symbols 6 anzuzeigen. Dabei symbolisiert das erste Reflexionshologramm eine dem jeweiligen Bedienelement 1 zugeordnete Schaltfunktionalität und/oder einen akuten Schaltzustand visuell. Der erste holografische Bildträger 8 ist beispielsweise als Folienschichtaufbau ausgebildet und weist neben der das erste Transmissionshologramm beinhaltenden Filmschicht, die hier eine Fotopolymerschicht ist, eine nicht näher dargestellte Klebstoffschicht sowie eine nicht näher dargestellte Substratschicht auf, die beispielsweise eine Thermoplastfolie, wie eine PC-, PET oder TAC-Folie ist. Beispielsweise liegt die Dicke der Fotopolymerschicht im Bereich von 1 µm bis 70 µm. Die holografische Bildinformation ist beispielsweise durch Prägen in diese eingebracht. Der holografische Bildträger 8 und der Lichtleiter 4 sind über die Klebstoffschicht stoffschlüssig verbunden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten holografischen Bildträger 8 und dem Lichtleiter 4 durch Hinterspritzen des ersten holografischen Bildträgers 8 mit einem den Lichtleiter 4 ausbildenden, transparenten Thermoplast in einem thermisch formgebenden Verfahrensschritt bewirkt.
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4 ist eine Schnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung, die mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente 1 in einer dritten Ausführungsform beinhaltet. Die Anordnung 10 umfasst auch hier mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente 1, die jeweils ein Eingabeteil 2 aus einem Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) aufweisen. Die Eingabeteile 2 aller zur weiteren Anordnung 10 gehörigen Bedienelemente 1 sind dabei einstückig ausgebildet und bilden eine geschlossene Sichtfläche aus. Jedes Bedienelement 1 weist eine transparente Eingabefläche 3, die gleichzeitig eine Anzeigefläche für das darunter sichtbare Symbol ist, welches wie nachfolgend beschrieben bei Aktivierung einer dem Bedienelement 1 jeweils zugeordneten Lichtquelle 5 für den Bediener B sichtbar wird. Wenigstens zwei der Eingabeflächen 3 der weiteren Anordnung sind nicht koplanar angeordnet. Die Eingabeflächen 3 weisen in der jeweiligen Eingabefläche 3 angeordnete oder die jeweilige Eingabefläche 3 umgebende Erhebungen 14 als haptische Orientierungshilfen auf. Jedes der Bedienelemente 1 der weiteren Anordnung 10 weist ein eine transparente Eingabefläche 3 ausbildendes Eingabeteil 1 auf. Es weist ferner jeweils einen Träger 12 zur Festlegung des Bedienelements 1 an einer externen, nicht dargestellten Struktur, insbesondere einer Kraftfahrzeugkomponente, wie einem Armaturenbrett, einer Mittelkonsole, einem Lenkrad oder Dergleichen auf. So wie die Eingabeteile 2 ist der Träger 12 aller zur weiteren Anordnung 10 gehörigen Bedienelemente 1 einstückig ausgebildet. Die Eingabeteile 2 sind jeweils bei der gezeigten dritten Ausführungsform über lediglich schematisch angedeutete Lagerungsmittel 20 verlagerbar am Träger 12 gelagert, so dass eine über eine Berührung hinausgehende Betätigung des Eingabeteils 2 ermöglicht ist, bei dem eine vom Bediener B aufgebrachte Betätigungskraft eine der Betätigungskraft folgende Verlagerung der Eingabefläche 3 entgegen der von einem elektromechanischen Schaltelement 19 wirkenden Rückstellkraft in Richtung des Lichtleiters 4 bewirkt.
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Jedes der Bedienelemente 1 weist eine Detektionseinrichtung 13, 19 auf, welche hier ausgebildet ist, nicht nur eine durch den Bediener B erfolgende Berührung der Eingabefläche 3 zu detektieren, sondern auch mittels des elektromechanischen Schaltelements 19 eine Betätigung positiv dann zu detektieren, wenn die gemessene Betätigungskraft einen Schaltzustandswechsel des Schaltelements 19 bewirkt. Darüber hinaus ist der elektromechanische Schalter 19 vorgesehen ein passives haptisches Feedback zu erzeugen. Das elektromechanische Schaltelement 19 ist hier symbolisch und aus Gründen der Übersichtlichkeit nur in das äußerst linke Bedienelement 1 eingezeichnet worden.
