WO2019101879A1

WO2019101879A1 - Transparenter schalter

Info

Publication number: WO2019101879A1
Application number: PCT/EP2018/082256
Authority: WO
Inventors: Salvatore GRANDE; Alessandro PILICHI; Roberto VECCIU
Original assignee: Panasonic Automotive Systems Europe Gmbh
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2019-05-31

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen transparenten Schalter zur Integration in ein Display und ein Display, in dessen Anzeigebereich ein solcher transparenter Schalter integriert ist. Hierdurch wird eine interaktive Mensch-Maschine-Schnittstelle geschaffen, bei der für wichtige Benutzereingaben ein mechanisches Feedback gegeben wird. Die erfindungsgemäße Anordnung ist darüber hinaus auch auf vielfältige Weise mit einer Touchscreenfunktion kombinierbar.

Description

TRANSPARENTER SCHALTER

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter. Insbesondere betrifft die vorlie- gende Erfindung einen Schalter, der in ein Display integrierbar ist.

2. Stand der Technik

Elektronische Anzeigen (Displays) sind im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung und Auto- matisierung allgegenwärtig. Sie gehören zur üblichen Ausrüstung einer Vielzahl elektrischer und elektronischer Geräte, nicht mehr nur im Bereich der Computer und Kommunikationselektronik, wie zum Beispiel Mobiltelefone sondern auch darüber hinaus bei Haushaltsgeräten und vielen weiteren Vorrichtungen des häuslichen und Büroalltags. Ein wichtiges Anwendungsgebiet ist hierbei auch die Automobilelektronik. Im Auto werden herkömmliche elektromechanische Anzei- gegeräte zunehmend durch elektronische Anzeigen ersetzt.

Eine wichtige Klasse von heute verwendeten elektronischen Displays sind passive Displays in Flüssigkristalltechnologie (Liquid Crystal Display - LCD). Diese sind passiv in dem Sinne, dass bei ihnen die Pixel nicht selbstleuchtend sind. Eine Beleuchtung wird durch Anstrahlung von der Rückseite (der dem Betrachter gegenüberliegenden Seite) des Displays erreicht (sogenannte Hintergrundbeleuchtung). Eine Anzeige, auch in verschiedenen Farben, wird durch eine farbse- lektive Steuerung der Transparenz der einzelnen Pixel einer LCD-Schicht erreicht. Eine Hinter- grundbeleuchtung und deren Implementierung ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, weshalb diese bei der Beschreibung von Ausführungsformen ausgeklammert wird. Jedoch ist die Erfindung sehr wohl auf passive Displays anwendbar, bei denen dann eine Hintergrundbe- leuchtung zusätzlich zu den beschriebenen Bauteilen zu implementieren ist.

Eine andere Klasse von Displays, die zunehmend an Bedeutung gewinnt sind aktive Displays mit selbst leuchtenden Pixeln. Hierbei werden heute besonders organische Leuchtdioden (Organic Light Emitting Diodes - OLED), die mittlerweile in einem breiten Farbspektrum zur Ver- fügung stehen, eingesetzt. Dadurch kann die Hintergrundbeleuchtung entfallen. In beiden Fällen kann für die Implementierung die Dünnschichttransistortechnologie (Thin Film T ransistor - TFT) verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend nur beispielhaft genannten Dis- playarten beschränkt. Andere bekannte oder künftig entwickelte geeignete Displays sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar.

Ein weiteres zunehmend bedeutendes Feld der Anwendung elektronische Anzeigen sind inter- aktive Displays. Hierbei dient das Display nicht nur einseitig zur Bereitstellung von Informationen für einen Benutzer, sondern der Benutzer erhält umgekehrt auch die Möglichkeit, durch direkt am Display ausgeführte Bedienhandlungen auf ein Gerät oder ein elektronisches System einzu- wirken und dadurch dessen Funktionen zu steuern. Ein interaktives Display kann somit eine komplette Mensch-Maschine-Schnittsteile (Human-Machine-Interface - HMI) darstellen.

Weit verbreitete interaktive Displays sind mit einem Tastfeld (englisch: touch panel) ausgestat- tet. Ein Display mit einem solchen Tastfeld wird dann als Berührungsbildschirm oder berüh- rungsempfindlicher Bildschirm (englisch: touch screen, deutsch auch Touchscreen) bezeichnet.

