DE202011104758U1 - Elektronischer Schalter - Google Patents

Abstract

Elektronischer Schalter (2) ohne haptische Rückmeldung beim Auslösen des Schalters, umfassend ein Leuchtmittel (6), das eine optische Rückmeldung über einen Schaltzustand (A, B, C) gibt, indem die Abstrahlcharakteristik des Leuchtmittels in Abhängigkeit des Schaltzustands (A, B, C) variiert wird.

Description

• Die Erfindung betrifft einen elektronischen Schalter, der beim Auslösen keine haptische Rückmeldung gibt.
• Unter haptischer Rückmeldung wird hierbei verstanden, dass der Schalter bei seinem Auslösen keine fühl- oder ertastbare Rückmeldung für den Benutzer gibt, dass er ausgelöst hat. Dies ist bei elektronischen Schaltern der Fall, die ohne einen für den Benutzer fühlbaren Schaltweg und auch ohne ein fühlbares Einrastverhalten, eben die sogenannte Haptik, auskommen. Derartige elektronische Schalter basieren beispielsweise auf optischen oder auch elektronischen, beispielsweise kapazitiven Sensoren, die beispielsweise eine Berührung einer Schaltfläche des Schalters bereits als Schalten identifizieren, ohne dass ein Schaltweg erforderlich ist.
• Bei derartigen elektronischen Schaltern besteht das Problem, dass der Benutzer sich oftmals im Unklaren über den Schaltzustand des Schalters ist, ob dieser also geschaltet bzw. ausgelöst hat.
• Sind mehrere derartige elektronische Schalter nebeneinander in einer Bedienblende angeordnet, beispielsweise zur Bedienung von Haushaltsgeräten oder auch zur Bedienung von Funktionen im Kraftfahrzeug, so besteht die Gefahr, dass ein Schalter aus Versehen ausgelöst wird.
• Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere irrtumfreies Schalten für den Benutzer bei derartigen elektronischen Schaltern zu ermöglichen.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen elektronischen Schalter, der ein Leuchtmittel umfasst, welches eine optische Rückmeldung über einen Schaltzustand gibt, indem die Abstrahlcharakteristik des Leuchtmittels in Abhängigkeit des Schaltzustands variiert oder moduliert wird. Unter Variation der Abstrahlcharakteristik wird hierbei insbesondere eine Variation der Helligkeit verstanden. Ergänzend oder alternativ kann auch eine Variation der Farbe vorgesehen sein.
• Durch die Variation der Abstrahlcharakteristik erhält der Benutzer zuverlässig eine optische Rückmeldung über den jeweiligen Schaltzustand, ob also der Schalter bereits ausgelöst hat oder sich noch im nicht ausgelösten Zustand sich befindet.
• In zweckdienlicher Weiterbildung ist der Schalter derart ausgebildet, dass unterschiedliche optische Rückmeldungen für die Schaltzustände „Ruhezustand”, „Schalter vorbereitet” sowie „Schalter ausgelöst” vorgesehen sind. Unter „Schalter vorbereitet” wird ein Zustand verstanden, bei dem der Schalter vor einem Auslösen steht. Dieser zusätzliche Schaltzustand dient quasi als eine Hinweisfunktion, dass der Schalter demnächst schalten oder auslösen wird. Dies bietet dem Nutzer die Möglichkeit der Überprüfung ob er tatsächlich diesen Schalter betätigen will. Insoweit erhält der Benutzer eine Rückmeldung bereits vor dem eigentlichen Schalten, was ein irrturmfreies Schalten begünstigt.
• Die Variation der Abstrahlcharakteristik mit den unterschiedlichen Schaltzuständen ist daher insgesamt ähnlich einem Ampelsystem ausgebildet, bei dem für die drei Zustände unterschiedliche optische Rückmeldungen gegeben werden.
• Im Schaltzustand „Ruhestand” ist zweckdienlicher Weise eine Grundbeleuchtung aktiviert. Dies ist beispielsweise eine Hintergrundbeleuchtung des Schalters.
• In bevorzugter Weiterbildung ist der Schalter mit einem Näherungssenor zur Erfassung eines Objekts ausgestattet, beispielsweise ein Finger eines Benutzers. Bei einem Aktivierungsabstand des Objekts erfolgt eine optische Rückmeldung über den Schaltzustand „Schalter vorbereitet”. Der Aktivierungsabstand liegt dabei vor einer Auslöseposition, die beispielsweise durch eine Schaltfläche des Schalters definiert ist.
