DE102022123611B3 - Function display for selective optical display with holographic image carrier and control element - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Funktionsanzeige (1) zur selektiven optischen Anzeige, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend:einen Lichtleiterstapel aus mindestens zwei, in einer Stapelrichtung überlagert angeordneten, transparenten oder transluzenten Lichtleitern (11, 12), die durch eine transparente oder transluzente Schicht aus einem im Vergleich zu den angrenzenden Lichtleitern optisch dünneren Material, bevorzugt über einen Luftspalt (8), beabstandet angeordnet sind, so dass die Lichtleiter (11, 12) jeweils eine einem Betrachter (B) zugewandte Hauptfläche (4) aufweisen und bei mindestens einem Lichtleiter (11) die dem Betrachter (B) abgewandte Hauptfläche (5) einem in der Stapelrichtung nächstbenachbarten Lichtleiter (12) zugewandt ist; pro Lichtleiter (11, 12) mindestens eine Lichtquelle (2), die angeordnet ist, Licht über eine erste Stirnfläche (3) von mehreren Stirnflächen des zugehörigen Lichtleiters (11, 12) in den jeweiligen Lichtleiter (11, 12) einzukoppeln. Einer erster Lichtleiter (11) des Lichtleiterstapels ist mikrostrukturiert zur symbolischen Anzeige einer Schaltfunktionalität, während auf den zweiten Lichtleiter ein holografischer Bildträger (8) aufgebracht ist, um dem Betrachter (B) den zugehörigen Schaltzustand zu visualisieren.The invention relates to a functional display (1) for selective optical display, in particular for a motor vehicle, comprising: a light guide stack of at least two transparent or translucent light guides (11, 12) arranged superimposed in a stacking direction, which are formed by a transparent or translucent layer a material that is optically thinner than the adjacent light guides, preferably spaced apart via an air gap (8), so that the light guides (11, 12) each have a main surface (4) facing an observer (B) and at least one light guide (11) the main surface (5) facing away from the viewer (B) faces a light guide (12) which is closest in the stacking direction; per light guide (11, 12) at least one light source (2), which is arranged to couple light via a first end face (3) from several end faces of the associated light guide (11, 12) into the respective light guide (11, 12). A first light guide (11) of the light guide stack is microstructured for the symbolic display of a switching functionality, while a holographic image carrier (8) is applied to the second light guide in order to visualize the associated switching state for the viewer (B).

Description

Die Erfindung betrifft eine Funktionsanzeige zur selektiven optischen Anzeige von beispielsweise einer Schaltfunktionen und des zugehörigen Schaltzustands und ein zugehöriges Bedienelement. Diese 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 und schränken aufgrund ihrer meist rechteckigen Form die gestalterische Auslegung und Platzierung ein. Darüber hinaus weisen elektronische Pixelmatrixanzeigen bei der Darstellung statischer Anzeigeinhalte oft ein „Einbrennen“ auf, d.h. der Anzeigeinhalt bleibt auch bei ausgeschalteter Anzeige durch optisch wahrnehmbare Schädigungen der bildgebenden Schichten der Anzeige dauerhaft und unerwünscht sichtbar. Ferner erfolgt die Darstellung ausschließlich in einer zweidimensionalen Bildebene und somit der Wunsch nach einer dreidimensionalen Darstellung besteht. Darüber hinaus ist der Stromverbrauch derartiger elektronischen Pixelmatrixanzeigen vergleichsweise hoch. Bei gewissen Anwendungen verbietet sich zudem aufgrund der Verletzungsgefahr beispielsweise bei einem Kopfaufprall die Verwendung üblicher elektronischer Pixelmatrixanzeigen.The invention relates to a function display for the selective optical display of, for example, a switching function and the associated switching state and an associated control element. These function displays are required, for example, in a multifunctional control element to visualize the switching functionalities and/or switching states associated with the control element. Electronic pixel matrix displays are regularly used for this purpose. However, these are comparatively expensive and limit the design and placement due to their usually rectangular shape. In addition, electronic pixel matrix displays often exhibit “burn-in” when displaying static display content, i.e. the display content remains permanently and undesirably visible even when the display is switched off due to visually perceptible damage to the imaging layers of the display. Furthermore, the representation takes place exclusively in a two-dimensional image plane and therefore there is a desire for a three-dimensional representation. In addition, the power consumption of such electronic pixel matrix displays is comparatively high. In certain applications, the use of conventional electronic pixel matrix displays is also prohibited due to the risk of injury, for example in the event of a head impact.

Eine Funktionsanzeige gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2020 123 873 A1 bekannt. Aus der DE 10 2008 013 274 A1 ist eine Funktionsanzeige mit Lichtleiter und daran angeordnetem, holografischem Bildträger bekannt. Eine weitere, gattungsgemäße Funktionsanzeige ist in der DE 10 2021 116 880 B3 offenbart.A function display according to the preamble of claim 1 is from the DE 10 2020 123 873 A1 known. From the DE 10 2008 013 274 A1 A functional display with a light guide and a holographic image carrier arranged on it is known. Another generic function display is in the DE 10 2021 116 880 B3 disclosed.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Funktionsanzeige bereitzustellen, die eine optisch attraktivere Anzeige ermöglicht, preiswert herzustellen ist, bauraumsparend, energiesparend und zuverlässig ist und/oder das Verletzungsrisiko insbesondere bei einem Kopfaufschlag verringert. Diese Aufgabe wird durch eine Funktionsanzeige des Anspruchs 1 gelöst. Ein entsprechend vorteilhaftes Bedienelement ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs. 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.Against this background, the object of the present invention is to provide a functional display that enables a visually more attractive display, is inexpensive to produce, saves installation space, saves energy and is reliable and / or reduces the risk of injury, particularly in the event of a head impact. This task is solved by a function display of claim 1. A correspondingly advantageous control element is the subject of the independent claim. Advantageous refinements are the subject of the respective dependent claims. It should be noted that the features listed individually in the patent claims can be combined with one another in any technologically sensible manner and show further refinements of the invention. The description, particularly in connection with the figures, additionally characterizes and specifies the invention.

Die Erfindung betrifft eine Funktionsanzeige zur selektiven optischen Anzeige, insbesondere zur Visualisierung einer Schaltfunktion und des zugehörigen Schaltzustands, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Als selektive Anzeige wird die wahlweise Anzeige eines Bildes verstanden, was bei der vorliegenden Lösung durch selektive elektrische Bestromung einer Lichtquelle erreicht wird.The invention relates to a function display for selective optical display, in particular for visualizing a switching function and the associated switching state, in particular for a motor vehicle. Selective display means the selective display of an image, which in the present solution is achieved by selective electrical current supply to a light source.