Bekannte Ausführungsformen von Touchscreens sind insbesondere solche mit einem resistiven Tastfeld und solche mit einem kapazitiven Tastfeld.

Bei ersteren werden durch Druck zwei elektrische leitfähige Schichten stellenweise miteinander verbunden, so dass sie einen Spannungsteiler bilden, an dem der elektrische Widerstand ge- messen wird, um die Berührungsposition zu ermitteln. Die Berührung kann mit einem Finger oder einem einfachen, nicht leitenden Eingabestift erfolgen. Bei letzteren ändert sich eine Kapa- zität einer Leiteranordnung an der Berührungsposition. Sie ermöglichen neben dem Erkennen einfacher Berührung auch das Erkennen von Eingabebewegungen („Gesten“). Die Berührung muss mit einem Finger oder einem speziellen, leitenden Eingabestift erfolgen.

Bei kapazitiven Tastfeldern kann die berührungsempfindliche Schicht (Sensorschicht) insbeson- dere an der Rückseite einer oberen Abdeckung des Displays angebracht werden, wie dies zum Beispiel bei Smartphones und Tabletcomputern üblich ist.

Darüber hinaus fallen unter den Begriff„Touchscreen“ oder Berührungsbildschirm üblicherweise auch induktive Ausführungsformen, bei denen nicht nur unmittelbare Berührung sondern auch Annäherung mit einem geringen Abstand von der Oberfläche der Sensorschicht erfasst wird. Die Bedienung ist jedoch nur mit einem speziellen Eingabestift (mit integrierter Spule) möglich. Funktionen von mit einem Berührungsbildschirm ausgeführten Bedienhandlungen sind durch eine entsprechende Verdrahtung der einer Funktion zugeordneten Positionen des Tastfeldes bzw. entsprechende Programmierung über Software vielfältig konfigurierbar. Insbesondere ent- spricht die Funktion bei der Berührung einer bestimmten Position auf dem Bildschirm einem an dieser Position des Bildschirms dargestellten Menüpunkt, etwa in Form eines Icons. Die Darstel- lung auf dem Bildschirm ist je nach Betriebszustand vielfältig variabel, was jeweils einer Rekonfiguration des Berührungsbildschirms entspricht.

In manchen Fällen, etwa für besonders wichtige oder sicherheitsrelevante Eingaben, ist es je- doch von Vorteil, wenn diese mit einem herkömmlichen Schalter erfolgen, bei dem die Bedie- nung für den Benutzer deutlich fühlbar, vergleichbar mit der Bedienung eines herkömmlichen mechanischen Tast-oder Kippschalters, erfolgt.

Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Bedienung separat vom Display erfolgt, und somit keine kompakte und gleichzeitig intuitiv zu bedienende Benutzerschnittstelle möglich ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen elektrischen Schalter bereitzustellen, der den genannten Nachteil herkömmlicher Schalter überwindet und eine kompakte und intuitiv zu be- dienende Benutzerschnittstelle ermöglicht, sowie ein Display für eine solche Benutzerschnittstel- le bereitzustellen.

Dies wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 und des nebengeordneten Anspruchs 4 erreicht.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein transparenter, in ein Display integrierbarer Schalter zum Schalten einer elektrischen Verbindung bereitgestellt. Der Schalter umfasst eine transparente Schalterabdeckung. Diese ist derart ausgestaltet, dass sie wenigs- tens teilweise in die Oberfläche eines Anzeigebereichs eines Displays integrierbar ist. Der Schalter umfasst weiterhin einen Mikroschalter zum Schalten der elektrischen Verbindung. Der Mikroschalter ist so angeordnet, dass er durch Ausüben einer Druckkraft auf eine Oberseite der transparenten Schalterabdeckung betätigt werden kann.