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Die bei der gezeigten dritten Ausführungsform der Bedienelemente 1 verwendete Detektionseinrichtung 13, 19 weist zur Berührungsdetektion eine oder mehrere transparente Elektroden auf, die auf der dem Bediener B abgewandten Seite des Eingabeteils 2 unter der Eingabefläche 3 am Eingabeteil 2 festgelegt sind, um mittels einer nicht dargestellten Auswerteinheit eine kapazitive Annäherungsdetektion durchzuführen, um somit kapazitiv das Maß einer Annäherung an die Eingabefläche 3 zu detektieren und positiv dann eine Berührung der entsprechenden Eingabefläche 3 festzustellen, wenn eine vorgegebenes Annäherungsmaß überschritten ist.
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Wie aus 4 zu erkennen, ist bei jedem Bedienelement 1 ein aus Sicht des Bedieners B unterhalb der Eingabefläche 3 angeordneter, am Träger 12 festgelegter, transparenter Lichtleiter 4 vorgesehen, der eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B zugewandte, obere Grenzfläche G und eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B abgewandte untere Grenzfläche G' aufweist. Zwischen der oberen Grenzfläche G einschließlich des daran angrenzend angeordneten, ersten holografischen Bildträgers 8 und dem mit der Eingabefläche 3 versehenen Bereich des Eingabeteils 2 ist jeweils ein Luftspalt 15 vorgesehen.
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Der Lichtleiter 4 ist beispielsweise aus einem transparenten Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) ausgebildet. Beispielsweise ist der Lichtleiter 4 in einem thermisch formgebenden Verfahren, beispielsweise als Spritzgussformling oder durch thermische Extrusion, beispielsweise als Folie, hergestellt. Die obere Grenzfläche G und die untere Grenzfläche G' sind parallel zueinander ausgerichtet. Bei den in 4 gezeigten, dritten Ausführungsformen der Bedienelemente 1 ist der Lichtleiter 4 ebenfalls im Wesentlichen flächig ausgebildet, wobei die obere Grenzfläche G und die untere Grenzfläche G' jeweils eine Hauptfläche des Lichtleiters 4 ausbilden und eine die Hauptflächen verbindende Stirnfläche eine Lichteintrittsfläche S des Lichtleiters 4 ausbildet. Als Hauptflächen werden die flächenmäßig größten Flächen des Lichtleiters 4 verstanden. Die Hauptflächen, also die obere Grenzfläche G und die untere Grenzfläche G' sind eben und parallel zueinander ausgerichtet.
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Die Bedienelemente 1 weisen jeweils eine Lichtquelle 5, hier in Form einer in SMD-Bauweise ausgelegten Leuchtdiode, die mit einer am Träger festgelegten Leiterplatte 11 verlötet ist, auf. Die Lichtquelle 5 ist mit ihrer Hauptabstrahlrichtung H so auf die Lichteintrittsfläche S gerichtet, dass die Hauptabstrahlrichtung H geneigt zur oberen Grenzfläche G ist und dabei ein optisches Wiedergabewellenfeld L über die Lichteintrittsfläche S in den Lichtleiter 4 eingekoppelt wird. Zur Erzeugung eines kollimiertes Licht beinhaltenden Wiedergabewellenfelds L ist ein optisches Element 7 jeweils zwischen der Lichteintrittsfläche S des Lichtleiters 4 und der Lichtquelle 5 vorgesehen.
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Jedes Bedienelement 1, der in der 4 gezeigten weiteren Anordnung 10 weist einen ersten, ein erstes Transmissionshologramm beinhaltenden, holografischen Bildträger 8 auf, der angrenzend an die obere Grenzfläche G des Lichtleiters 4 angeordnet ist. Das in den Lichtleiter 4 eingekoppelte, von der Lichtquelle 5 erzeugte Wiedergabewellenfeld L gelangt von der Lichteintrittsfläche S, welche aus Sicht des Betrachters B seitlich bezüglich des ersten holografischen Bildträgers 8 angeordnet ist, aufgrund einer durch Totalreflexionen im Lichtleiter 4 bewirkten Lichtausbreitung u.a. an der untere Grenzfläche G' in den ersten holografischen Bildträger 8, wird dort bevorzugt durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz aus dem Wiedergabewellenfeld L in ein das erste Transmissionshologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld L' transformiert, welches aus dem holografischen Bildträger 8 in Richtung des Bedieners B ausgekoppelt wird, um dem Bediener B das im ersten holografischen Bildträger gespeicherte, erste Transmissionshologramm als virtuelles Bild in Form des in 1 gezeigten Symbols 6 anzuzeigen. Dabei symbolisiert das erste Transmissionshologramm eine dem jeweiligen Bedienelement 1 zugeordnete Schaltfunktionalität und/oder einen akuten Schaltzustand visuell. Der erste holografische Bildträger 8 ist beispielsweise als Folienschichtaufbau ausgebildet und weist neben der das erste Reflexionshologramm beinhaltenden Filmschicht, die hier eine Fotopolymerschicht ist, eine nicht näher dargestellte Klebstoffschicht sowie eine nicht näher dargestellte Substratschicht auf, die beispielsweise eine Thermoplastfolie, wie eine PC-, PET oder TAC-Folie ist. Beispielsweise liegt die Dicke der Fotopolymerschicht im Bereich von 1 µm bis 70 µm, Die holgrafische Bildinformation ist beispielsweise durch Prägen in diese eingebracht. Der erste holografische Bildträger 8 und der Lichtleiter 4 sind beispielsweise über die Klebstoffschicht stoffschlüssig verbunden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten holografischen Bildträger 8 und dem Lichtleiter 4 durch Hinterspritzen des ersten holografischen Bildträgers 8 mit einem den Lichtleiter 4 ausbildenden, transparenten Thermoplast in einem thermisch formgebenden Verfahrensschritt bewirkt.