Erfindungsgemäß umfasst die Funktionsanzeige einen Lichtleiterstapel aus mindestens zwei, in einer Stapelrichtung überlagert angeordneten, transparenten oder transluzenten Lichtleitern. Die Lichtleiter sind durch eine transparente oder transluzente Schicht aus einem im Vergleich zu dem Material der angrenzenden Lichtleiter optisch dünneren Material voneinander separiert. Bevorzugt ist ein Luftspalt zwischen den Lichtleitern vorgesehen. Die Lichtleiter weisen bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Funktionsanzeige jeweils mindestens eine einem Betrachter zugewandte Hauptfläche auf, während bei wenigstens einem Lichtleiter die dem Betrachter abgewandte Hauptfläche einem in der Stapelrichtung nächstbenachbarten Lichtleiter zugewandt ist. Als Hauptflächen werden beispielsweise diejenigen Oberflächen des Lichtleiters mit dem größten Flächenmaß verstanden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Lichtleiter um eine Schicht oder Folie aus einem transparenten oder transluzenten Kunststoff, bevorzugt Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder aus einem Glaswerkstoff.According to the invention, the function display comprises a light guide stack of at least two transparent or translucent light guides arranged superimposed in a stacking direction. The light guides are separated from each other by a transparent or translucent layer made of a material that is optically thinner compared to the material of the adjacent light guides. An air gap is preferably provided between the light guides. When the function display is arranged as intended, the light guides each have at least one main surface facing a viewer, while in the case of at least one light guide, the main surface facing away from the viewer faces a light guide that is closest adjacent in the stacking direction. The main surfaces are, for example, those surfaces of the light guide with the largest surface area. For example, the light guide is a layer or film made of a transparent or translucent plastic, preferably thermoplastic, such as polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), polyamides (PA), acrylonitrile Butadiene styrene (ABS) or polymethyl methacrylate (PMMA) or made of a glass material.

Beispielsweise ist mindesten ein Lichtleiter flächig ausgebildet und weist zwei gegenüberliegende, bevorzugt parallel zueinander verlaufende Hauptflächen auf, die über Stirnflächen, die mit den Hauptflächen des Lichtleiters gemeinsame Kanten ausbilden, beispielsweise an den Schmalseiten und an den Längsseiten des Lichtleiters, verbunden sind. Beispielsweise sind die Stirnflächen orthogonal zu wenigstens einer Hauptfläche oder beiden Hauptflächen des Lichtleiters.For example, at least one light guide is flat and has two opposite, preferably parallel main surfaces, which are connected via end faces that form edges common to the main surfaces of the light guide, for example on the narrow sides and on the long sides of the light guide. For example, the end faces are orthogonal to at least one main surface or both main surfaces of the light guide.

Erfindungsgemäß ist pro Lichtleiter mindestens eine Lichtquelle vorgesehen, die angeordnet ist, Licht über eine Stirnfläche des zugehörigen Lichtleiters in den jeweiligen Lichtleiter einzukoppeln. Bei der Lichtquelle handelt es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode, insbesondere um eine solche in SMD-Bauweise.According to the invention, at least one light source is provided per light guide, which is arranged to couple light into the respective light guide via an end face of the associated light guide. The light source is, for example, a light-emitting diode, in particular one in SMD construction.

Erfindungsgemäß ist ferner mindestens ein erster Lichtleiter mit einer im oder auf dem ersten Lichtleiter vorgesehenen, lichtbrechenden und/oder lichtstreuenden Mikrostrukturierung vorgesehen, welche ausgebildet ist, bei aktivierter zugehöriger Lichtquelle ein hinterleuchtetes erstes reelles Bild, wie ein Symbol, für den Betrachter sichtbar jeweils mittels des in den Lichtleiter eingekoppelten Lichtes anzuzeigen. Die Mikrostrukturierung bewirkt durch Lichtbrechung und/oder Lichtstreuung ein Lichtaustritt in Richtung des Betrachters. Beispielsweise wird durch die Mikrostruktur ein Einfallswinkel des Lichtes auf die dem Betrachter zugewandte Hauptfläche erreicht, der nicht die Totalreflexionsbedingung der Hauptfläche als Grenzfläche erfüllt. Die Mikrostrukturierung gibt beispielsweise das Symbol positiv als erstes Bild, als dessen inverse Darstellung oder als dessen Umriss wieder.According to the invention, at least one first light guide is further provided with a light-refracting and/or light-scattering microstructuring provided in or on the first light guide, which is designed to produce a backlit first real image when the associated light source is activated, like a symbol, visible to the viewer by means of the light coupled into the light guide. The microstructuring causes light to emerge in the direction of the viewer through light refraction and/or light scattering. For example, the microstructure achieves an angle of incidence of the light on the main surface facing the viewer that does not fulfill the total reflection condition of the main surface as a boundary surface. The microstructuring, for example, reproduces the symbol positively as the first image, as its inverse representation or as its outline.

Erfindungsgemäß ist ferner mindestens ein zweiter Lichtleiter des Lichtleiterstapels vorgesehen, an den angrenzend ein ein Hologramm, wie ein Transmissionshologramm oder ein Reflexionshologramm, beinhaltener, holografischer Bildträger angeordnet ist, so dass bei Lichtabstrahlung der zum zweiten Lichtleiter zugehörigen Lichtquelle das in den zweiten Lichtleiter eingekoppelte Licht durch den holografischen Bildträger in ein Bildwellenfeld transformiert wird und das Bildwellenfeld zum Bediener gerichtet ist, um dem Bediener das im holografischen Bildträger gespeicherte Hologramm als virtuelles zweites Bild anzuzeigen, welches das erste reelle Bild ergänzt und/oder überlagert. Beispielsweise ergänzen sich erstes und zweites Bild zu einem dreidimensionalen gemeinsamen Bild. Beispielswiese grenzen ersten und zweites Bild ohne Überlappung oder mit Überlappung aneinander. Beispielsweise unterscheiden sich erstes und zweites Bild in der Farbgebung.According to the invention, at least one second light guide of the light guide stack is further provided, adjacent to which a holographic image carrier containing a hologram, such as a transmission hologram or a reflection hologram, is arranged, so that when light is emitted from the light source associated with the second light guide, the light coupled into the second light guide passes through the holographic image carrier is transformed into an image wave field and the image wave field is directed towards the operator in order to display the hologram stored in the holographic image carrier to the operator as a virtual second image, which supplements and / or superimposes the first real image. For example, the first and second images complement each other to form a three-dimensional common image. For example, the first and second images border each other without an overlap or with an overlap. For example, the first and second images differ in color.