Es ist der besondere Ansatz der vorliegenden Erfindung, einen transparenten Schalter bereitzu- stellen, der in ein Display integriert werden kann und dennoch, ähnlich einem herkömmlichen elektromechanischen Schalter, bei der Bedienung ein deutliches mechanisches, insbesondere haptisches Feedback liefert. Da dies eine versehentliche unbewusste Bedienung weitgehend ausschließt, ist ein solcher Schalter auch für wichtige, etwa sicherheitsrelevante Anwendungen besser geeignet als ein Berührungsbildschirm. Mit einem Anzeigebereich des Displays ist ein Bereich gemeint, in dem Inhalte angezeigt werden können (mitunter auch als„aktiver Bereich“ bezeichnet), im Unterschied zu Bereichen der Displayoberfläche, etwa an deren Peripherie, in denen keine Inhalte angezeigt werden können. Durch die Integration in die Oberfläche des akti ven Bereichs wird ermöglicht, dass, ähnlich einem Berührungsbildschirm der erfindungsgemäße Schalter durch entsprechende Software in Übereinstimmung mit einem Kontextmenü in seiner Funktion konfigurierbar ist, wobei die jeweilige Funktion an der Position des in das Display inte- grierten Schalters angezeigt werden kann, etwa mit einem entsprechenden Icon. Auch ist der Schalter in ein Display mit Berührungsbildschirm integrierbar.

Gemäß bevorzugter Ausführungsformen besteht die transparente Schalterabdeckung aus Glas oder Kunststoff.

Vorzugsweise umfasst der Schalter weiterhin ein transparentes Trägerelement, welches einen Abschluss des Schalters auf einer unteren, der Schalterabdeckung gegenüberliegenden, Seite bildet. Der Mikroschalter ist dabei so zwischen der transparenten Schalterabdeckung und dem transparenten Trägerelement angeordnet, dass sich die Schalterabdeckung über den Mikro- schalter auf dem Trägerelement abstützt. Das transparente Trägerelement kann insbesondere auch als eine optische Linse zur Abbildung eines auf einem Anzeigefeld unterhalb des Schalters dargestellten Elements, etwa eines Icons, ausgestaltet sein.

Weiter vorzugsweise umfasst der Schalter ein Auflageelement. Dabei ist die transparente Schal- terabdeckung noch weiter vorzugsweise brückenförmig oberhalb des transparenten Trägerele- ments angeordnet. Der Mikroschalter und das Auflageelement sind dabei so zwischen einer Unterseite der transparenten Schalterabdeckung und einer Oberseite des transparenten Träger- elements angeordnet, dass sich die transparente Schalterabdeckung auf einer Seite der brü- ckenförmigen Anordnung auf dem Auflageelement und auf der anderen Seite der brückenförmi- gen Anordnung auf dem Mikroschalter abstützt. Dabei dient das Auflageelement als Drehzent- rum (Drehpunkt bzw. Drehachse), wenn der Mikroschalter durch Ausüben einer Druckkraft auf eine Oberseite der transparenten Schalterabdeckung betätigt wird. Beim Betätigen eines sol- chen Schalters wird also die Schalterabdeckung insgesamt um einen kleinen Winkel gedreht, wobei die sich auf den Mikroschalter stützende Seite geringfügig auf und ab bewegt wird und die andere, sich auf das Auflageelement stützende Seite das Drehzentrum bildet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Display mit einem Schalter gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei der Schalter so in eine transparente Abdeckung des Displays, vorzugsweise aus Glas oder Kunststoff, integriert ist, dass die Oberseite der transparenten Schalterabdeckung im wesentlichen bündig mit der Oberfläche der Abdeckung des Displays abschließt. Das Display umfasst weiterhin die transparente Abdeckung aus Glas oder Kunststoff mit einer Aussparung zur Aufnahme des Schalters, ein Anzeigefeld und eine Bindematerialschicht (bonding layer) zum Verbinden der Unterseite der Abdeckung und eines unteren Abschlusses des Schalters mit dem Anzeigefeld. Die Formulierung„im wesentlichen bündig“ bezeichnet hierbei sowohl eine mit der Oberfläche der Abdeckung des Displays über- einstimmende Lage der Oberfläche der transparenten Schalterabdeckung, als auch eine Situati- on bei der die Lage der Oberfläche der Schalterabdeckung geringfügig von derjenigen der Ober- fläche des Displays verschieden ist, insbesondere zum Beispiel die Schalterabdeckung um eine geringe Höhe (etwa bis zu 1 mm) aus der Oberfläche des Displays herausragt (oder darunter liegt). Der untere Abschluss des Schalters wird dabei insbesondere vorzugsweise durch die Un- terseite eines transparenten Trägerelements gebildet, wie dieses bereits vorstehend erwähnt war. Das Anzeigefeld ist vorzugsweise ein LCD oder OLED-Anzeigefeld. Die Implementierung erfolgt vorzugsweise in TFT-Technologie.

