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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen die berührungsempfindlichen Steuervorrichtungen für Fahrzeuge.
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Aus der
FR 3 016 563 ist eine berührungsempfindliche Steuervorrichtung mit einem kapazitiven Film bekannt, die hinter einem durchscheinenden opaken Teil verborgen ist. Dioden erlauben, bestimmte Bereiche des durchscheinenden opaken Teils hintergrundzubeleuchten.
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Eine derartige berührungsempfindliche Steuervorrichtung ist nur dann unsichtbar, wenn sie in einer Platte derselben Farbe wie das durchscheinende opake Teil integriert ist. Das ist besonders hinderlich.
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Vor diesem Hintergrund zielt die Erfindung darauf ab, eine berührungsempfindliche Steuervorrichtung für Fahrzeuge vorzuschlagen, die in Platten mit diversen Dekoren integrierbar sind.
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Zu diesem Zweck bezieht sich die Erfindung auf eine berührungsempfindliche Steuervorrichtung für Fahrzeuge, wobei die Steuervorrichtung umfasst:
- - eine hintere Schicht,
- - eine transparente Frontschicht,
- - eine zwischen der hinteren Schicht und der transparenten Frontschicht angeordnete transparenter kapazitiver Film,
- - eine Vielzahl transparenter organischer elektrolumineszierender Dioden, die auf den transparente kapazitive Film gedruckt sind, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, damit den transparenten kapazitiven Film die organischen elektrolumineszierenden Dioden steuert.
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Da die Frontschicht, der transparente kapazitive Film und die elektrolumineszierenden Dioden transparent sind, ist nur die hintere Schicht sichtbar, wenn die Steuervorrichtung inaktiv ist. Diese hintere Schicht kann jede Art von Dekor tragen und damit in Strukturen integriert sein, die ein unterschiedliches Aussehen haben. Wenn jedoch ein Benutzer einen Finger der berührungsempfindlichen Steuervorrichtung nähert, ermittelt der transparente kapazitive Film die Präsenz des Fingers und aktiviert die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden. Diese zeigen dem Benutzer die Präsenz der Steuervorrichtung und die von dieser Vorrichtung gesteuerte Funktion. Des Weiteren vermittelt die Konstruktion der Steuervorrichtung einen Eindruck von Tiefe, wenn die elektrolumineszierenden Dioden eingeschaltet sind. Diese Wirkung wird erzielt, obwohl die Steuervorrichtung in der Dicke besonders kompakt ist.
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Die berührungsempfindliche Steuervorrichtung kann ferner eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen, die allein oder in allen technisch möglichen Kombinationen herangezogen werden:
- - der transparente kapazitive Film definiert eine Vielzahl von Steuerbereichen, die konfiguriert sind, um voneinander unterschiedliche Funktionen des Fahrzeugs zu steuern, wobei transparente organische elektrolumineszierende Dioden direkt unter jedem Steuerbereich derart gedruckt sind, dass ein Motiv entsteht, das die entsprechende Funktion symbolisiert,
- - die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden sind konfiguriert, um ein Licht in einer vorbestimmten Farbe zu senden,
- - die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden umfassen mehrere lichtemittierende Schichten, die Licht in voneinander unterschiedlichen Farben erzeugen,
- - die Vorrichtung weist einen Controller auf, der die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden in Abhängigkeit von einem Parameter steuert, der eine Vielzahl von Werten annehmen kann, wobei der Controller konfiguriert ist, damit die von den transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden emittierte Farbe in Abhängigkeit vom Wert des Parameters wechselt,
- - die Vorrichtung umfasst eine elektrische Versorgung und transparente Leitungsbahnen, die die elektrische Versorgung mit dem transparenten kapazitiven Film elektrisch verbinden,
- - die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden umfassen jeweils eine transparente Schicht, die eine Anode oder eine Kathode definiert,
- - die hintere Schicht weist eine große Dekorfläche auf, die zu dem transparenten kapazitiven Film zeigt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug, das eine berührungsempfindliche Steuervorrichtung mit den oben genannten Merkmalen aufweist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die hinweisend gegeben wird und keinesfalls beschränkend ist und sich auf die anliegenden Figuren bezieht, von denen:
- - die 1 eine vereinfachte schematische Darstellung der berührungsempfindlichen Steuervorrichtung der Erfindung ist, wenn die elektrolumineszierenden Dioden nicht aktiviert sind, wobei einige verborgene Elemente mit gestrichelten Linien dargestellt sind,
- - die 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung der 1 ist, und
- - die 3 eine ähnliche Ansicht wie die von 1 ist, wobei die elektrolumineszierenden Dioden eingeschaltet dargestellt sind,
- - die 4 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Steuervorrichtung der 1 für eine Ausführungsvariante ist, bei der die elektrolumineszierenden Dioden drei Schichten aufweisen, die Licht emittieren.