Hinsichtlich des holografischen Bildträgers ist die Erfindung nicht eingeschränkt. Prinzipiell ist jegliche mit dem Licht der Lichtquelle interferierende Schicht oder Schichtaufbau gemeint, der in der Lage ist, durch örtlich selektive Beugungsinterferenz des einfallenden Lichtes dem reflektierten oder gebeugten Bildwellenfeld die in der Schicht enthaltende Bildinformation durch Phasenmodulation und/oder Amplitudenmodulation aufzuprägen. Dabei ist dem Fachmann bewusst, 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. 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.The invention is not restricted with regard to the holographic image carrier. In principle, this means any layer or layer structure that interferes with the light from the light source and is capable of impressing the image information contained in the layer on the reflected or diffracted image wave field by means of phase modulation and/or amplitude modulation through locally selective diffraction interference of the incident light. The person skilled in the art is aware that the light to be used must be adjusted to the respective holographic image carrier in a suitable manner for the reproduction of the hologram, for example with regard to spectral composition and angle of incidence, since it is an inherent prerequisite for the holographic image carrier to visualize what it contains hologram and its optical quality. It is therefore the responsibility of the specialist to take the necessary measures. In general, holograms can be divided into volume and area holograms as well as amplitude and phase holograms according to the properties of the holographic memory. Depending on the colors that occur when the hologram is reconstructed, a distinction is made between white light holograms and holograms that cannot be reconstructed under white light, as well as true-color holograms.

Volumenhologramme befinden beispielsweise 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.Volume holograms, for example, are located on a film layer of the holographic image carrier, the thickness of which is also used to store holographic image information. Volume holograms can be white light holograms, because in this case there is interference that is selective for the wavelengths of the light due to the Bragg condition. Only if the Bragg equation n λ = 2d sin (α) is fulfilled can the playback wave field incident at the angle α with the wavelength λ be reflected on the film layer with the interplanar spacing d. In the case of white light reflection holograms, the color of the hologram therefore depends on the angle of incidence of the light on the film.

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. Die vorhergehenden Ausführungen dienen dazu, eine nicht abschließende Anzahl von möglichen, erfindungsgemäßen Ausführungsformen betreffend den holografischen Bildträger dem Fachmann an die Hand zu geben.Amplitude holograms are located on film layers that have different levels of darkness. This changes the brightness of the transmitted light so that an image is created by superimposing the light waves with different amplitudes and phases. The film layers of the phase holograms, on the other hand, have the same transparency everywhere. The interference pattern that creates the holographic images only comes about through the different phases of the electromagnetic waves. Phase holograms can therefore be formed by surface relief, i.e. H. from a pattern of depressions and elevations. The light rays then travel different paths in the film material, which usually consists of plastic film. The light has a slower propagation speed in the film than in air, which is why different light paths traveled in the film lead to phase differences. This is where the interference in phase holograms is based. Phase holograms are often embossed holograms in which the depressions are pressed into the material with a stamp; However, depressions can also arise with special films due to different exposure. In addition to the possibility of phase modulation through surface relief, a phase hologram can be achieved through local modulation of the refractive index such as. B. can be produced in silver halide films. The preceding statements serve to provide the person skilled in the art with a non-exhaustive number of possible embodiments according to the invention relating to the holographic image carrier.

Gemäß einer bevorzugten, ein Transmissionshologramm verwendeten Ausgestaltung gelangt das in den zweiten Lichtleiter eingekoppelte, von der Lichtquelle erzeugte Licht von der Lichteintrittsfläche aufgrund einer durch innere Reflexionen, bevorzugt Totalreflexionen, im zweiten Lichtleiter bewirkten Lichtausbreitung bis zum holografischen Bildträger, der angrenzend an die dem Betrachter zugewandte Hauptfläche des zweiten Lichtleiters angeordnet ist und wird über die gemeinsame Grenzfläche in den holografischen Bildträger eingekoppelt, wird dort bevorzugt durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz aus dem Licht in ein das Transmissionshologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld transformiert, welches aus dem holografischen Bildträger in Richtung des Bedieners ausgekoppelt und durch den ersten Lichtleiter projiziert wird, um dem Bediener das im ersten holografischen Bildträger gespeicherte Transmissionshologramm als virtuelles Bild anzuzeigen. Dabei symbolisiert das Transmissionshologramm bevorzugt einen akuten Schaltzustand einer durch das erste Bild symbolisierten Schaltfunktion visuell. Besonders bevorzugt „schwebt“ das holografisch erzeugte Bild über der Oberfläche. So wird der Schaltzustand durch den Bediener besonders gut wahrgenommen.According to a preferred embodiment using a transmission hologram, the light generated by the light source coupled into the second light guide reaches the holographic from the light entry surface due to light propagation caused by internal reflections, preferably total reflections, in the second light guide Image carrier, which is arranged adjacent to the main surface of the second light guide facing the viewer and is coupled into the holographic image carrier via the common interface, is there preferably transformed by phase and / or amplitude interference from the light into an image wave field containing the transmission hologram as image information, which is coupled out of the holographic image carrier in the direction of the operator and projected through the first light guide in order to display the transmission hologram stored in the first holographic image carrier to the operator as a virtual image. The transmission hologram preferably visually symbolizes an acute switching state of a switching function symbolized by the first image. The holographically generated image particularly preferably “floats” above the surface. This means that the switching status is particularly well perceived by the operator.

Bevorzugt ist der zweite Lichtleiter aus Sicht des Betrachters unter dem ersten Lichtleiter angeordnet, wobei der holografische Bildträger zwischen dem ersten Lichtleiter und dem zweiten Lichtleiter angeordnet ist.From the viewer's perspective, the second light guide is preferably arranged under the first light guide, with the holographic image carrier being arranged between the first light guide and the second light guide.

Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich somit bauraumsparend ein Bedienelement mit zugehöriger Funktionsanzeige realisieren, welche durch Aktivieren einer Lichtquelle selektiv zumindest ein erstes Bild, wie ein Symbol zur Anzeige bringt. Dabei ist bauraumsparend ein zusätzliches zweites Bild in den holografischen Bildträger integrierbar ist, und bleibt auch bei Fremdlichteinfall für den Betrachter zuverlässig unsichtbar, so dass Fehlinformationen weitgehend vermieden werden können. Durch selektives Aktivieren der zugehörigen Lichtquellen können vergleichsweise einfach unterschiedliche Schaltfunktionen aber auch deren Schaltzustände visualisiert werden. Die Funktionsanzeige ist einfach und kostengünstig zu realisieren und gibt dem Gestalter ein großes Maß an Gestaltungsspielraum, was auch die Platzierung der Funktionsanzeige betrifft. Die Funktionsanzeige zeigt so gut wie keine durch die Lichtabstrahlung bewirkte Alterungserscheinung und ist vergleichsweise energiesparend.The solution according to the invention allows a control element with an associated function display to be implemented in a space-saving manner, which selectively displays at least a first image, such as a symbol, by activating a light source. In order to save space, an additional second image can be integrated into the holographic image carrier and remains reliably invisible to the viewer even when exposed to extraneous light, so that incorrect information can be largely avoided. By selectively activating the associated light sources, different switching functions and also their switching states can be visualized comparatively easily. The function display is simple and cost-effective to implement and gives the designer a great deal of creative freedom when it comes to the placement of the function display. The function display shows almost no signs of aging caused by light radiation and is comparatively energy-saving.