Ebenfalls vorzugsweise ist die Unterseite der Abdeckung des Displays im Bereich der Peripherie des Schalters mit einer undurchsichtigen, insbesondere schwarzen, Farbschicht bedeckt. Diese dient dazu, den Mikroschalter in der Draufsicht zu verdecken. Weiter vorzugsweise ist die Farb- schicht in Form eines dünnen Rahmens ausgeführt, der den Bereich des Schalters umrahmt und somit von dem Rest der Oberfläche des Displays abgrenzt. Hiermit kann ein auf dem Anzeige- feld im Bereich unterhalb des Schalters dargestellter Inhalt, etwa ein Icon mit Bezug zu der Funktionalität des Schalters, von anderen, auf dem Display dargestellten, Inhalten optisch abge- grenzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Display in Form eines Touchscreens ausge- staltet. Insbesondere ist hierfür ein Tastfeld zwischen der Abdeckung des Displays und dem Anzeigefeld, etwa auf der Unterseite der Abdeckung des Displays, angeordnet. Weiter vorzugs- weise handelt es sich um ein kapazitives Tastfeld. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch mit resistiven und induktiven Touchscreens kombinierbar. Eine berührungsempfindliche Sensor- schicht (Tastfeld) kann auch auf der Displayoberfläche, also oberhalb der Abdeckung des Dis- plays angeordnet sein. Die Kombination eines erfindungsgemäßen Schalters mit einem Touch- screen ermöglicht es, neben der Ausführung spezieller Benutzereingaben über den Schalter auch weitere Benutzereingaben direkt am Display auszuführen. Weiter vorzugsweise ist der Mikroschalter elektrisch mit dem Tastfeld verbunden. Somit erfolgt die elektronische Verarbeitung von über den Schalter eingegebenen Signalen in ähnlicher Wei- se wie diejenige von Eingaben über den Touchscreen, was einen besonders einfachen kon- struktiven und elektrischen Aufbau ermöglicht. Alternativ ist jedoch auch eine vom Tastfeld se- parate Verdrahtung des Mikroschalters möglich, so wie dies auch bei Integration in ein Display ohne Touchscreenfunktion der Fall ist.

Vorzugsweise ist auch die Schalterabdeckung selbst mit einem Tastsensor(Schaltersensor) ver- sehen. Dieser ist weiter vorzugsweise auf einer Unterseite der transparenten Schalterabdeckung angeordnet.

Dadurch können mit dem Schalter gleichzeitig mehrere Funktionen implementiert werden. Zum Beispiel wird eine Funktion ausgeführt, wenn die Oberfläche der Schalterabdeckung lediglich mit einem Finger oder einem geeigneten Eingabeinstrument berührt wird (dies wird von dem Schal- tersensor erfasst). Eine weitere Funktion wird aktiviert, wenn die Oberfläche der Schalterabde- ckung mit einer bestimmten Druckkraft gedrückt wird, so dass eine Betätigung des Mikroschal- ters erfolgt.

Ein solcher Schaltersensor kann im Rahmen von Ausführungsformen der Erfindung auch ohne das Vorhandensein eines Tastfeldes im Display, also ohne die Touchscreenfunktion implemen- tiert sein.