• Beim Erreichen des Aktivierungsabstands wird die Abstrahlcharakteristik, insbesondere die Helligkeit vorzugsweise sprunghaft verändert. Durch die sprunghafte Veränderung erkennt der Benutzer daher sofort, dass der jeweilige Schalter nunmehr zum Schalten vorbereitet ist und auslösen wird, wenn der Benutzer seinen Finger weiter in Richtung zur Schaltfläche führt. Durch die sprunghafte Änderung wird quasi ein Hinweis- oder Warnsignal abgegeben.
• Bei weiterer Annäherung an den Schalter ist in bevorzugter Ausgestaltung eine kontinuierliche Veränderung der Abstrahlcharakteristik vorgesehen. Insbesondere erfolgt diese Veränderung proportional zum Abstand zwischen dem Objekt und der Auslöseposition des Schalters. Diese kontinuierliche Veränderung erfolgt bis Erreichen der Auslöseposition. Beispielsweise wird hierzu die Helligkeit zunehmende reduziert. Vorzugsweise wird sie bis auf einen Helligkeitswert 0 oder nahezu 0 reduziert.
• Bei Erreichen der Auslöseposition ist vorzugsweise wiederum eine sprunghafte Änderung der Abstrahlcharakteristik vorgesehen, beispielsweise der Helligkeit oder insbesondere auch der Farbe. Durch die sprunghafte Veränderung erhält auch hier der Benutzer eine sofort erkennbare und klare Rückmeldung, dass der Schalter ausgelöst hat.
• Beim Entfernen des Fingers vom Schalter bestehen unterschiedliche Möglichkeiten der Veränderung der Abstrahlcharakteristik. Bei einer ersten Variante wird die Abstrahlcharakteristik identisch wie beim Annähern verändert. Bei einer zweiten Variante springt die Abstrahlcharakteristik sprunghaft in den Schaltzustand „Ruhezustand” über. Gemäß einer dritten Ausführungsvariante ist schließlich vorgesehen, dass die Abstrahlcharakteristik des Schaltzustands „Schalter ausgelöst” zunächst bis zu einem Deaktivierungsabstand beibehalten wird, um anschließend wahlweise in den Schaltzustand „Schalter vorbereitet” oder direkt in den Schaltzustand „Ruhezustand” überzugehen. Insbesondere erfolgt beim Erreichen des Deaktivierungsabstands wiederrum eine sprunghafte Änderung der Abstrahlcharakteristik, beispielsweise eine deutliche Helligkeitsänderung oder eine leicht erkennbare Farbänderung. Zweckdienlicherweise kann der Schalter erst dann wieder betätigt werden, wenn dieser Deaktivierungsabstand erreicht wurde. Hierdurch wird ein ungewolltes Doppelauslösen des Schalters zuverlässig vermieden.
• In bevorzugter Weiterbildung ist der Schalter derart ausgebildet, dass beim Erreichen des Schaltzustands „Schalter ausgelöst” zusätzlich ein akustisches Signal ausgegeben wird. Es wird also sowohl eine optische als auch eine akustische Rückmeldung über das Auslösen des Schalters gegeben, so dass eine zuverlässige Rückmeldung auch dann gegeben ist, wenn der Bediener nicht mehr direkt auf den Schalter schaut, beispielsweise weil er beim Fahren eines Kraftfahrzeugs auf den Verkehr achten muss.
• Als Leuchtmittel wird in den Schalter vorzugsweise eine LED eingesetzt. Grundsätzlich kann das Licht in an sich bekannter Weise über Lichtleitelemente an eine Oberfläche des Schalters geleitet werden, beispielsweise über Glasfasern oder sonstige Licht leitende Strukturen.
• Ein Ausführungsbeispiel wird im Folgenden an Hand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt in einer schematischen, stark vereinfachten Darstellung einen elektronischen Schalter mit einem sich näherenden Objekt in Kombination mit einem Diagramm, das beispielhaft die Abstrahlcharakteristik des Leuchtmittels wiedergibt.
• Der elektronische Schalter 2 umfasst im Ausführungsbeispiel einen Schaltsensor 4, beispielsweise einen kapazitiven oder auch einen optischen Sensor. Weiterhin weist der Schalter 2 ein Leuchtmittel 6, insbesondere eine LED, einen Näherungssenor 8 sowie einen akustischen Signalgeber 10 und schließlich eine Steuereinheit 12 auf.