Bevorzugt wird die Mikrostrukturierung aus mehreren, gleichförmig ausgebildeten Mikrostrukturen ausgebildet, die einen mikrostrukturierten Bereich des ersten Lichtleiters definieren. Bevorzugt beträgt die Anzahldichte der Mikrostrukturen im mikrostrukturierten Bereich 1.000 bis 2.000 pro mm2.The microstructuring is preferably formed from a plurality of uniformly formed microstructures which define a microstructured region of the first light guide. The number density of the microstructures in the microstructured area is preferably 1,000 to 2,000 per mm 2 .

Bevorzugt weisen die Mikrostrukturen jeweils einen Durchmesser auf, der im Bereich von 1 bis 25 µm liegt.The microstructures each preferably have a diameter that is in the range from 1 to 25 μm.

Bevorzugt weisen die Mikrostrukturen im mikrostrukturierten Bereich einen mittleren Abstand auf, der im Bereich von 25 µm bis 55 µm liegt, um einerseits einen ausreichenden Lichtdurchgang andererseits bei inaktivierter Lichtquelle des ersten Lichtleiters die Mikrostrukturen optisch nahezu verschwinden zu lassen.The microstructures in the microstructured area preferably have an average distance which is in the range from 25 µm to 55 µm in order to ensure sufficient light transmission on the one hand and on the other hand to allow the microstructures to almost optically disappear when the light source of the first light guide is inactivated.

Die Mikrostrukturierung kann durch Laserablation in den Lichtleiter eingebracht werden, beispielsweise dreidimensional durch Vitrographie, auch als Laserinnengravur bezeichnet, oder auf einer dessen Hauptflächen aufgebracht werden. Bevorzugt ist die Mikrostrukturierung durch Prägen einer der Hauptflächen des ersten Lichtleiters ausgebildet, wodurch die Funktionsanzeige kostengünstig zu realisieren ist.The microstructuring can be introduced into the light guide by laser ablation, for example three-dimensionally by vitrography, also referred to as internal laser engraving, or applied to one of its main surfaces. The microstructuring is preferably formed by embossing one of the main surfaces of the first light guide, whereby the functional display can be implemented cost-effectively.

Bevorzugt macht der Flächenanteil aller mikrostrukturierten Bereiche des ersten Lichtleiters an der dem Betrachter zugewandten Hauptfläche weniger als 50%, bevorzugt weniger als 30%, aus. Dadurch kann der verbleibende Teil für andere Zwecke, beispielsweise als Ambientebeleuchtung genutzt werden. Bevorzugt sind alle Lichtleiter außerhalb des mikrostrukturierten Bereichs transparent, so dass ein großer Teil der Anzeigefläche transparent verbleibt und beispielsweise die Durchsicht durch die Funktionsanzeige gewährleistet ist, um dem Betrachter die Möglichkeit zu geben, durch die Funktionsanzeige hindurch andere Anzeigen, Instrumente oder den Straßenverlauf zu verfolgen. Dadurch ist beispielsweise die Platzierung der Funktionsanzeige an einem Lenkrad, beispielsweise im Bereich zwischen Lenkradnabe und Lenkradkranz möglich, ohne die Sicht auf das Armaturenbrett zu beeinträchtigen.Preferably, the surface area of all microstructured areas of the first light guide on the main surface facing the viewer is less than 50%, preferably less than 30%. This means the remaining part can be used for other purposes, such as ambient lighting. All light guides outside the microstructured area are preferably transparent, so that a large part of the display area remains transparent and, for example, visibility through the functional display is ensured in order to give the viewer the opportunity to follow other displays, instruments or the course of the road through the functional display . This makes it possible, for example, to place the function display on a steering wheel, for example in the area between the steering wheel hub and the steering wheel rim, without impairing the view of the dashboard.

Um Bauraum einzusparen und die Verletzungsgefahr zu minimieren, werden bevorzugt die Lichtleiter jeweils durch eine Folie, beispielsweise eine Kunststofffolie, wie eine PC-Folie oder PE-Folie, ausgebildet.In order to save installation space and minimize the risk of injury, the light guides are preferably each formed by a film, for example a plastic film, such as a PC film or PE film.

Bevorzugt sind ein oder mehrere optische Elemente, wie eine Linse, zur Kollimierung des in den ersten Lichtleiter und/oder zweiten Lichtleiter eingekoppelten Lichtes vorgesehen.One or more optical elements, such as a lens, are preferably provided for collimating the light coupled into the first light guide and/or second light guide.

Erfindungsgemäß erstreckt sich jeweils ausgehend von der ersten Stirnfläche bereichsweise zwischen dem ersten Lichtleiter und dem zweiten Lichtleiter eine opake Blende, um den Lichtübertritt zu weiteren Lichtleitern neben dem zugeordneten Lichtleiter zu unterbinden. Erfindungsgemäß ist an der gegenüberliegenden Stirnfläche eine opake Schicht bereichsweise auf die Lichtleiter aufgebracht, um Rückreflexionen in den jeweiligen Lichtleiter zu minimieren.According to the invention, an opaque diaphragm extends in areas between the first light guide and the second light guide, starting from the first end face, in order to prevent the passage of light to further light guides in addition to the assigned light guide. According to the invention, an opaque layer is applied to areas of the light guide on the opposite end face in order to minimize back reflections into the respective light guide.

Um Bauraum einzusparen ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wenigstens eine der ersten Stirnflächen eines der Lichtleiter des Lichtleiterstapels aus Sicht des Betrachters nach hinten versetzt angeordnet. Beispielsweise weisen der erste Lichtleiter und/oder zweite Lichtleiter einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf, wobei die die dem Betrachter zugewandte Hauptfläche an einem Schenkel und die erste, für den Lichteintritt vorgesehene Stirnfläche an dem verbleibenden anderen Schenkel des im Querschnitt L-förmigen ersten bzw. zweiten Lichtleiters ausgebildet ist.In order to save installation space, at least one of the first is according to a preferred embodiment The end faces of one of the light guides of the light guide stack are arranged offset to the rear from the viewer's perspective. For example, the first light guide and/or second light guide have a substantially L-shaped cross section, with the main surface facing the viewer on one leg and the first end face intended for light entry on the remaining other leg of the first, which is L-shaped in cross section or second light guide is formed.