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5 zeigt eine vierte Ausführungsform des Bedienelements 1, welches mit mehreren weiteren, in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen oder weiteren gleichermaßen ausgestalteten Bedienelementen 1 zu einer erfindungsgemäßen Anordnung kombiniert werden kann, hier aber als singuläres Bedienelement ausgestaltet ist. Das Bedienelement 1 weist ein Eingabeteil 2 aus einem Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) auf. Das Bedienelement 1 weist eine durch ein Bedienteil 2 ausgebildete transparente Eingabefläche 3 auf, die gleichzeitig eine Anzeigefläche für das darunter sichtbare Symbol ist, welches wie nachfolgend beschrieben bei Aktivierung einer dem Bedienelement 1 jeweils zugeordneten Lichtquelle 5 für den Bediener B sichtbar wird. Die Eingabefläche 3 weist in der Eingabefläche 3 angeordnete und/oder die jeweilige Eingabefläche 3 umgebende Erhebungen 14 als haptische Orientierungshilfen auf. Es weist ferner jeweils einen Träger 12 zur Festlegung des Bedienelements 1 an einer externen, nicht dargestellten Struktur, insbesondere einer Kraftfahrzeugkomponente, wie einem Armaturenbrett, einer Mittelkonsole, einem Lenkrad oder Dergleichen auf. Das Eingabeteil 2 ist bei der gezeigten vierten Ausführungsform über lediglich schematisch angedeutete Lagerungsmittel 20 translatorisch in einer zur Eingabefläche 3 senkrechten Richtung X verlagerbar am Träger 12 gelagert, so dass eine über eine Berührung hinausgehende Betätigung des Eingabeteils 2 ermöglicht ist, bei dem eine vom Bediener B aufgebrachte Betätigungskraft eine der Betätigungskraft folgende Verlagerung der Eingabefläche 3 entgegen der von einem elektromechanischen Schaltelement 19 wirkenden Rückstellkraft in Richtung des Lichtleiters 4 bewirkt.
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Das Bedienelement 1 weist eine Detektionseinrichtung 13 auf, welche hier ausgebildet ist, eine durch den Bediener B erfolgende Berührung der Eingabefläche 3 zu detektieren. Dazu weist die bei der vierten Ausführungsform des Bedienelements 1 verwendete Detektionseinrichtung 13 ein transparentes Elektrodenarray auf, das auf der dem Bediener B abgewandten Seite des Eingabeteils 2 unter der Eingabefläche 3 am Eingabeteil 2 festgelegt ist, um mittels einer nicht dargestellten Auswerteinheit eine ortsaufgelöste, kapazitive Annäherungsdetektion durchzuführen, um somit kapazitiv den Ort und das Maß einer Annäherung an die Eingabefläche 3 zu detektieren und positiv dann eine Berührung der entsprechenden Eingabefläche 3 festzustellen, wenn eine vorgegebenes Annäherungsmaß überschritten ist und ein entsprechender Berührort detektiert wird.
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Wie aus 5 zu erkennen, ist bei dem Bedienelement 1 ein aus Sicht des Bedieners B unterhalb der Eingabefläche 3 angeordneter, am Träger 12 festgelegter, transparenter Lichtleiter 4 vorgesehen, der eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B zugewandte, obere Grenzfläche G und eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B abgewandte untere Grenzfläche G' aufweist. Zwischen der oberen Grenzfläche G einschließlich der daran angrenzend angeordneten, ersten holografischen Bildträger 8, 8' und dem mit der Eingabefläche 3 versehenen Bereich des Eingabeteils 2 ist jeweils ein Luftspalt 15 vorgesehen.