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Die auf der 1 dargestellte Vorrichtung 1 ist eine berührungsempfindliche Steuervorrichtung für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug ist in typischer Weise ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Pkw oder ein Lkw.
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Die berührungsempfindliche Steuervorrichtung ist zur Integration in den Innenraum des Fahrzeugs und genauer in den Fahrgastraum bestimmt.
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Beispielsweise ist sie zur Integration in eine Instrumententafel, in die Mittelkonsole zwischen zwei vorderen Passagiersitzen, in die Verkleidung einer Öffnung des Fahrzeugs oder an jede andere geeignete Stelle bestimmt.
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Die berührungsempfindliche Steuervorrichtung ist zur Steuerung einer oder mehrerer Funktionen des Fahrzeugs bestimmt, wie später beschrieben werden wird. Diese Funktionen sind vielfältig:
- - Audiosystem,
- - Heizungs- und Lüftungssystem des Fahrgastraums,
- - Klimaanlagensystem für den Fahrgastraum,
- - elektrischer Fensterheber,
- - Einstellung der Rückspiegel,
- - Warnblinkanlage,
- - usw.
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Wie vor allem auf der 2 zu sehen ist, umfasst die Vorrichtung 1 eine hintere Schicht 3, eine transparente Frontschicht 5 und einen zwischen der hinteren Schicht 3 und der transparenten Frontschicht 5 angeordneten transparenten kapazitiven Film 7. Ferner weist die Steuervorrichtung ebenfalls eine Vielzahl transparenter organischer elektrolumineszierender Dioden 9 auf, die auf den transparenten kapazitiven Film 7 gedruckt sind.
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Die transparente Frontschicht 5 ist in typischer Weise ein Kunststoffteil, beispielsweise aus Polycarbonat (PC), aus Polyethylenterephthalat (PET) oder aus Polymethylmethacrylat (PMMA). Diese Schicht bildet die äußerste Schicht der Steuervorrichtung und zeigt in den Fahrgastraum des Fahrzeugs. In einer Variante ist sie mit einer ebenfalls transparenten Schutzschicht bedeckt, beispielsweise einem Lack. Die transparente Frontschicht 5 ist in typischer Weise nicht gefärbt oder in einer Variante schwach gefärbt.
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Bei dieser Anmeldung ist unter transparent ein Material zu verstehen, das einen Lichtdurchlässigkeitsgrad in typischer Weise über 60 % aufweist.
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Der transparente kapazitive Film 7 definiert, wie auf der 1 zu sehen ist, eine Vielzahl von Steuerbereichen 11. Auf der 1 sind drei Steuerbereiche 11 dargestellt. Jedoch definiert der transparente kapazitive Film eine beliebige Anzahl von Steuerbereichen 11, beispielsweise einen einzigen Bereich oder zwei Steuerbereiche oder eine große Anzahl von Steuerbereichen 11. Die Steuerbereiche 11 sind konfiguriert, um die voneinander verschiedenen Funktionen des Fahrzeugs zu steuern, beispielsweise die oben aufgezählten Funktionen.
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In typischer Weise sind die Steuerbereiche 11 voneinander beabstandet. Sie sind in allen möglichen Konfigurationen - als Linie, Dreieck, Quadrat usw. - angeordnet.
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Der Aufbau eines transparenten kapazitiven Films ist bekannt und wird hier nicht weiter erläutert.
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Wie auf der 2 zu sehen ist, weist die transparente Frontschicht 5 gegenüber dem Fahrgastraum eine große Fläche 12 auf. Der transparente kapazitive Film 7 liegt an der großen Fläche 12 an.
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In einer Variante ist eine mechanische elektrisch isolierende Schutzschicht P zwischen dem transparenten kapazitiven Film 7 und der transparenten Frontschicht 5 angeordnet (s. 4). In diesem Fall verbindet eine Haftschicht A in vorteilhafter Weise die mechanische elektrisch isolierende Schutzschicht P mit der transparenten Frontschicht 5. Die Schichten P und A sind transparent.