Erfindungsgemäß sind die Lichtleiter des Lichtleiterstapels in einen gemeinsamen Träger eingebettet, um den ersten und zweiten Lichtleiter und deren relatives Anordnungsverhältnis dauerhaft festzulegen. Erfindungsgemäß sind die Blende und die opake Schicht Teil dieses Trägers, welcher die Lichtleiter einrahmt und deren relatives Anordnungsverhältnis stabilisiert.According to the invention, the light guides of the light guide stack are embedded in a common carrier in order to permanently fix the first and second light guides and their relative arrangement relationship. According to the invention, the aperture and the opaque layer are part of this carrier, which frames the light guides and stabilizes their relative arrangement relationship.

Bevorzugt ist eine äußere, transparente oder transluzente Deckschicht vorgesehen, die den Lichtleiterstapel überdeckt und eine dem Betrachter zugewandte Berühroberfläche oder darüber hinaus eine Betätigungsoberfläche ausbildet.An outer, transparent or translucent cover layer is preferably provided, which covers the light guide stack and forms a contact surface facing the viewer or, beyond that, an actuation surface.

Die Erfindung betrifft ferner ein Bedienelement, welches die Funktionsanzeige in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Das Bedienelement weist beispielsweise einen Fuß zur Festlegung des Bedienelements an einer Fahrzeugkomponente, wie an einem Armaturenbrett, an einer Verkleidung einer Fahrgastzelle oder insbesondere an einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, auf. Das erfindungsgemäße Bedienelement weist beispielsweise ferner ein eine Bedienfläche definierendes Bedienteil auf, das als mindestens ein freitragender Hebelarm ausgebildet ist. Der freitragende Hebelarm ist beispielsweise einseitig mittels eines Festkörpergelenks am Fuß gelagert, um bei Einwirken einer senkrecht auf die Bedienfläche einwirkenden Bedienkraft ein Verschwenken des Bedienteils um eine gedachte Schwenkachse entgegen einer Rückstellkraft relativ zum Fuß zu ermöglichen. Beispielsweise sind ferner Mittel vorgesehen, um ein Verschwenkmaß zwischen Bedienteil und Fuß zu detektieren. Als Festkörpergelenk bezeichnet man allgemein einen Bereich eines Bauteils, welcher ein Verschwenken zwischen zwei Starrkörperbereichen durch Biegung erlaubt. Durch das Festkörpergelenk wird eine spielfreie und damit klapperfreie Lagerung des Bedienteils am Fuß erreicht. Beispielsweise werden Fuß und Bedienteil aus einem Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) ausgebildet. Das erfindungsgemäße Bedienelement eignet sich insbesondere für solche Ausgestaltungen, bei denen das maximale Verschwenkmaß um die gedachte Schwenkachse aus der unbetätigten Ruhestellung in die betätigte maximale Schwenkstellung weniger als 10°, bevorzugt weniger als 5° beträgt.The invention further relates to a control element which has the function display in one of the previously described embodiments. The control element has, for example, a foot for fixing the control element on a vehicle component, such as on a dashboard, on a panel of a passenger cell or in particular on a steering wheel of a motor vehicle. The control element according to the invention, for example, further has a control part that defines a control surface and is designed as at least one self-supporting lever arm. The self-supporting lever arm is, for example, mounted on one side by means of a solid-state joint on the foot in order to enable the control part to be pivoted about an imaginary pivot axis against a restoring force relative to the foot when an operating force acting perpendicularly on the operating surface is applied. For example, means are also provided to detect a pivoting dimension between the control panel and the foot. A solid-state joint generally refers to an area of a component that allows pivoting between two rigid body areas by bending. The solid-state joint ensures that the control unit is mounted on the base without play and therefore without rattling. For example, the base and control panel are made of a thermoplastic such as polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), polyamide (PA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) or polymethyl methacrylate (PMMA). The control element according to the invention is particularly suitable for those configurations in which the maximum pivoting dimension about the imaginary pivot axis from the unactuated rest position to the actuated maximum pivoting position is less than 10°, preferably less than 5°.

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 Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Funktionsanzeige 1;
  • 2 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Funktionsanzeige 1;
  • 3 eine perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung der durch die erste und zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Funktionsanzeige optischen Anzeigefunktionalität.
The invention and the technical environment are explained in more detail below using the figures. It should be noted that the figures show a particularly preferred embodiment variant of the invention, but this is not limited to this. It shows schematically:
  • 1 a schematic sectional view of a first embodiment of a function display 1 according to the invention;
  • 2 a schematic sectional view of a second embodiment of a function display 1 according to the invention;
  • 3 a perspective view to illustrate the optical display functionality provided by the first and second embodiments of the function display according to the invention.

1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Funktionsanzeige 1. Die erfindungsgemäße Funktionsanzeige 1 umfasst eine äußere, transparente oder transluzente Deckschicht 9, welche eine bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Funktionsanzeige 1 eine dem Betrachter B zugewandte Berühroberfläche 15 definiert. Beispielsweise handelt es sich um eine Schicht aus einem Kunststoff, bevorzugt Thermoplast, wie Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder aus einem Glaswerkstoff. Die Deckschicht 9 kann auch Teil eines Schichtaufbaus aus mehreren Schichten sein. Aus Sicht des Betrachters B ist unter der Deckschicht 9 eine ein Array von transparenten Elektroden aufweisende Schicht 10, wie eine Sensorfolie, zur ortsaufgelösten, kapazitiven Sensierung einer Berührung oder Annäherung an die Berühroberfläche 15 vorgesehen. 1 shows schematically an embodiment of the function display 1 according to the invention. The function display 1 according to the invention comprises an outer, transparent or translucent cover layer 9, which defines a touch surface 15 facing the viewer B when the function display 1 is arranged as intended. For example, it is a layer made of a plastic, preferably thermoplastic, such as polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), polyamides (PA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) or polymethyl methacrylate (PMMA) or made of a glass material. The cover layer 9 can also be part of a layer structure made up of several layers. From the perspective of the observer B, a layer 10 having an array of transparent electrodes, such as a sensor film, is provided under the cover layer 9 for spatially resolved, capacitive sensing of a touch or approach to the touch surface 15.