Weiter vorzugsweise ist der Schaltersensor elektrisch mit dem Tastfeld verbunden. Hierdurch werden über den Schaltersensor eingegebene elektrische Signale in analoger Weise verarbeitet, wie die über das Tastfeld eingegebenen Signale.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Funktion des Schalters entsprechend einem auf dem Display dargestellten Kontextmenü konfigurierbar. Somit kann der Schalter je nach den auf dem Display, insbesondere in dem Bereich des Displays unterhalb des Schalters, angezeig- ten Inhalten, zum Beispiel entsprechend verschiedenen Betriebszuständen des jeweiligen Ge- räts oder Systems, verschiedenen Funktionen dienen, die vom Benutzer schnell und intuitiv er- fasst werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand abhängiger Pa- tentansprüche. KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Zusätzliche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden in der de- taillierten Beschreibung erläutert und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei:

Fig. 1 eine Darstellung eines Displays mit einem integrierten transparenten Schalter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Draufsicht ist;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Achse A-A in Fig. 1 eines Displays mit einem inte- grierten Schalter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Achse A-A in Fig. 1 eines Displays mit einem inte- grierten Schalter gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, bei der zusätzlich ein berührungsempfindliches Tastfeld integriert ist; und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Achse A-A in Fig. 1 eines Displays mit einem inte- grierten Schalter gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, bei der zusätzlich ein berührungsempfindliches Haupttastfeld in das Display und ein berührungsempfindliches Schaltertastfeld in den Schalter integriert ist.

In den verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche oder einander entsprechende Merkmale, so dass auf eine erneute Beschreibung gegebenenfalls verzichtet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen transparenten, vorzugsweise rekonfigurierbaren Schal- ter, der in die Glas-(oder Kunststoff-)oberfläche eines Displays integriert ist. Rekonfigurierbar heißt, dass der Schalter seine Funktionalität basierend auf dem angezeigten Kontextmenü än- dern kann. Mit Hilfe des Schalters wird also eine variabel und flexibel einsetzbare Mensch- Maschine-Schnittsteile (HMI) bereitgestellt.

Ein erfindungsgemäßer Schalter umfasst wenigstens drei Hauptkomponenten: eine transparente Schalterabdeckung, einen Mikroschalter und ein transparentes Trägerelement. Der Schalter ist so aufgebaut, dass er in ein Display mit einem Anzeigefeld, zum Beispiel einem LCD- oder ei- nem OLED-Anzeigefeld, integriert werden kann.

Hierbei verhält sich die transparente Schalterabdeckung wie ein mechanischer Schalter, d.h. sie bewegt sich abwärts und aufwärts, so dass sie einem Benutzer ein haptisches Feedback gibt, wenn der Schalter gedrückt wird. Da der Schalter sich auf der Oberseite eines Displays befindet und selbst transparent ist, kann seine Funktion zum Beispiel mit Hilfe eines Icons an einer Posi- tion des Anzeigefeldes des Displays unterhalb der transparenten Schalterabdeckung bezeichnet werden. Dieses kann je nach Kontext mit Hilfe von Software verändert werden, und die mit dem Schalter verbundene Funktionalität entsprechend angepasst werden.

Der eigentliche An-/Aus-Status wird mit Hilfe eines Mikroschalters unterhalb der transparenten Schalterabdeckung realisiert.

Details von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Im Sinne einer einfachen und verständlichen Be- schreibung werden in der vorliegenden Patentanmeldung Begriffe wie„oben“ und„unten“ oder ähnliche Begriffe verwendet, obgleich diese natürlich im Prinzip relative Begriffe sind und die mit ihnen definierte Anordnung von der Orientierung des mit Ihnen beschriebenen Gegenstands im Raum abhängig. Einem Fachmann ist jedoch geläufig, dass sich die verwendeten Begriffe auf eine übliche Orientierung im Raum beziehen, bei der insbesondere„oben“ eine Oberfläche ei- nes Displays bezeichnet, auf die ein Betrachter„in der Draufsicht“ bei Benutzung des Geräts schaut, unabhängig davon ob das Display horizontal mit der Oberfläche nach oben angeordnet oder eingebaut ist.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer Schalteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorlie- genden Erfindung, integriert in ein Display.