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Der Lichtleiter 4 ist beispielsweise aus einem transparenten Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) ausgebildet. Beispielsweise ist der Lichtleiter 4 in einem thermisch formgebenden Verfahren, beispielsweise als Spritzgussformling, einteilig oder mehrteilig hergestellt.
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Das Bedienelement 1 weist eine Lichtquelle 5, hier in Form einer in SMD-Bauweise ausgelegten Leuchtdiode, die mit einer am Träger 12 festgelegten Leiterplatte 11 verlötet ist, auf. Die Lichtquelle 5 ist mit ihrer Hauptabstrahlrichtung H so auf die Lichteintrittsfläche S gerichtet, dass die Hauptabstrahlrichtung H senkrecht zur oberen Grenzfläche G ist und dabei ein optisches Wiedergabewellenfeld L über die Lichteintrittsfläche S in den Lichtleiter 4 eingekoppelt wird. Zur Erzeugung eines kollimiertes Licht beinhaltenden Wiedergabewellenfelds L ist ein optisches Element 7 jeweils zwischen der Lichteintrittsfläche S des Lichtleiters 4 und der Lichtquelle 5 vorgesehen.
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Das Bedienelement 1 weist einen ersten, ein erstes Transmissionshologramm beinhaltenden, holografischen Bildträger 8 und einen weiteren, ein weiteres Transmissionshologramm beinhaltenden, ersten holografischen Bildträger 8' auf, die beide angrenzend an die untere Grenzfläche G des Lichtleiters 4 angeordnet sind.
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Der Lichtleiter 4 weist einen, die Lichteintrittsfläche S aufweisenden, ersten Lichtleiterabschnitt 4', einen die obere Grenzfläche G und untere Grenzfläche G' aufweisenden, zweiten Lichtleiterabschnitt 4" sowie einen den ersten und zweiten Lichtleiterabschnitt verbindenden Übergangsabschnitt 4''' auf. Dabei ist der erste Lichtleiterabschnitt 4', der zweite Lichtleiterabschnitt 4" und der Übergangsabschnitt 4''' so ausgebildet, dass die Lichteintrittsfläche S aus Sicht des Betrachters B nach hinten und seitlich versetzt zur oberen Grenzfläche G und damit zu den an die obere Grenzfläche G angrenzenden, ersten, holografischen Bildträgern 8, 8' angeordnet ist. Wie gezeigt, ist ein zur oberen Grenzfläche G orthogonaler und zur Lichteintrittsfläche S orthogonaler Querschnitt des Lichtleiters 4 im Wesentlichen L-förmig, wobei der erste Lichtleiterabschnitt 4' und der zweite Lichtleiterabschnitt 4" jeweils einen Schenkel des „L“ ausbilden. Dabei bildet der Übergangsabschnitt 4''' durch ein keilförmiges Ansatzstück eine Querschnittsaufweitung des Lichtleiters 4 entlang dessen Verlauf aus, um so den Richtungswechsel in der Lichtausbreitung vom ersten Lichtleiterabschnitt 4' zum zweiten Lichtleiterabschnitt 4" bei möglichst geringen Verlusten zu ermöglichen.
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Um den Richtungswechsel zu bewirken, bildet der Übergangsabschnitt 4''' eine zu der oberen Grenzfläche G geneigte Reflexionsfläche R aus, um das optische Wiedergabewellenfeld L aus dem ersten Lichtleiterabschnitt 4' durch innere Reflexion an der Reflexionsfläche R in den zweiten Lichtleiterabschnitt 4" zu reflektieren.
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Das in den Lichtleiter 4 eingekoppelte, von der Lichtquelle 5 erzeugte Wiedergabewellenfeld L gelangt von der Lichteintrittsfläche S aufgrund einer durch Totalreflexionen im Lichtleiter 4 bewirkten Lichtausbreitung u.a. an der Reflexionsfläche R in den ersten holografischen Bildträger 8, wird dort bevorzugt durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz aus dem Wiedergabewellenfeld L in ein das erste Transmissionshologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld L' transformiert. Ebenso wird durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz das Wiedergabewellenfeld L durch den weiteren ersten holografischen Bildträger 8' in ein das weitere erste Transmissionshologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld L'' transformiert. Beide Bildwellenfelder L', L'' werden aus den nebeneinander angeordneten, ersten holografischen Bildträgern 8, 8' in Richtung des Bedieners B ausgekoppelt, um dem Bediener B die im jeweiligen ersten holografischen Bildträger 8, 8' gespeicherten, ersten Transmissionshologramme als virtuelle Bilder in Form des in 1 gezeigten Symbole 6 anzuzeigen. Dabei symbolisiert das erste Transmissionshologramm jeweils eine dem jeweiligen Bedienelement 1 zugeordnete Schaltfunktionalität und/oder einen akuten Schaltzustand visuell.