Erfindungsgemäß umfasst die Funktionsanzeige 1 ferner einen Lichtleiterstapel aus mindestens zwei, überlagert angeordneten, transparenten oder transluzenten, jeweils aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgebildeten Lichtleitern 11, 12. Die Lichtleiter 11, 12 sind durch einen zwischen den Lichtleitern 11, 12 vorgesehenen Luftspalt 8 separiert. Die Lichtleiter 11, 12 bilden jeweils mindestens eine dem Betrachter B zugewandte Hauptfläche 4 aus, während der obere, dem Betrachter B nähere, erste Lichtleiter 11 des Lichtleiterstapels eine dem Betrachter B abgewandte Hauptfläche 5 aufweist, die dem in Stapelrichtung nächstbenachbarten, unteren, zweiten Lichtleiter 12 zugewandt ist. Den Lichtleitern 11, 12 ist jeweils eine Lichtquelle 2, nämlich eine Leuchtdiode in SMD-Bauweise, zugeordnet, die so angeordnet sind, dass das von ihnen erzeugte Licht über eine bezüglich der Stapelrichtung seitliche, erste Stirnfläche 3 in den zugeordneten Lichtleiter 11, 12 eingekoppelt wird. Um dabei jeweils unerwünschten Lichtstreuung oder Lichtabstrahlung in die benachbarten Lichtleiter 11, 12 zu vermeiden, ist eine Blende 14 vorgesehen. An der gegenüberliegenden Stirnfläche ist eine reflexionsmindernde oder eine opake Schicht 13 bereichsweise auf die Lichtleiter 11, 12 aufgebracht, um Rückreflexionen in den jeweiligen Lichtleiter 11, 12 zu minimieren. Die Blende 14 und die opake Schicht 13 sind Teil eines Trägers welcher die Lichtleiter 11, 12 einrahmt und deren relatives Anordnungsverhältnis stabilisiert.According to the invention, the function display 1 further comprises a light guide stack of at least two, superimposed, transparent or translucent light guides 11, 12, each made of a thermoplastic material. The light guides 11, 12 are separated by an air gap 8 provided between the light guides 11, 12. The light guides 11, 12 each form at least one main surface 4 facing the viewer B, while the upper, first light guide 11 of the light guide stack, which is closer to the viewer B, has a main surface 5 facing away from the viewer B, which is the lower, second light guide closest to the viewer B in the stacking direction 12 is facing. The light guides 11, 12 are each assigned a light source 2, namely a light-emitting diode in SMD construction, which are arranged in such a way that the light they generate Light is coupled into the associated light guide 11, 12 via a first end face 3 that is lateral with respect to the stacking direction. In order to avoid undesirable light scattering or radiation into the adjacent light guides 11, 12, a diaphragm 14 is provided. On the opposite end face, a reflection-reducing or opaque layer 13 is applied to areas of the light guides 11, 12 in order to minimize back reflections into the respective light guides 11, 12. The aperture 14 and the opaque layer 13 are part of a support which frames the light guides 11, 12 and stabilizes their relative arrangement relationship.

In der dem Betrachter B zugewandten Hauptfläche des oberen, ersten Lichtleiters 11 ist eine durch mehrere Mikrostrukturen 7 ausgebildete Mikrostrukturierung durch Prägen eingebracht, die dafür sorgt, dass Licht in Richtung des Betrachters B aus dem ersten Lichtleiter 11 ausgekoppelt wird. Die Mikrostruktururen 7 sind in Form eines Symbols als erstes Bild 16, 16' aufgebracht, welches bei entsprechender Aktivierung der zugehörigen Lichtquelle 2 für den Betrachter B, wie in 3 gezeigt, sichtbar wird. Die Mikrostrukturen 7 sind jeweils gleichförmig ausgebildet und weisen einen Durchmesser auf, der im Bereich von 1 bis 25 µm liegt. Der erste Lichtleiter 11 ist außerhalb des mikrostrukturierten Bereichs transparent, so dass ein überwiegender Teil seiner Hauptfläche 4 transparent verbleibt und beispielsweise die Durchsicht durch die Funktionsanzeige 1 gewährleistet ist. Dabei weisen die Mikrostrukturen 7 im mikrostrukturierten Bereich einen mittleren Abstand auf, der im Bereich von 25 µm bis 55 µm liegt, um einerseits einen ausreichenden Lichtdurchgang andererseits bei inaktivierter Lichtquelle 2 des ersten Lichtleiters 11 die Mikrostrukturen 7 optisch nahezu verschwinden zu lassen.In the main surface of the upper, first light guide 11 facing the viewer B, a microstructuring formed by several microstructures 7 is introduced by embossing, which ensures that light is coupled out of the first light guide 11 in the direction of the viewer B. The microstructures 7 are applied in the form of a symbol as a first image 16, 16 ', which, when the associated light source 2 is activated accordingly, is visible to the viewer B, as in 3 shown, becomes visible. The microstructures 7 are each designed to be uniform and have a diameter that is in the range of 1 to 25 μm. The first light guide 11 is transparent outside the microstructured area, so that a predominant part of its main surface 4 remains transparent and, for example, visibility through the function display 1 is guaranteed. The microstructures 7 have an average distance in the microstructured area which is in the range of 25 μm to 55 μm, in order to allow sufficient light passage on the one hand and on the other hand to make the microstructures 7 almost optically disappear when the light source 2 of the first light guide 11 is inactivated.