Eine Glasabdeckung 5 des Displays besitzt im linken Bereich der Zeichnung einer Aussparung, in der die transparente Schalterabdeckung 1 (im Bild weiß dargestellt) die Oberfläche der An- ordnung bildet. Dieser Bereich ist umgeben von einem undurchsichtigen (durch Aufträgen einer schwarzen Einfärbung auf die Rückseite der Glasabdeckung des Displays in diesem Bereich schwarzen) Rahmen 4 (im Bild schraffiert dargestellt). Links und rechts der Aussparung befin- den sich der Mikroschalter 2 und ein stabförmiges Auflageelement 3. Obwohl im Bild dargestellt, sind diese in der Draufsicht durch den schwarzen Rahmen 4 nicht zu sehen. Die transparente Schalterabdeckung 1 stützt sich über eine unterhalb des schwarzen Rahmens 4 der Glasabde- ckung gelegene Fortsetzung (einen abgewinkelten Bereich) auf den Mikroschalter 2 und das Auflageelement 3 ab (in Fig. 1 ist dieser abgewinkelter Bereich, da in der Draufsicht nicht zu sehen, lediglich durch eine gestrichelte Umgrenzungslinie dargestellt, die insbesondere den Be- reich des Mikroschalters 2 und des Auflageelements 3 mit umfasst); siehe auch Fig. 2). In der rechten Seite der Zeichnung befindet sich der transparente Bereich der Glasabdeckung 5 des Displays. Eine dünne schwarze Linie 6 markiert die äußere Begrenzung des aktiven Bereichs (Anzeigebereichs) des Displays.

Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung der Anordnung aus Fig. 1 entlang der Linie A-A. Hierbei ist in Fig. 2 insbesondere ein Display 20 mit integriertem erfindungsgemäßem Schalter dargestellt, welches nicht über eine berührungsempfindliche Schicht (Touchscreenfunktionalität) verfügt.

Diese Figur zeigt die abgewinkelte Form der transparenten Schalterabdeckung 1. Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, ist die Schalterabdeckung mit ihren abgewinkelten Bereichen ent- lang des Umfangs zwischen der (in diesem Bereich mit einer schwarzen Farbschicht 10 verse- henen) Unterseite der Glasabdeckung und dem durchsichtigen Trägerelement 7 eingekapselt. Zwischen der Unterseite der Schalterabdeckung 1 in den abgewinkelten Bereichen und dem durchsichtigen Trägerelement 7 sind links der Mikroschalter 2 und rechts das stabförmige Aufla- geelement 3 so angeordnet, dass sich die transparente Schalterabdeckung 1 über den Mikro- schalter 2 und das Auflageelement 3 auf dem Trägerelement 7 abstützt. Die Glasabdeckung 5 bildet den oberen Abschluss der Anordnung, unterbrochen durch den Bereich, an dem sich die in Fig. 1 gezeigte Aussparung befindet, in der die transparente Schalterabdeckung die Oberflä- che bildet. In der gezeigten Ausführungsform ragt die Schalteroberfläche geringfügig über die Oberfläche der Glasabdeckung 5 hinaus. In anderen Ausführungsformen kann die Schalterober- fläche jedoch bündig mit der Glasoberfläche abschließen, oder geringfügig unterhalb dieser lie gen. Die Unterseite der gezeigten Anordnung wird durch ein Anzeigefeld 8 gebildet. Dieses ist über eine Schicht aus Bindematerial (“Bonding Layer“) 9 mit der Glasabdeckung verbunden. Mit Hilfe der Bindematerialschicht 9 wird, wie in dem Bild zu sehen, auch der Schalter in das Display eingebettet, indem der Raum zwischen der Unterseite des transparenten Trägerelements 7 und dem Anzeigefeld 8 von dem (ebenfalls transparenten) Bindematerial ausgefüllt wird.

Wenn die transparente Schalterabdeckung 1 mit hinreichender Kraft (deren Größe hängt von der Bauart des Mikroschalters ab und kann somit durch Auswahl eines geeigneten Mikroschal- ters variiert werden) gedrückt wird, so betätigt sie den Mikroschalter 2 und führt dabei auf der im Bild linken Seite eine leichte Abwärtsbewegung aus, wobei das stabförmige Auflageelement 3 mit halbrundem Querschnitt als Drehzentrum (Drehachse) dient. Die Betätigung des Mikroschal- ters 2 dient der Änderung des elektrischen Status. Das Auflageelement 3 ist vorzugsweise einstückig mit der transparenten Schalterabdeckung 1 ausgestaltet.