• Die Steuereinheit 12 steht mit den weiteren Komponenten Schaltsensor 4, Leuchtmittel 6, Näherungssenor 8 sowie akustischer Signalgeber 10 in Verbindung und steuert diese an bzw. empfängt von diesen Signale. Die Steuereinheit wertet beispielsweise die vom Näherungssensor 8 erhaltenen Signale aus und steuert in Abhängigkeit dieser Signale das Leuchtmittel 6 sowie auch den akustischen Signalgeber 10 an. Weiterhin empfängt die Steuereinheit 12 vom Schaltsensor 4 ein Schaltsignal und aktiviert darauf hin ein hier nicht näher dargestelltes elektronisches Schaltbauteil, welches die eigentliche Schaltfunktion ausübt. Grundsätzlich kann dieses auch direkt mit dem Schaltsignal des Schaltsensors 4 beaufschlagt sein.
• Die Wirkungsweise des elektronischen Schalters 2 beim Annähern eines Objekts 14, insbesondere eines Fingers eines Benutzers, wird im Zusammenhang mit dem Diagramm näher erläutert. Bei diesem ist im Ausführungsbeispiel die Intensität des abgestrahlten Lichts gegenüber der Position des Objekts 14 aufgetragen.
• Beim Schalter 2 wird insgesamt zwischen 3 Schaltzuständen unterschieden, nämlich
  A „Ruhezustand”
  B „Schalter vorbereitet” sowie
  C „Schalter ausgelöst”.
• Ist das Objekt 14 außerhalb eines Nahraums um den Schalter 2, insbesondere außerhalb eines Aktivierungsabstands a1, so befindet sich der Schalter 2 in seinem Ruhezustand A. In diesem Ruhezustand weist das Leuchtmittel eine Grundbeleuchtung I₀ auf. Nähert sich das Objekt 14 und erreicht den Aktivierungsabstand a1, so ändert sich die Intensität sprunghaft auf eine maximale Intensität I_max und gibt damit eine optische Rückmeldung, das nunmehr der Schaltzustand B „Schalter vorbereitet” erreicht ist. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass beim weiteren Annähern die Intensität I kontinuierlich abnimmt, bis der Finger 17 eine vordere Bedien- oder Sensorfläche des Schaltsensors 4 und damit eine Auslöseposition a2 erreicht. An dieser Auslöseposition a2 wird über den Schaltsensor 4 das Schalten des Schalters veranlasst. Gleichzeitig signalisiert der Schalter nunmehr den Schaltzustand C „Schalter ausgelöst”. Im Ausführungsbeispiel ist dies durch einen abrupten stufenförmigen Abfall der Intensität I auf 0 erzielt. Das Leuchtmittel 6 ist daher ausgeschaltet.
• Bei Erreichen des Schaltzustands C veranlasst die Steuereinheit 12 zusätzlich, dass ein akustisches Signal über den Signalgeber 10 abgegeben wird.
• Beim Entfernen des Objekts 14 von der Auslöseposition a2 bestehen nunmehr unterschiedliche Möglichkeiten der optischen Rückmeldung über das Leuchtmittel 6.
• Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Abstrahlcharakteristik des Schaltzustands C „Schalter ausgelöst” bis zu einer Deaktivierungsposition a3 beibehalten wird und dann sprunghaft auf den korrespondierenden Intensitätswert zurück springt, der beim Annähern an das Objekt 14 an den Schalter 2 eingenommen wird.
• Zweckdienlicherweise ist vorgesehen, dass der Schalter 2 bis zum Erreichen der Deaktivierungsposition a3 für ein weiteres Schalten gesperrt ist.
• Alternativ zu dem dargestellten Verlauf der Abstrahlcharakteristik des Leuchtmittels 6 können die einzelnen Schaltzustände auch durch andere Abstrahlcharakteristiken dargestellt werden. So kann im Ruhezustand A die maximale Intensität I_max anliegen, die beim weiteren Annähern sukzessiv reduziert wird, insbesondere bis auf 0, um dann beim Erreichen des Schaltzustands C einen Zwischenwert einzunehmen.
• Von wesentlicher Bedeutung bei dem hier dargestelltem Konzept mit der optischen Rückmeldung über den Schaltzustand ist, dass mehrere Stufen/Schaltzustände dem Benutzer optisch mitgeteilt werden, um so eine Statusinformation über den Zustand des Schalters 2 zu erhalten. Durch dieses mehrstufige Konzept ist die Gefahr einer ungewollten Fehlauslösung deutlich verringert. Auch ist eine höhere Benutzerzufriedenheit erreicht, da der Benutzer zuverlässig darüber informiert ist, ob tatsächlich ein Schalten erfolgt ist.
• Bezugszeichenliste