Wie 1 ferner zeigt, ist ein zweiter, aus Sicht des Betrachters B unterer, keilförmiger Lichtleiter 12 des Lichtleiterstapels vorgesehen, an den angrenzend ein ein Hologramm, hier ein Transmissionshologramm beinhaltener, holografischer Bildträger 6 angeordnet ist, so dass bei Lichtabstrahlung der zum zweiten Lichtleiter 12 zugehörigen Lichtquelle 2 das in den zweiten Lichtleiter 12 eingekoppelte Licht durch den holografischen Bildträger in ein Bildwellenfeld transformiert wird und das Bildwellenfeld zum Bediener B gerichtet ist, um dem Bediener B das im holografischen Bildträger 6 gespeicherte Hologramm als virtuelles zweites Bild 17 anzuzeigen, welches das erste reelle Bild 16 ergänzt und/oder überlagert, wie es 3 zeigt. Beispielsweise ergänzen sich erstes Bild 16 und zweites Bild 17 zu einem dreidimensionalen gemeinsamen Bild. Beispielswiese grenzen erstes Bild 16 und zweites Bild 17 ohne Überlappung oder mit Überlappung aneinander. Beispielsweise unterscheiden sich erstes Bild 16 und zweites Bild 17 in der Farbgebung. Bei den in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen gelangt das in den zweiten Lichtleiter 12 eingekoppelte, von der zugehörigen Lichtquelle 2 erzeugte Licht von der Lichteintrittsfläche 3 aufgrund einer durch innere Reflexionen, bevorzugt Totalreflexionen, im zweiten Lichtleiter 12 bewirkten Lichtausbreitung bis zum holografischen Bildträger 6, der angrenzend an die dem Betrachter B zugewandte Hauptfläche 4 des zweiten Lichtleiters 12 angeordnet ist und wird über die gemeinsame Grenzfläche in den holografischen Bildträger 6 eingekoppelt, der zwischen dem ersten Lichtleiter 11 und dem zweiten Lichtleiter 12 angeordnet ist, wird dort bevorzugt durch Phasen- und/oder Amplitudeninterferenz aus dem Licht in ein das Transmissionshologram als Bildinformation beinhaltendes Bildwellenfeld transformiert, welches aus dem holografischen Bildträger 6 in Richtung des Bedieners B ausgekoppelt und durch den ersten Lichtleiter 11 projiziert wird, um dem Bediener B das im ersten holografischen Bildträger 6 gespeicherte Transmissionshologramm als virtuelles Bild anzuzeigen. Dabei symbolisiert das Transmissionshologramm bevorzugt einen akuten Schaltzustand einer durch das erste Bild symbolisierten Schaltfunktion visuell.How 1 further shows, a second, from the perspective of the viewer B, lower, wedge-shaped light guide 12 of the light guide stack is provided, adjacent to which a holographic image carrier 6 containing a hologram, here a transmission hologram, is arranged, so that when light is emitted from the light source associated with the second light guide 12 2 the light coupled into the second light guide 12 is transformed by the holographic image carrier into an image wave field and the image wave field is directed towards the operator B in order to display the hologram stored in the holographic image carrier 6 to the operator B as a virtual second image 17, which is the first real image 16 supplements and/or superimposes as it does 3 shows. For example, first image 16 and second image 17 complement each other to form a three-dimensional common image. For example, the first image 16 and the second image 17 border each other without an overlap or with an overlap. For example, the first image 16 and the second image 17 differ in color. In the embodiments shown in the figures, the light coupled into the second light guide 12 and generated by the associated light source 2 reaches the holographic image carrier 6, which is adjacent, from the light entry surface 3 due to light propagation caused by internal reflections, preferably total reflections, in the second light guide 12 is arranged on the main surface 4 of the second light guide 12 facing the viewer B and is coupled via the common interface into the holographic image carrier 6, which is arranged between the first light guide 11 and the second light guide 12, is preferably done there by phase and / or Amplitude interference from the light is transformed into an image wave field containing the transmission hologram as image information, which is coupled out of the holographic image carrier 6 in the direction of the operator B and projected through the first light guide 11 in order to provide the operator B with the transmission hologram stored in the first holographic image carrier 6 as a virtual image to display. The transmission hologram preferably visually symbolizes an acute switching state of a switching function symbolized by the first image.

2 zeigt demgegenüber eine bezüglich der Lichtleiter 11, 12 und des Trägers abgewandelte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Funktionsanzeige. Um Bauraum einzusparen ist die Stirnfläche 3 des zweiten Lichtleiters 12 des Lichtleiterstapels aus Sicht des Betrachters nach hinten versetzt angeordnet. Der zweite Lichtleiter 12 weist ferner einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf, wobei die die dem Betrachter zugewandte Hauptfläche 4 an einem Schenkel und die erste, für den Lichteintritt vorgesehene Stirnfläche 3 an dem verbleibenden anderen Schenkel des im Querschnitt L-förmigen zweiten Lichtleiters 12 ausgebildet ist. Der erste flächige Lichtleiter 11 ist mit einem weiteren, außerhalb des Lichtleiterstapels angeordneten Lichtleiter 15 optisch gekoppelt, der das Licht der nach hinten versetzt angeordneten, zugehörigen Lichtquelle 2 zur ersten Stirnfläche 3 des ersten Lichtleiters 11 leitet. 2 In contrast, shows a second embodiment of the function display according to the invention that is modified with respect to the light guides 11, 12 and the carrier. In order to save installation space, the end face 3 of the second light guide 12 of the light guide stack is arranged offset to the rear from the viewer's perspective. The second light guide 12 also has a substantially L-shaped cross section, with the main surface 4 facing the viewer on one leg and the first end face 3 intended for light entry on the remaining other leg of the second light guide 12, which has an L-shaped cross section is trained. The first flat light guide 11 is optically coupled to a further light guide 15 arranged outside the light guide stack, which guides the light from the associated light source 2, which is arranged offset to the rear, to the first end face 3 of the first light guide 11.

Claims (13)