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In typischer Weise umfasst der transparente kapazitive Film 7 eine elektrisch leitende Schicht 13, die nur die Steuerbereiche 11 bedeckt. Optional ist der Raum zwischen den Steuerbereichen 11 mit einem transparenten Material 14 gefüllt. Dieses transparente Material 14 und die leitende Schicht 13 bilden gemeinsam eine kontinuierliche Schicht, die die gesamte große Fläche 12 der Frontschicht bedeckt.
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In einer Variante bedeckt die elektrisch leitende Schicht 13 etwa die gesamte große Fläche 12.
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Gegenüber der transparenten Frontschicht 5 umfasst der transparente kapazitive Film 7 eine elektrisch isolierende Zwischenschicht 15.
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Die organischen elektrolumineszierenden Dioden sind unter der französischen Abkürzung DELo oder der englischen Abkürzung OLED bekannt. In bekannter Weise weist eine OLED 9 mehrere organische Materialschichten auf, die zwischen einer Schicht, die eine Kathode bildet, und einer Schicht, die eine Anode bildet, platziert sind. Die organischen halbleitenden Schichten und die Schichten, die eine Anode und eine Kathode bilden, sind transparent. Die Schichten, die eine Kathode und eine Anode bilden, sind beispielsweise aus Indium-Zinn-Oxid (bekannt unter der Abkürzung ITO für Indium Tin Oxide in Englisch).
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Die elektrolumineszierenden Dioden 9 sind direkt unter dem Steuerbereich 11 derart gedruckt, dass sie ein Motiv darstellen, das die von dem Steuerbereich 11 gesteuerte Funktion symbolisiert. Dies ist auf den 1 und 3 zu sehen.
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Wie auf der 2 zu sehen ist, sind die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 auf die Zwischenschicht 15 auf die große Fläche dieser Schicht gegenüber der leitenden Schicht 13 gedruckt.
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Der Raum zwischen den elektrolumineszierenden Dioden 9 ist mit einem transparenten Material 17 gefüllt, wie auf der 2 zu sehen ist. Das Material 17 und die elektrolumineszierenden Dioden 9 bilden gemeinsam eine kontinuierliche Schicht, die die gesamte große Fläche der Zwischenschicht 15 bedeckt.
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In dem auf der 2 dargestellten Beispiel sind die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 derart konfiguriert, dass sie ein Licht in einer bestimmten Farbe emittieren.
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Auf der 4 ist eine Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt. Die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 sind mit mehreren Schichten 19, 21, 23 gedruckt, die Licht in voneinander verschiedenen Farben erzeugen. Jede lichtemittierende Schicht 19, 21, 23 befindet sich zwischen einer Schicht 24, die eine Kathode bildet, und einer Schicht 25, die eine Anode bildet.
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Die lichtemittierenden Schichten 19, 21, 23 sind aus transparenten organischen halbleitenden Materialien, und die Schichten 24, 25, die eine Anode und eine Kathode bilden, sind ebenfalls transparent. Die Schichten, die eine Kathode und eine Anode bilden, sind beispielsweise aus ITO.
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Jede transparente organische elektrolumineszierende Diode 9 umfasst damit drei Stapel, die jeweils von einer lichtemittierenden Schicht 19, 21, 23 gebildet sind, die zwischen einer Schicht 24, die eine Kathode bildet, und einer Schicht 25, die eine Anode bildet, platziert sind, wobei die Stapel voneinander durch Zwischenschichten 26, 27 aus transparentem elektrisch isolierendem Material getrennt sind.
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In typischer Weise sind die von den lichtemittierenden Schichten 19, 21, 23 emittierten Farben derart gewählt, dass sie kombiniert werden können, um ein Licht zu erzeugen, das eine beliebige Farbe hat.
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Beispielsweise erzeugt eine der Schichten ein rotes Licht, die andere ein blaues Licht und eine dritte ein grünes Licht.
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Die Steuervorrichtung 1 umfasst auch eine elektrische Versorgung 29 und transparente Leitungsbahnen 31, die die elektrische Versorgung mit dem transparenten kapazitiven Film 7 elektrisch verbinden. Die transparente Leitungsbahnen 31 sind beispielsweise aus ITO hergestellt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die elektrisch leitende Schicht 13 nur die Steuerbereiche 11 bedeckt. Die Bahnen durchqueren demnach die mit dem transparenten Material gefüllten Räume 14, um bis zu den Bereichen 11 zu gelangen, sind aber unsichtbar.