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Der erste holografische Bildträger 8 und der weitere, erste holografische Bildträger 8' sind beispielsweise als Folienschichtaufbau ausgebildet und weisen neben der das erste bzw. zweite Transmissionshologramm beinhaltenden Filmschicht, die hier eine Fotopolymerschicht ist, eine nicht näher dargestellte Klebstoffschicht sowie eine nicht näher dargestellte Substratschicht auf, die beispielsweise eine Thermoplastfolie, wie eine PC-, PET oder TAC-Folie ist. Beispielsweise liegt die Dicke der Fotopolymerschicht im Bereich von 1 µm bis 70 µm. Die holgrafische Bildinformation ist beispielsweise durch Prägen in diese eingebracht. Der erste bzw. zweite holografische Bildträger 8, 8' und der Lichtleiter 4 sind über die Klebstoffschicht stoffschlüssig verbunden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten bzw. weiteren ersten holografischen Bildträger 8, 8' und dem Lichtleiter 4 durch Hinterspritzen des ersten bzw. weiteren ersten holografischen Bildträgers 8, 8' mit einem den Lichtleiter 4 ausbildenden, transparenten Thermoplast in einem thermisch formgebenden Verfahrensschritt bewirkt.
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6 zeigt eine fünfte Ausführungsform des Bedienelements 1, welches mit mehreren weiteren, in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen oder weiteren gleichermaßen ausgestalteten Bedienelementen 1 zu einer erfindungsgemäßen Anordnung kombiniert werden kann, hier aber als singuläres Bedienelement ausgestaltet ist. Das Bedienelement 1 weist ein Eingabeteil 2 aus einem Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) auf. Das Bedienelement 1 weist eine durch ein Bedienteil 2 ausgebildete transparente Eingabefläche 3 auf, die gleichzeitig eine Anzeigefläche für das darunter sichtbare Symbol ist, welches wie nachfolgend beschrieben bei Aktivierung einer dem Bedienelement 1 jeweils zugeordneten Lichtquelle 5 für den Bediener B sichtbar wird. Die Eingabefläche 3 weist in der Eingabefläche 3 angeordnete und/oder die jeweilige Eingabefläche 3 umgebende Erhebungen 14 als haptische Orientierungshilfen auf. Es weist ferner jeweils einen Träger 12 zur Festlegung des Bedienelements 1 an einer externen, nicht dargestellten Struktur, insbesondere einer Kraftfahrzeugkomponente, wie einem Armaturenbrett, einer Mittelkonsole, einem Lenkrad oder Dergleichen auf. Das Eingabeteil 2 ist bei der gezeigten vierten Ausführungsform über lediglich schematisch angedeutete Lagerungsmittel 20 translatorisch in einer zur Eingabefläche 3 senkrechten Richtung X verlagerbar am Träger 12 gelagert, so dass eine über eine Berührung hinausgehende Betätigung des Eingabeteils 2 ermöglicht ist, bei dem eine vom Bediener B aufgebrachte Betätigungskraft eine der Betätigungskraft folgende Verlagerung der Eingabefläche 3 entgegen der von einem elektromechanischen Schaltelement 19 wirkenden Rückstellkraft in Richtung des Lichtleiters 4 bewirkt.
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Das Bedienelement 1 weist eine Detektionseinrichtung 13 auf, welche hier ausgebildet ist, eine durch den Bediener B erfolgende Berührung der Eingabefläche 3 zu detektieren. Dazu weist die bei der fünften Ausführungsform des Bedienelements 1 verwendete Detektionseinrichtung 13 ein transparentes Elektrodenarray auf, das auf der dem Bediener B abgewandten Seite des Eingabeteils 2 unter der Eingabefläche 3 am Eingabeteil 2 festgelegt ist, um mittels einer nicht dargestellten Auswerteinheit eine ortsaufgelöste, kapazitive Annäherungsdetektion durchzuführen, um somit kapazitiv den Ort und das Maß einer Annäherung an die Eingabefläche 3 zu detektieren und positiv dann eine Berührung der entsprechenden Eingabefläche 3 festzustellen, wenn eine vorgegebenes Annäherungsmaß überschritten ist und ein entsprechender Berührort detektiert wird.
