DE10314315A1 - Bedienelement - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Encoder für ein Bedienelement (1) vorgeschlagen, welcher aus einer im Bedienelement (1) vorhandenen Lichtquelle (7), einem Lichtverteiler (5, 5.1, 5.2) sowie wenigstens zwei Empfängern (8, 9) gebildet wird. Mit Hilfe dieses Encoders sind in einfachster Form die Bewegungs- und Richtungsinformationen des Bedienelementes (1) herleitbar. Die Auswertung erfolgt in einer Elektronik (10).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Bedienelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bekannte Bedienelemente oder auch Drehsteller etc. basieren auf dem Prinzip des Signalabgriffs über Kontaktfedern.
  • Einen Drehschalter bzw. Drehsteller beschreibt die DE 199 64 133 A1 , wobei der Drehschalter an seinem Drehknopfunterteil eine Schleiferplatte aufweist. Über Kontaktfedern an einer Grundplatte werden die entsprechenden Signale abgegriffen. Die Ausleuchtung des Drehknopfoberteils erfolgt über einen im Drehknopfoberteil geführten, starr angebrachten Lichtleiter.
  • Aus der DE 199 43 589 A1 ist ein Lichtleiterpilz bekannt, in den Licht einer Lichtquelle mittig in den Pilz eingekoppelt und über diesen zu einer Skala geführt wird.
  • Neben magneto-resitiven oder induktiven / kapazitiven Bedienelementen sind auch optoelektronische Schalter bekannt.
  • In der DE 43 36 729 A1 wird ein optischer Schalter, ein Wippschalter, vorgeschlagen, der aus einer Lichtquelle sowie einem photoelektrischen Wandlerelement besteht. Angestrebt wird, dass durch ein einziges Bauteil eine ausreichende Beleuchtung des Betätigungsorgans sowie der Schaltvorgang des optischen Schalters selbst vorgenommen wird. Nachteilig ist der komplexe Aufbau eines solchen Schalters.
  • Ein optischer Encoder mit dreifacher Photodiode wird in der DE 199 63 809 C2 offenbart, wobei insbesondere auf die Auswertung bzw. Signalverarbeitung eingegangen wird.
  • In der DE 36 32 084 A1 wird der Aufbau eines optischen Encoders und insbesondere die Anordnung von Sendern und Empfängern zueinander beschrieben. Sender und Empfänger liegen sich hierbei gegenüber.
  • Aus der DE 100 62 687 A1 ist ein Steller zur Veränderung einer aktuellen Einstellung zumindest zweier zugeordneter Funktionen insbesondere eines Kraftfahrzeuges bekannt.
  • Die DE 199 17 164 A1 beschreibt einen Schalter, insbesondere Drehschalter, der einen Kontaktbrücken-Schleifer besitzt, durch den codierte Kontaktbahnen einer Codier-Kontaktscheibe je Einstellendlage ein spezifisch codiertes elektrisches Signal-Muster generiert.
    •
  • Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Drehsteller bzw. ein Bedienelement aufzuzeigen, bei dem mit möglichst wenigen Mitteln die Bewegungs- und Richtungsinformation eines Drehknopfes erkannt und an eine nachfolgende Elektronik weitergegeben wird.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
  • Der Erfindung greift die Idee auf, eine vorhandene Lichtquelle / LED, welche zur Ausleuchtung seines Drehknopfes und / oder einer Symbolik einer Blende im Nachtdesign benötigt wird, als Teil eines Encoders zur Ermittlung der Bewegungs- und Richtungsinformation des Drehstellers bzw. Bedienelements zu verwenden.