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Im Übrigen umfasst die Steuervorrichtung 1 mindestens eine andere elektrische Versorgung 32 und andere transparente Leitungsbahnen 33, die die elektrolumineszierenden Dioden 9, die sich in jedem der Steuerbereiche 11 befinden, mit der oder mit einer der anderen elektrischen Versorgungen 32 verbinden. Die Leitungsbahnen 33 sind transparent. Sie sind beispielsweise aus ITO hergestellt.
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Beispielsweise ist eine andere elektrisch isolierende transparente Zwischenschicht 34 zwischen der oder den Schichten, die die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 enthalten, und der hinteren Schicht angeordnet. Sie ist beispielsweise aus Kunststoffmaterial. Sie bedeckt die gesamte Schicht oder alle Schichten, die die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 enthalten.
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Die hintere Schicht 3 weist eine große Dekorfläche 35 auf, die zu dem transparenten kapazitiven Film 7 zeigt. Die große Fläche 35 trägt ein Dekor jeden Typs: Holz, gebürstetes Metall, geometrisches oder nicht geometrisches Motiv usw. Die große Fläche 35 kann als ein Dekorfilm definiert sein, der in die hintere Schicht 3 integriert ist. Sie kann auch aus dem Material der hinteren Schicht 3 gebildet sein, die beispielsweise aus Holz oder aus Metall ist.
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Gegenüber den transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 liegt die Zwischenschicht 34 an der großen Dekorfläche 35 der hinteren Schicht an.
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Die Steuervorrichtung 1 ist konfiguriert, damit der transparente kapazitive Film 7 die organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 steuert. Darunter wird verstanden, dass, wenn der transparente kapazitive Film die Nähe eines Fingers des Benutzers ermittelt, er den elektrolumineszierenden Dioden 9 befiehlt, sich einzuschalten.
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Genauer befiehlt sie den im Steuerbereich 11 gedruckten elektrolumineszierenden Dioden 9, sich einzuschalten, wenn der transparente kapazitive Film 7 einen Finger in der Nähe eines der Steuerbereiche 11 ermittelt. Zu diesem Zweck weist die Steuervorrichtung einen Controller 37 auf, der mit dem transparenten kapazitiven Film 7 verbunden ist, beispielsweise mit jedem der Steuerbereiche 11 durch transparente Bahnen 38. Wenn der Steuerbereich 11 ermittelt, dass sich ein Finger eines Benutzers nähert, wird ein Steuersignal an den Controller 37 gesendet. Dieses befiehlt dann der oder einer der anderen elektrischen Versorgungen 32, die direkt unter dem entsprechenden Steuerbereich gedruckten organischen elektrolumineszierenden Dioden einzuschalten.
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Wenn die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 nicht aktiviert sind, erscheint die große Fläche 35 durch die verschiedenen transparenten Schichten der Steuervorrichtung 11.
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Dies ist vor allem der Fall, wenn das Fahrzeug steht. Die Insassen sehen die große Fläche 35 der hinteren Schicht, die in vorteilhafter Weise eine dekorative Oberfläche ist, die Holz, Metall usw. imitiert.
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Gemäß einer Ausführungsvariante, wenn das Fahrzeug fährt, sind die LED ständig eingeschaltet, so dass die Piktogramme auf der Frontschicht angezeigt werden. Die Struktur der berührungsempfindlichen Steuervorrichtung vermittelt den Eindruck von Tiefe, die Piktogramme scheinen in der Dicke der Steuervorrichtung zu schwimmen.
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In einer Variante sind die Dioden 9 normalerweise ausgeschaltet. Wenn der transparente kapazitive Film 7 die Annäherung des Fingers eines Benutzers an einen der Steuerbereiche 11 ermittelt, schalten sich die direkt unter jedem der Bereiche 11 gedruckten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 ein.
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Gemäß einer anderen Variante, wenn der transparente kapazitive Film 7 die Annäherung des Fingers eines Benutzers an einen der Steuerbereiche 11 ermittelt, schaltet/schalten sich die direkt unter dem Bereich 11 gedruckte(n) organische(n) elektrolumineszierende(n) Dioden 9 ein. Dem gegenüber ist die von dem Steuerbereich 11 gesteuerte Zone nur dann aktiviert, wenn der Finger den Steuerbereich 1 berührt.