2

elektronischer Schalter

4

Schaltsensor

6

Leuchtmittel

8

Näherungssensor

10

akustischer Signalgeber

12

Steuereinheit

14

Objekt

I

Intensität

I₀

Grundbeleuchtung

I_max

maximale Intensität

a1

Aktivierungsabstand

a2

Auslöseposition

a3

Deaktivierungsposition

A

Ruhezustand

B

Schalter vorbereitet

C

Schalter ausgelöst

Claims (12)

1. Elektronischer Schalter (2) ohne haptische Rückmeldung beim Auslösen des Schalters, umfassend ein Leuchtmittel (6), das eine optische Rückmeldung über einen Schaltzustand (A, B, C) gibt, indem die Abstrahlcharakteristik des Leuchtmittels in Abhängigkeit des Schaltzustands (A, B, C) variiert wird.
2. Schalter nach Anspruch 1, bei dem unterschiedliche optische Rückmeldungen über die Schaltzustände „Ruhezustand” (A) „Schalter vorbereitet” (B) sowie „Schalter ausgelöst” (C) vorgesehen sind.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in einem Ruhezustand (A) eine Grundbeleuchtung (I₀) aktiviert ist.
4. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher mit einem Näherungssensor (8) zur Erfassung eines Objekts (14) ausgestattet ist, wobei bei einem Aktivierungsabstand (a1) des Objekts (14) bereits vor Erreichen einer Auslöseposition (a2), bei der ein Schalten erfolgt, eine optische Rückmeldung über den Schaltzustand „Schalter vorbereitet” (B) erfolgt.
5. Schalter nach Anspruch 4, bei dem beim Erfassen des Objekts (14) beim Aktivierungsabstand (a1) die Abstrahlcharakteristik, insbesondere die Helligkeit, sprunghaft verändert wird.
6. Schalter nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Abstrahlcharakteristik des Leuchtmittels (6) zwischen den Schaltzuständen „Ruhezustand” (A) und „Schalter ausgelöst” (C) kontinuierlich verändert wird, insbesondere proportional zum Abstand zwischen dem Objekt (14) und der Auslöseposition (a2) des Schalters.
7. Schalter nach Anspruch 6, bei dem die Helligkeit verändert wird, insbesondere auf einen Helligkeitswert Null oder nahe Null.
8. Schalter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem bei Erreichen der Auslöseposition (a2) die Abstrahlcharakteristik sich sprunghaft ändert.
9. Schalter nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem bei Erreichen des Schaltzustands „Schalter ausgelöst” (C) zusätzlich ein akustisches Signal ausgegeben wird.
10. Schalter nach einem der Ansprüche 4 bis 9, bei dem beim Entfernen des Objekts (14) die Abstrahlcharakteristik sich zusehends in Richtung zum Grundzustand verändert oder direkt in den Grundzustand übergeht.
11. Schalter nach einem der Ansprüche 4 bis 10, bei dem beim Entfernen des Objekts (14) die Abstrahlcharakteristik für den Schaltzustand „Schalter ausgelöst” (C) bis zu einem Deaktivierungsabstand a3 erhalten bleibt.
12. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Beleuchtungsmittel eine LED vorgesehen ist.

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