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Wie aus 6 zu erkennen, ist bei dem Bedienelement 1 ein aus Sicht des Bedieners B unterhalb der Eingabefläche 3 angeordneter, am Träger 12 festgelegter, transparenter Lichtleiter 4 vorgesehen, der eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B zugewandte, obere Grenzfläche G und eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B abgewandte untere Grenzfläche G' aufweist. Zwischen der oberen Grenzfläche G einschließlich der daran angrenzend angeordneten, ersten holografischen Bildträger 8, 8' und dem mit der Eingabefläche 3 versehenen Bereich des Eingabeteils 2 ist jeweils ein Luftspalt 15 vorgesehen.
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Der Lichtleiter 4 ist beispielsweise aus einem transparenten Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) ausgebildet. Beispielsweise ist der Lichtleiter 4 in einem thermisch formgebenden Verfahren, beispielsweise als Spritzgussformling, einteilig oder mehrteilig hergestellt.
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Das Bedienelement 1 weist eine Lichtquelle 5, hier in Form einer in SMD-Bauweise ausgelegten Leuchtdiode, die mit einer am Träger 12 festgelegten Leiterplatte 11 verlötet ist, auf. Die Lichtquelle 5 ist mit ihrer Hauptabstrahlrichtung H so auf die Lichteintrittsfläche S gerichtet, dass die Hauptabstrahlrichtung H senkrecht zur oberen Grenzfläche G ist und dabei ein optisches Wiedergabewellenfeld L über die Lichteintrittsfläche S in den Lichtleiter 4 eingekoppelt wird. Zur Erzeugung eines kollimiertes Licht beinhaltenden Wiedergabewellenfelds L ist ein optisches Element 7 jeweils zwischen der Lichteintrittsfläche S des Lichtleiters 4 und der Lichtquelle 5 vorgesehen.
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Das Bedienelement 1 weist einen ersten, ein erstes Transmissionshologramm beinhaltenden, holografischen Bildträger 8 und einen weiteren, ein weiteres Transmissionshologramm beinhaltenden, ersten holografischen Bildträger 8' auf, die beide angrenzend an die untere Grenzfläche G des Lichtleiters 4 angeordnet sind.
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Der Lichtleiter 4 weist einen ersten, die Lichteintrittsfläche S beinhaltenden Lichtleiterabschnitt 4', einen die obere Grenzfläche G und untere Grenzfläche G' aufweisenden, zweiten Lichtleiterabschnitt 4" sowie einen den ersten und zweiten Lichtleiterabschnitt verbindenden Übergangsabschnitt 4''' auf. Dabei ist der erste Lichtleiterabschnitt 4', der zweite Lichtleiterabschnitt 4" und der Übergangsabschnitt 4''' so ausgebildet, dass die Lichteintrittsfläche S aus Sicht des Betrachters B nach hinten und unter den an die obere Grenzfläche G angrenzenden, ersten, holografischen Bildträgern 8, 8' angeordnet ist. Wie gezeigt, ist ein zur oberen Grenzfläche G orthogonaler und zur Lichteintrittsfläche S orthogonaler Querschnitt des Lichtleiters 4 im Wesentlichen sichelförmig, wobei der erste Lichtleiterabschnitt 4' und der zweite Lichtleiterabschnitt 4" jeweils einen Endabschnitt der „Sichel“ ausbilden. Dabei bildet der Übergangsabschnitt 4''' durch ein keilförmiges Ansatzstück eine Querschnittsaufweitung des Lichtleiters 4 entlang dessen Verlauf aus, um so den Richtungswechsel in der Lichtausbreitung vom ersten Lichtleiterabschnitt 4' zum zweiten Lichtleiterabschnitt 4" bei möglichst geringen Verlusten zu ermöglichen.
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Um den Richtungswechsel zu bewirken, bildet der Übergangsabschnitt 4''' eine zu der oberen Grenzfläche G geneigte Reflexionsfläche R aus, um das optische Wiedergabewellenfeld L aus dem ersten Lichtleiterabschnitt 4' durch innere Reflexion an der Reflexionsfläche R in den zweiten Lichtleiterabschnitt 4" zu reflektieren.