Im unterhalb der transparenten Schalterabdeckung 1 gelegenen Bereich des Anzeigefelds 8 wird vorzugsweise Information bezüglich der Funktion des Schalters dargestellt, etwa ein Icon. Fig. 3 zeigt eine Schnittzeichnung einer anderen Au sfüh rungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein erfindungsgemäßer Schalter in ein Display 30 integriert ist, bei dem das Display zu- sätzlich mit einem Tastfeld 12 ausgerüstet ist, um so Berührungseingaben zu ermöglichen.

Das Tastfeld 12 ist hierbei auf einer Rückseite (Unterseite) der Glasabdeckung 5 mit Hilfe einer Bindemittelschicht („Bonding Layer“) 1 1 befestigt. Wie oben näher ausgeführt, handelt sich also vorzugsweise zum Beispiel um ein kapazitives Tastfeld.

Die weiteren in Fig. 3 dargestellten Elemente entsprechen denjenigen der Fig. 2, so dass auf eine erneute Beschreibung an dieser Stelle verzichtet wird. In der gezeigten Ausführungsform wird der Mikroschalter 2 vorzugsweise elektrisch mit dem Tastfeld 12 verbunden, so dass eine gemeinsame elektrische Verarbeitung der Benutzereingaben über das Tastfeld 12 und über die Oberfläche der transparenten Schalterabdeckung 1 in gleichartiger Weise möglich ist.

Darüber hinaus zeigt Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters, integriert in ein Display 40, bei der zusätzlich auch die Schalterabdeckung 1 mit einer kapaziti- ven berührungsempfindlichen Sensorschicht 14 (Schaltersensor) ausgerüstet ist. Diese befindet sich an der Unterseite der transparenten Schalterabdeckung 1 , in deren nicht abgewinkeltem Bereich und ist mit einem entsprechenden Bonding Layer 13 mit der Unterseite der Schalterab- deckung 1 verbunden.

In den Beispielen der Figuren 3 und 4 schließt die Oberfläche der Schalterabdeckung bündig mit derjenigen der Displayabdeckung ab.

Hierdurch kann der Bereich des Displays, an dem sich die Schalteroberfläche befindet, gleich- zeitig zwei Funktionen wahrnehmen: eine erste Funktion bei reiner Berührung, unabhängig vom ausgeübten Druck, wie bei einem normalen Touchscreen und eine zweite Funktion bei ausrei- chendem Druck über die Betätigung des Mikroschalters 2. In der gezeigten Ausführungsform ist zusätzlich, wie in Fig. 3 auch die Glasabdeckung 5 des Displays mit einem Tastfeld 12 (Haupt- tastfeld) ausgerüstet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, lediglich einen Schaltersensor 14, aber kein Haupttastfeld 12 implementiert zu haben.

Die weiteren, in Fig. 4 gezeigten Elemente entsprechen denjenigen in den Figuren 2 und 3, und auf eine erneute Beschreibung an dieser Stelle wird deshalb verzichtet. Vorzugsweise sind so- wohl der Mikroschalter 2 als auch der Schaltersensor 14 elektrisch mit dem Tastfeld 12 verbun- den, so dass alle Benutzereingaben in gleicher weise verarbeitet werden. Die vorliegende Erfindung, wie in den Patentansprüchen definiert, ist jedoch nicht auf die im folgenden detailliert beschriebenen Ausführungsformen, die lediglich der Erläuterung und dem besseren Verständnis der Erfindung dienen, beschränkt, sondern es sind Abweichungen und andere Ausgestaltungen im Rahmen des durch die Patentansprüche definierten Gegenstands möglich und im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausdrücklich eingeschlossen.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung einen transparenten Schalter zur Integrati- on in ein Display und ein Display, in dessen Anzeigebereich ein solcher transparenter Schalter integriert ist. Hierdurch wird eine interaktive Mensch-Maschine-Schnittsteile geschaffen, bei der für wichtige Benutzereingaben ein mechanisches Feedback gegeben wird. Die erfindungsge- mäße Anordnung ist darüber hinaus auch auf vielfältige Weise mit einer Touchscreenfunktion kombinierbar.