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Die Ausführungsvariante der 4 ist besonders vorteilhaft. In diesem Fall steuert der Controller 37 die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter, der eine Vielzahl von Werten annehmen kann. Der Controller 37 ist demzufolge konfiguriert, damit sich die von den transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 emittierte Farbe in Abhängigkeit vom Wert des oder der Parameter ändert. Genauer wechselt die von den elektrolumineszierenden Dioden 9 direkt unter mindestens einem der Steuerbereiche 11 emittierte Farbe in Abhängigkeit vom Wert des oder der Parameter.
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Beispielsweise können die in einem Steuerbereich 11 befindlichen Dioden eine erste Farbe annehmen, wenn die von dem Steuerbereich 11 gesteuerte Funktion nicht aktiviert ist, und eine andere Farbe, wenn diese Funktion aktiviert ist. Gemäß einem anderen Beispiel können die elektrolumineszierenden Dioden 9 in einem Steuerbereich 11, der die von dem Lüftungssystem des Fahrzeugs bereitgestellte Luft regelt, eine Farbe annehmen, die von der gewählten Temperatur abhängt.
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In einer Variante ist der Controller 37 programmiert, um in jedem Bereich 11 Animationen zu erzeugen: Blinklichter, Schwankungen der Helligkeit der elektrolumineszierenden Dioden usw.
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In einer Variante umfasst mindestens eine transparente organische elektrolumineszierende Diode 9 eine Vielzahl von Stapeln, die jeweils von einer lichtemittierenden Schicht 19, 21, 23 gebildet sind, die zwischen einer Schicht 24, die eine Kathode bildet, und einer Schicht 25, die eine Anode bildet, platziert sind, wobei die Stapel eingerichtet sind verschiedene Piktogramme darzustellen und vorzugsweise Licht mit verschiedenen Farben zu emittieren. In diesem Fall steuert der Controller 37 die oder jede transparente organische elektrolumineszierende Dioden 9 in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter, der eine Vielzahl von Werten annehmen kann. Der Controller 37 ist demzufolge konfiguriert, damit sich das Piktogramm, das in dem Bereich 11 erscheint, der der Diode 9 entspricht, und eventuell die Farbe in Abhängigkeit vom Wert des oder der Parameter ändern. Beispielsweise kann der Bereich 11 für ein Audiosystem entweder das Piktogramm „Pause“ oder das Piktogramm „Stopp“ oder das Piktogramm „Play“ in Abhängigkeit vom Zustand des Audiosystems anzeigen.
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Mit dem obigen Text wurde eine Ausführungsvariante beschrieben, bei der die elektrolumineszierenden Dioden 9 zwischen dem kapazitiven Film 7 und der hintere Schicht 3 platziert sind. Gemäß einer anderen Variante sind die elektrolumineszierenden Dioden 9 zwischen dem kapazitiven Film 7 und der transparenten Frontschicht 5 platziert.
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Nun wird das Herstellungsverfahren einer oben beschriebenen Vorrichtung beschrieben.
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen eines transparenten kapazitiven Films 7,
- - Drucken einer Vielzahl transparenter organischer elektrolumineszierender Dioden 9 auf den transparenten kapazitiven Film 7,
- - Anordnen des transparenten kapazitiven Films zwischen der hinteren Schicht 3 und der transparenten Frontschicht 5.
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Der transparente kapazitive Film 7 ist wie oben beschrieben ausgebildet.
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Ebenso sind die transparenten organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 wie oben beschrieben ausgebildet.
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Die elektrisch isolierenden Zwischenschichten 15, 34 sind zwischen dem transparenten kapazitiven Film 7 und den elektrolumineszierenden Dioden 9 und zwischen den elektrolumineszierenden Dioden 9 und der hinteren Schicht 3 angeordnet.
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Der transparente kapazitive Film 7 ist in typischer Weise mit einem Kleber in optischer Qualität auf der transparenten Frontschicht 5 verklebt. Die Zwischenschicht 15 ist beispielsweise auf den transparenten kapazitiven Film 7 gedruckt. Ebenso ist die Zwischenschicht 34 in typischer Weise auf die Schicht gedruckt, die die organischen elektrolumineszierenden Dioden 9 enthält. Sie ist in typischer Weise auf der hinteren Schicht 3 mit einem Kleber in optischer Qualität verklebt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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