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Das in den Lichtleiter 4 eingekoppelte, von der Lichtquelle 5 erzeugte Wiedergabewellenfeld L gelangt von der Lichteintrittsfläche S aufgrund einer durch Totalreflexionen im Lichtleiter 4 bewirkten Lichtausbreitung u.a. an der Reflexionsfläche R in den ersten holografischen Bildträger 8, wird dort bevorzugt durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz aus dem Wiedergabewellenfeld L in ein das erste Transmissionshologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld L' transformiert. Ebenso wird durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz das Wiedergabewellenfeld L durch den weiteren ersten holografischen Bildträger 8' in ein das weitere erste Transmissionshologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld L'' transformiert. Beide Bildwellenfelder L', L'' werden aus den nebeneinander angeordneten, ersten holografischen Bildträgern 8, 8' in Richtung des Bedieners B ausgekoppelt, um dem Bediener B die im jeweiligen ersten holografischen Bildträger 8, 8' gespeicherten, ersten Transmissionshologramme als virtuelle Bilder in Form des in 1 gezeigten Symbole 6 anzuzeigen. Dabei symbolisiert das erste Transmissionshologramm jeweils eine dem jeweiligen Bedienelement 1 zugeordnete Schaltfunktionalität und/oder einen akuten Schaltzustand visuell.
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Der erste holografische Bildträger 8 und der weitere, erste holografische Bildträger 8' sind beispielsweise als Folienschichtaufbau ausgebildet und weisen neben der das erste bzw. zweite Transmissionshologramm beinhaltenden Filmschicht, die hier eine Fotopolymerschicht ist, eine nicht näher dargestellte Klebstoffschicht sowie eine nicht näher dargestellte Substratschicht auf, die beispielsweise eine Thermoplastfolie, wie eine PC-, PET oder TAC-Folie ist. Beispielsweise liegt die Dicke der Fotopolymerschicht im Bereich von 1 µm bis 70 µm. Die holgrafische Bildinformation ist beispielsweise durch Prägen in diese eingebracht. Der erste bzw. zweite holografische Bildträger 8, 8' und der Lichtleiter 4 sind über die Klebstoffschicht stoffschlüssig verbunden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten bzw. weiteren ersten holografischen Bildträger 8, 8' und dem Lichtleiter 4 durch Hinterspritzen des ersten bzw. weiteren ersten holografischen Bildträgers 8, 8' mit einem den Lichtleiter 4 ausbildenden, transparenten Thermoplast in einem thermisch formgebenden Verfahrensschritt bewirkt.
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7 zeigt eine sechste Ausführungsform des Bedienelements 1, welches mit mehreren weiteren, in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen oder weiteren gleichermaßen ausgestalteten Bedienelementen 1 zu einer erfindungsgemäßen Anordnung kombiniert werden kann, hier aber als singuläres Bedienelement ausgestaltet ist. Das Bedienelement 1 weist ein Eingabeteil 2 aus einem Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) auf. Das Bedienelement 1 weist eine durch ein Bedienteil 2 ausgebildete transparente Eingabefläche 3 auf, die gleichzeitig eine Anzeigefläche für das darunter sichtbare Symbol ist, welches wie nachfolgend beschrieben bei Aktivierung einer dem Bedienelement 1 jeweils zugeordneten Lichtquelle 5 für den Bediener B sichtbar wird. Die Eingabefläche 3 weist in der Eingabefläche 3 angeordnete und/oder die jeweilige Eingabefläche 3 umgebende Erhebungen 14 als haptische Orientierungshilfen auf. Es weist ferner jeweils einen Träger 12 zur Festlegung des Bedienelements 1 an einer externen, nicht dargestellten Struktur, insbesondere einer Kraftfahrzeugkomponente, wie einem Armaturenbrett, einer Mittelkonsole, einem Lenkrad oder Dergleichen auf. Das Eingabeteil 2 ist bei der gezeigten sechsten Ausführungsform über den nachfolgend beschriebenen Lichtleiter 4 am Träger 12 festgelegt. Eine Bedieneingabe beschränkt sich hier auf eine Berühreingabe durch Berührung der Eingabefläche 3.
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Das Bedienelement 1 weist eine Detektionseinrichtung 13 auf, welche hier ausgebildet ist, eine durch den Bediener B erfolgende Berührung der Eingabefläche 3 zu detektieren. Dazu weist die bei der sechsten Ausführungsform des Bedienelements 1 verwendete Detektionseinrichtung 13 ein transparentes Elektrodenarray auf, das auf der dem Bediener B abgewandten Seite des Eingabeteils 2 unter der Eingabefläche 3 am Eingabeteil 2 festgelegt ist, um mittels einer nicht dargestellten Auswerteinheit eine ortsaufgelöste, kapazitive Annäherungsdetektion durchzuführen, um somit kapazitiv den Ort und das Maß einer Annäherung an die Eingabefläche 3 zu detektieren und positiv dann eine Berührung der entsprechenden Eingabefläche 3 festzustellen, wenn eine vorgegebenes Annäherungsmaß überschritten ist und ein entsprechender Berührort detektiert wird.