Claims

Patentansprüche

1. Transparenter, in ein Display (20; 30; 40) integrierbarer Schalter zum Schalten einer elekt- rischen Verbindung, umfassend: eine transparente Schalterabdeckung (1 ), derart ausgestaltet, dass sie wenigstens teilwei- se in die Oberfläche eines Anzeigebereichs eines Displays (20; 30; 40) integrierbar ist, und einen Mikroschalter (2) zum Schalten der elektrischen Verbindung, wobei der Mikroschalter (2) so angeordnet ist, dass er durch Ausüben einer Druckkraft auf eine Oberseite der transparenten Schalterabdeckung (1 ) betätigt werden kann.

2. Schalter nach Anspruch 1 , weiterhin umfassend ein transparentes Trägerelement (7), welches einen Abschluss des Schalters auf einer unteren, der Schalterabdeckung (1 ) gegenüber liegenden, Seite bildet, wobei der Mikroschalter (2) so zwischen der transparenten Schalterabdeckung (1 ) und dem transparenten Trägerelement (7) angeordnet ist, dass sich die Schalterabdeckung (1 ) über den Mikroschalter (2) auf dem Trägerelement (7) abstützt.

3. Schalter nach Anspruch 2, weiterhin umfassend ein Auflageelement (3), wobei die transparente Schalterabdeckung (1 ) brückenförmig oberhalb des transparenten Trä- gerelements (7) angeordnet ist, wobei der Mikroschalter (2) und das Auflageelement (3) so zwischen einer Unterseite der transparenten Schalterabdeckung (1 ) und einer Oberseite des transparenten Trägerelements (7) angeordnet sind, dass sich die transparente Schal- terabdeckung (1 ) auf einer Seite der brückenförmigen Anordnung auf dem Auflageelement (3) und auf der anderen Seite der brückenförmigen Anordnung auf dem Mikroschalter (2) abstützt, und das Auflageelement (3) als Drehzentrum dient, wenn der Mikroschalter (2) durch Ausüben einer Druckkraft auf eine Oberseite der transparenten Schalterabdeckung (1 ) betätigt wird.

4. Display mit einem Schalter (1 , 2, 3, 7) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schal- ter (1 , 2, 3, 7) so in eine transparente Abdeckung (5) des Displays integriert ist, dass die Oberseite der transparenten Schalterabdeckung (1 ) im wesentlichen bündig mit der Ober- fläche der Abdeckung (5) des Displays abschließt, und das Display weiterhin umfasst: die transparente Abdeckung (5) mit einer Aussparung zur Aufnahme des Schalters (1 , 2, 3, 7), ein Anzeigefeld (8) und eine Bindematerialschicht (9) zum Verbinden der Unterseite der Abdeckung (5) und eines unteren Abschlusses (7) des Schalters mit dem Anzeigefeld (8).

5. Display nach Anspruch 4, wobei die Unterseite der Abdeckung (5) des Displays im Bereich der Peripherie des Schalters (1 , 2, 3, 7) mit einer undurchsichtigen Farbschicht (10) be- deckt ist, die insbesondere so angeordnet ist, dass sie den Mikroschalter (2) in der Drauf- sicht verdeckt.

6. Display nach Anspruch 4 oder 5, weiterhin umfassend ein zwischen der Abdeckung (5) des Displays und dem Anzeigefeld (8) angeordnetes Tastfeld (12) zum Ausführen von Be- nutzereingaben.

7. Display nach Anspruch 6, wobei der Mikroschalter (2) elektrisch mit dem Tastfeld (12) ver bunden ist.

8. Display nach Anspruch 6 oder 7, wobei das zwischen der Abdeckung (5) des Displays und dem Anzeigefeld (8) angeordnete Tastfeld ein Haupttastfeld (12) ist und wobei das Display eine weitere berührungsempfindliche Sensorschicht als Schaltersensor (14) umfasst, wel- che auf einer Unterseite der transparenten Schalterabdeckung (1 ) angeordnet ist.

9. Display nach Anspruch 8, wobei der Schaltersensor (14) elektrisch mit dem Haupttastfeld (12) verbunden ist.

10. Display nach Anspruch 4 oder 5, weiterhin umfassend eine berührungsempfindliche Sen- sorschicht als Schaltersensor (14), welche auf einer Unterseite der transparenten Schal- terabdeckung (1 ) angeordnet ist.

11. Display nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei eine Funktion des Schalters (1 , 2, 3, 7) entsprechend einem auf dem Display dargestellten Kontextmenü konfigurierbar ist.