Funktionsanzeige (1) zur selektiven optischen Anzeige, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: einen Lichtleiterstapel aus mindestens zwei, in einer Stapelrichtung überlagert angeordneten, transparenten oder transluzenten Lichtleitern (11, 12), die durch eine transparente oder transluzente Schicht aus einem im Vergleich zu den angrenzenden Lichtleitern optisch dünneren Material, bevorzugt über einen Luftspalt (8), beabstandet angeordnet sind, so dass die Lichtleiter (11, 12) jeweils eine einem Betrachter (B) zugewandte Hauptfläche (4) aufweisen und bei mindestens einem Lichtleiter (11) die dem Betrachter (B) abgewandte Hauptfläche (5) einem in der Stapelrichtung nächstbenachbarten Lichtleiter (12) zugewandt ist; pro Lichtleiter (11, 12) mindestens eine Lichtquelle (2), die angeordnet ist, Licht über eine erste Stirnfläche (3) von mehreren Stirnflächen des zugehörigen Lichtleiters (11, 12) in den jeweiligen Lichtleiter (11, 12) einzukoppeln; wobei ferner mindestens ein erster Lichtleiter (11) des Lichtleiterstapels eine im oder auf dem ersten Lichtleiter (11) vorgesehene durch lichtbrechende und/oder lichtstreuende Mikrostrukturen (7) ausgebildete Mikrostrukturierung aufweist, welche ausgebildet ist, bei Lichtabstrahlung der zum ersten Lichtleiter (11) zugehörigen Lichtquelle (2) durch Hinterleuchtung ein erstes, reelles Bild (16) für den Betrachter (B) sichtbar mittels des in den ersten Lichtleiter (11) eingekoppelten Lichtes anzuzeigen; und wobei ferner mindestens ein zweiter Lichtleiter (12) des Lichtleiterstapels vorgesehen ist, wobei sich jeweils ausgehend von der ersten Stirnfläche (3) bereichsweise zwischen dem ersten Lichtleiter (11) und dem zweiten Lichtleiter (12) eine opake Blende (14) erstreckt und an der gegenüberliegenden Stirnfläche eine opake Schicht (13) auf den ersten Lichtleiter (11) und den zweiten Lichtleiter (12) aufgebracht ist; dadurch gekennzeichnet, dass an den zweiten Lichtleiter (12) angrenzend ein Hologramm, wie ein Transmissionshologramm oder ein Reflexionshologramm, beinhaltener, holografischer Bildträger (6) angeordnet ist, so dass bei Lichtabstrahlung der zum zweiten Lichtleiter (12) zugehörigen Lichtquelle (2) das in den zweiten Lichtleiter (12) eingekoppelte Licht durch den holografischen Bildträger (6) in ein Bildwellenfeld transformiert wird und das Bildwellenfeld zum Bediener (B) gerichtet ist, um dem Bediener (B) das im holografischen Bildträger (6) gespeicherte Hologramm als virtuelles zweites Bild (17) anzuzeigen, welches das erste reelle Bild (16) ergänzt und/oder überlagert und dass die Blende (14) und die opake Schicht (13) Teil eines Trägers sind, welcher den ersten Lichtleiter (11) und den zweiten Lichtleiter (12) einrahmt und dass das erste Bild (16) eine Schaltfunktion symbolisiert und dass das zweite Bild (17) den zur Schaltfunktion gehörigen Schaltzustand darstellt.Function display (1) for selective optical display, in particular for a motor vehicle, comprising: a light guide stack of at least two transparent or translucent light guides (11, 12) arranged superimposed in a stacking direction, which are covered by a transparent or translucent layer made of one in comparison The adjacent light guides are arranged at a distance from optically thinner material, preferably via an air gap (8), so that the light guides (11, 12) each face an observer (B). have a main surface (4) and in the case of at least one light guide (11), the main surface (5) facing away from the viewer (B) faces a light guide (12) which is closest in the stacking direction; per light guide (11, 12) at least one light source (2), which is arranged to couple light via a first end face (3) from several end faces of the associated light guide (11, 12) into the respective light guide (11, 12); furthermore, at least one first light guide (11) of the light guide stack has a microstructuring provided in or on the first light guide (11) and formed by light-refractive and/or light-scattering microstructures (7), which is designed when light is emitted from the light guide (11) belonging to the first light guide (11). Light source (2) to display a first, real image (16) visibly for the viewer (B) by means of backlighting by means of the light coupled into the first light guide (11); and wherein furthermore at least one second light guide (12) of the light guide stack is provided, an opaque diaphragm (14) extending from the first end face (3) in regions between the first light guide (11) and the second light guide (12). an opaque layer (13) is applied to the first light guide (11) and the second light guide (12) on the opposite end face; characterized in that a hologram, such as a transmission hologram or a reflection hologram, containing a holographic image carrier (6) is arranged adjacent to the second light guide (12), so that when light is emitted from the light source (2) associated with the second light guide (12), the in The light coupled into the second light guide (12) is transformed into an image wave field by the holographic image carrier (6) and the image wave field is directed towards the operator (B) in order to provide the operator (B) with the hologram stored in the holographic image carrier (6) as a virtual second image (17), which supplements and/or superimposes the first real image (16) and that the aperture (14) and the opaque layer (13) are part of a carrier which contains the first light guide (11) and the second light guide (12 ) and that the first image (16) symbolizes a switching function and that the second image (17) represents the switching state associated with the switching function. Funktionsanzeige (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Mikrostrukturierung aus mehreren, gleichförmig ausgebildeten Mikrostrukturen (7) ausgebildet ist, die einen mikrostrukturierten Bereich des ersten Lichtleiters (11) definieren.Function display (1) according to Claim 1 , wherein the microstructuring is formed from a plurality of uniform microstructures (7) which define a microstructured region of the first light guide (11). Funktionsanzeige (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Anzahldichte der Mikrostrukturen (7) im mikrostrukturierten Bereich 1.000 bis 2.000 pro mm2 beträgt.Functional display (1) according to the preceding claim, wherein the number density of the microstructures (7) in the microstructured area is 1,000 to 2,000 per mm 2 . Funktionsanzeige (1) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mikrostrukturen (7) jeweils einen Durchmesser aufweisen, der im Bereich von 1 µm bis 25 µm liegt.Function display (1) according to one of the two preceding claims, wherein the microstructures (7) each have a diameter that is in the range of 1 µm to 25 µm. Funktionsanzeige (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, wobei die Mikrostrukturen (7) im mikrostrukturierten Bereich einen mittleren Abstand aufweisen, der im Bereich von 25 µm bis 55 µm liegt.Function display (1) according to one of the previous ones Claims 2 until 4 , wherein the microstructures (7) in the microstructured area have an average distance that is in the range of 25 µm to 55 µm. Funktionsanzeige (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mikrostrukturierung durch Prägen einer der Hauptflächen (4) des ersten Lichtleiters (11) ausgebildet ist.Function display (1) according to one of the preceding claims, wherein the microstructuring is formed by embossing one of the main surfaces (4) of the first light guide (11). Funktionsanzeige (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der holografische Bildträger (6) ein Transmissionshologramm beinhaltet und der zweite Lichtleiter (12) des Lichtleiterstapels aus Sicht des Betrachters (B) unter dem ersten Lichtleiter (11) angeordnet ist.Functional display (1) according to one of the preceding claims, wherein the holographic image carrier (6) contains a transmission hologram and the second light guide (12) of the light guide stack is arranged under the first light guide (11) as viewed by the observer (B). Funktionsanzeige (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flächenanteil aller mikrostrukturierten Bereiche des ersten Lichtleiters (11) an der dem Betrachter (B) zugewandten Hauptfläche (4) weniger als 50% ausmacht.Functional display (1) according to one of the preceding claims, wherein the surface area of all microstructured areas of the first light guide (11) on the main surface (4) facing the viewer (B) is less than 50%. Funktionsanzeige (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der holografische Bildträger (6) durch einen Folienschichtaufbau ausgebildet ist.Function display (1) according to one of the preceding claims, wherein the holographic image carrier (6) is formed by a film layer structure. Funktionsanzeige (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein oder mehrere optische Elemente, wie eine Linse, zur Kollimierung des in den ersten Lichtleiter (11) und/oder zweiten Lichtleiter (12) eingekoppelten Lichtes vorgesehen sind.Function display (1) according to one of the preceding claims, wherein one or more optical elements, such as a lens, are provided for collimating the light coupled into the first light guide (11) and/or second light guide (12). Funktionsanzeige (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der ersten Stirnflächen (3) eines der Lichtleiter (11, 12) des Lichtleiterstapels aus Sicht des Betrachters (B) nach hinten versetzt angeordnet ist.Function display (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the first end faces (3) of one of the light guides (11, 12) of the light guide stack is arranged offset to the rear from the perspective of the observer (B). Funktionsanzeige (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine äußere, transparente oder transluzente Deckschicht (9), die den Lichtleiterstapel überdeckt und eine dem Betrachter (B) zugewandte Berühroberfläche (8) ausbildet;Functional display (1) according to one of the preceding claims, wherein an outer, transparent or translucent cover layer (9) which covers the light guide stack and forms a contact surface (8) facing the viewer (B); Bedienelement (10), aufweisend eine Funktionsanzeige (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Control element (10), having a function display (1) according to one of the preceding claims.
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