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Wie aus 7 ferner zu erkennen, ist bei dem Bedienelement 1 ein aus Sicht des Bedieners B unterhalb der Eingabefläche 3 angeordneter, am Träger 12 festgelegter, transparenter Lichtleiter 4 vorgesehen, der eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B zugewandte, obere Grenzfläche G und eine der Eingabefläche 3 bzw. dem Bediener B abgewandte untere Grenzfläche G' aufweist. Zwischen der oberen Grenzfläche G einschließlich der daran angrenzenden ersten und zweiten holografischen Bildträger 8, 8" und dem mit der Eingabefläche 3 versehenen Bereich des Eingabeteils 2 ist jeweils ein Luftspalt 15 vorgesehen.
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Der Lichtleiter 4 ist beispielsweise aus einem transparenten Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) ausgebildet. Beispielsweise ist der Lichtleiter 4 in einem thermisch formgebenden Verfahren, beispielsweise als Spritzgussformling, einteilig oder mehrteilig hergestellt. Der Lichtleiter 4 ist im Wesentlichen flächig ausgebildet und ist durch Ultraschallverschweißen mit dem Eingabeteil verschweißt. Dazu bildet der Lichtleiter 4 sogenannte Energierichtungsgeber 21 an seinen äußersten Flanken der oberen Grenzfläche G aus, an denen es zu einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Lichtleiter 4 und dem Eingabeteil 2 kommt.
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Das Bedienelement 1 weist eine Lichtquelle 5, hier in Form einer in SMD-Bauweise ausgelegten Leuchtdiode, die mit einer am Träger 12 festgelegten Leiterplatte 11 verlötet ist, auf. Die Lichtquelle 5 ist mit ihrer Hauptabstrahlrichtung H so auf die Lichteintrittsfläche S gerichtet, dass die Hauptabstrahlrichtung H senkrecht zur oberen Grenzfläche G ist und dabei ein optisches Wiedergabewellenfeld L über die Lichteintrittsfläche S in den Lichtleiter 4 eingekoppelt wird. Auf ein optisches Element wurde zugunsten eines zweiten holografischen Bildträgers 8" verzichtet, der hier die Formung des Wiedergabewellenfeld L übernimmt und ein Reflexionshologramm beinhaltet. Er ist dem ersten, ein erstes Transmissionshologramm beinhaltenden, holografischen Bildträgers 8 bezüglich der Lichtausbreitung vorgeschaltet und wie dieser angrenzend an die obere Grenzschicht G des Lichtleiters 4 angeordnet. Alternativ könnte der zweite holografische Bildträger 8" auch an der untere Grenzschicht G' angrenzend angeordnet sein.
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Das in den Lichtleiter 4 eingekoppelte, von der Lichtquelle 5 erzeugte und durch den zweiten holografischen Bildträger 8" durch Amplituden- und/oder Phaseninterferenz beeinflusste Wiedergabewellenfeld L gelangt von dem zweiten holografischen Bildträger 8" über Totalreflexion an der unteren Grenzfläche G' in den ersten holografischen Bildträger 8, wird dort bevorzugt durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz in ein das erste Transmissionshologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld L' transformiert, welches aus dem ersten holografischen Bildträger 8 in Richtung des Bedieners B ausgekoppelt wird, um dem Bediener B das im ersten holografischen Bildträger gespeicherte, erste Transmissionshologramm als virtuelles Bild in Form des in 1 gezeigten Symbols 6 anzuzeigen. Dabei symbolisiert das erste Transmissionshologramm eine dem jeweiligen Bedienelement 1 zugeordnete Schaltfunktionalität und/oder einen akuten Schaltzustand visuell.
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Der erste holografische Bildträger 8 und der zweite holografische Bildträger 8" sind beispielsweise als Folienschichtaufbau ausgebildet und weisen neben der holografischen Filmschicht, die hier eine Fotopolymerschicht ist, eine nicht näher dargestellte Klebstoffschicht sowie eine Substratschichtaus, die beispielsweise eine Thermoplastfolie, wie eine PC-, PET oder TAC-Folie ist. Beispielsweise liegt die Dicke der Fotopolymerschicht im Bereich von 1 µm bis 70 µm. Die holgrafische Bildinformation ist beispielsweise durch Prägen in diese eingebracht. Der erste bzw. dritte holografische Bildträger 8, 8' und der Lichtleiter 4 sind beispielsweise jeweils über die Klebstoffschicht stoffschlüssig verbunden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016117969 A1 [0001]