  • Vorgesehen ist dabei in der bevorzugten Ausführung, den durch die Abstrahlcharakteristik der Lichtquelle festgelegten, nicht für die Ausleuchtung verwendbare Strahlenbereich als Sendesignal des Encoders zu verwenden. Dieses Lichtsignal wird in einen Lichtverteiler eingekoppelt und an wenigstens zwei Empfängern weitergegeben, die vorzugsweise in gleicher Ebene wie die Lichtquelle und auf der selben Leiterplatine angebracht sind. An den wenigstens zwei Empfängern wird ein digitales Bitmuster, beispielsweise Gray-Code, erzeugt, welches in einer nachfolgenden Elektronik weiterverarbeitet wird.
  • Die vorhandene Lichtquelle, der Lichtverteiler sowie die Empfänger bilden den optischen Encoder (Schalter) des Bedienelements bzw. Drehstellers.
  • Der Lichtverteiler wird, vorzugsweise zusammen mit dem Lichtleiter, ähnlich wie ein Lichtrotor in die Richtung bewegt, in die der Drehknopf verdreht wird.
  • Mittels definierter Lichtabschottung auf wenigstens zwei, phasenversetzte Phototransistoren oder -dioden wird die Encoderfunktion realisiert.
  • Die Übertragung der Drehinformation durch das Lichtsignal auf die Empfänger ermöglicht den Aufbau mit großen Toleranzen. Eine Beeinflussung des Drehmomentes am Drehknopf wird ebenfalls eliminiert.
  • Insbesondere bei Drehstellern als Incrementgeber kann die einfache Ausführung Anwendung finden.
  • Mit der gleichen Anordnung lassen sich zudem durch weitere Empfänger und vorzugsweise weiteren Codierscheiben noch weitere Schaltaufgaben realisieren.
    •
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Es zeigt:
  • 1 einen Drehsteller mit einer Lichtverteilerführung in einer Schnittdarstellung,
  • 2 eine Draufsichtdarstellung auf eine Lichtverteilerführung mit Sender und Empfängern (einfache Ausführung),
  • 3 eine zeichnerische Darstellung der einzustellenden Rastpunkte,
  • 4 eine tabellarische Codierung der Rastpunkte aus 3,
  • 5 eine weitere Lichtscheibe.
  • In 1 ist ein Bedienelement bzw. eine Drehsteller 1, bestehend aus einem hier angedeuteten Drehknopfoberteil 2 sowie einem Drehknopfunterteil 3 dargestellt. Im Drehknopfunterteil 3 eingebunden ist ein Lichtleiter bzw. Lichtrotor 4, der hier als Lichtleiterpilz ausgeführt ist. Auf der Leiterplatine 6 befindet sich unterhalb des Lichtleiters 4 eine Lichtquelle 7, eine LED, durch die das Licht in den Lichtleiter 4 u.a. zur Ausleuchtung des Drehknopfoberteils 2 insbesondere für das Nachtdesign eingekoppelt wird. In diesem Einkoppelbereich der Lichtquelle 7 ist in einer bevorzugten Ausführung eine ringförmige Lichtverteilung 5 um den Lichtleiterpilz 4 angeformt. Vorzugsweise sind in der einfachen Ausführung zwei Empfänger 8, 9, beispielsweise Photodioden, in gleicher Ebene mit der Lichtquelle 7 jedoch versetzt zueinander auf der Leiterplatine 6 angeordnet. Die Anordnung der Empfänger 8, 9 im Bedienelement 1 ist jedoch anhängig von der Gestaltung der Lichtverteilung 5, da die optische Verbindung zwischen der Lichtquelle 7 und die Empfänger 8, 9 durch die Lichtverteilung 5 realisiert wird.
  • 2 zeigt eine einfache Licht- bzw. Codierscheibe 5.1 als Lichtverteiler 5 und die Anordnung der Empfänger 8, 9 zueinander.
  • Die Lichtscheibe 5.1 weist lichttransportierende Bereiche 11 und freie Bereiche (12) auf. Sie sieht einem 4-Speichenrad ähnlich. Der Aufbau dieser Lichtscheibe 5.1 und die Anordnung der Empfänger 8, 9 ermöglicht in dieser Ausführung die Realisierung einer 16-er Rast (3). Beim Verstellen des Drehknopfoberteils 2 ergibt sich mit dieser Lichtscheibe 5.1 eine in 4 dargestellte Ansteuerung der Empfänger 8, 9 (E1, E2). Ausgewertet wird dies in einer nachfolgenden Elektronik 10.
  • Anhand der Code-Folge ist für diese Elektronik 10 erkennbar, in welche Richtung das Drehknopfubereil 2 des Drehstellers 1 verdreht wird. Dabei ist zwar hier kein Absolutwert abgreifbar, in vielen Fällen aber auch nicht nötig, insbesondere dann nicht, wenn diese Drehsteller 1 beispielsweise zur Lautstärkeregelung „lauter / leiser" oder Klimaregelung „kälter / wärmer" verwendet werden.
  • Alternativ dazu kann der Lichtverteiler 5 auch durch ein Vollscheibe gebildet werden, welche transluzente und lichtundurchlässige Bereiche aufweist, die eine selbige Codierung bewirken (nicht näher dargestellt).
  • Wenn ein Absolutwert benötigt wird, sind die Einbindung weiterer Empfänger E3, E4, E5, vorzugsweise von weiteren drei, unterhalb der Lichtverteilung 5 verteilt vorzusehen, die ebenfalls in bestimmten Abständen zueinander anzuordnen sind. In diesen Fällen hat sich die Verwendung einer transluzenten mit lichtundurchlässigen Bereichen 12 bedruckte Lichtverteilung 5.2 als vorteilhaft gezeigt, wie in 5 dargestellt. In der dargestellten Ausführung werden Rastungen von 0 bis 31 und damit 32 Schaltpunkte für das Bedienelement 1 realisiert.
  • Es versteht sich, dass im Rahmen der erfinderischen Idee Änderungen möglich sind. Eine Möglichkeit besteht darin, das Licht der Lichtquelle 7 direkt bzw. auch seitlich in die Lichtverteilung 5 einzukoppeln.

Claims (9)

  1. Bedienelement (1), bestehend aus einem Drehknopfoberteil (2) und einem Drehknopfunterteil (3) sowie einem im Bedienelement (1) integrierbaren Lichtleiter (4), in den zur Ausleuchtung zumindest des Drehknopfoberteils (2) Licht einer unterhalb des Lichtleiters (4) befindliche Lichtquelle (7) eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Lichtverteilung (5, 5.1, 5.2) derart um die Lichtquelle (7) angebracht ist, dass das Licht der Lichtquelle (7) als Sendesignal eingekoppelt und an Empfänger (8, 9) weitergeleitet wird, wobei – die Lichtverteilung (5, 5.1, 5.2) und das Drehknopfoberteil (2) funktional in Drehverbindung stehen und – die Lichtverteilung (5, 5.1, 5.2) als Codierscheibe fungiert, – durch die bei Verstellen des Drehknopfoberteils (2) eine Bedienfunktion des Bedienelements (1) ausgelöst wird.
  2. Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (4) ein Lichtrotor ist.
  3. Bedienelement nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverteilung (5, 5.1, 5.2) an den Lichtleiter (4) angeformt ist.
  4. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfänger (8, 9) in nahezu gleicher Ebene mit der Lichtquelle (7) jedoch versetzt zueinander angeordnet sind.
  5. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfänger (8, 9) Phototransistoren oder -dioden sind.
  6. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtverteiler (5, 5.1, 5.2) aus Licht transportierendem Material besteht.
  7. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtverteiler (5) als Lichtscheibe (5.1, 5.2) mit lichtdurchlässigen Bereichen (11) ausgeführt ist.
  8. Bedienelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtscheibe (5.1, 5.2) als Vollscheibe transluzente (11) und lichtundurchlässige Bereiche (12) aufweist.
  9. Bedienelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sendesignal ein für die Ausleuchtung nicht verwendbarer Stahlenbereich des Lichtes der Lichtquelle (7) genutzt wird.
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