DE102008055865A1 - Sensing device for operating electrical load in vehicle, particularly for integration in body trim, has fixed elastically deformed actuating surface, and flat elastically deformed light guide for illuminating symbolism - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Taster zum Bedienen eines elektrischen Verbrauchers in einem Fahrzeug. Hierbei ist unter einem elektrischen Verbraucher jegliche Einrichtung bzw. Vorrichtung zu verstehen, die elektrische Energie benötigt und in eine andere Energieform umwandelt. Bei den erwähnten Fahrzeugen kann es sich um Fahrzeuge zu Luft, zu Wasser und zu Land, insbesondere aber Kfz und Schiffe handeln. Insbesondere handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um einen Taster zur Integration in einem Zierteil.The The present invention relates to a button for operating an electric Consumer in a vehicle. This is under an electrical load any device or device to understand the electrical Energy needed and converted into another form of energy. The vehicles mentioned may be vehicles by air, water and land, but especially motor vehicles and ships act. In particular, it is in the present invention a button for integration in a trim part.
In Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, aber auch Schiffen, Flugzeugen und anderen Fahrzeugen wird eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern über Taster bzw. Schalter, die zum Bedienen der elektrischen Verbraucher vorgesehen sind, angesteuert. Als Beispiele derartiger elektrischer Verbraucher in einem Kraftfahrzeug sind die elektrischen Fensterheber, das Schiebedach, die Außenspiegel sowie Heizungen, Klimaanlage, Lüftungen, Lichtelemente, Radio, Bordcomputer, Navigationssystem, Telefon und dergleichen zu nennen, ohne dass diese Aufzählung abschließend ist.In Vehicles, in particular motor vehicles, but also ships, aircraft and other vehicles will be a variety of electrical consumers over Button or switch for operating the electrical consumers are provided, driven. As examples of such electrical consumers in a motor vehicle are the power windows, the sunroof, the exterior mirrors as well as heaters, air conditioning, ventilation, lighting elements, Radio, on-board computer, navigation system, telephone and the like to call without concluding this list is.
Bisher wurden derartige Bedienelemente in Form von mechanischen Schaltern, Tastern oder z. B. Drehrädern ausgeführt. Temperaturschwankungen können bei solchen Schaltern zum Klemmen oder Klappern der Schalter führen. Darüber hinaus können über die notwendigen Spalte Schmutz oder Flüssigkeiten eindringen. Schließlich wird durch die stark anwachsende Zahl der Funktionen und elektrischen Verbraucher in Fahrzeugen die Ergonomie und die Anmutung im Cockpit vermindert.So far were such controls in the form of mechanical switches, Buttons or z. B. turning wheels running. temperature fluctuations can be at such switches for jamming or rattling the switch lead. In addition, over penetrate the necessary column dirt or liquids. Finally, due to the rapidly increasing number of functions and electrical consumers in vehicles the ergonomics and the Appearance in the cockpit diminished.
Aus diesem Grund werden zunehmend Sensortasten und insbesondere piezoelektrische Taster eingesetzt, die vorzugsweise in das Zierteil integriert sind, so dass sich eine geschlossene, spaltfreie Oberfläche ergibt. Dadurch werden die Problematiken hinsichtlich klemmender und klappernder Schalter sowie des Schmutz- und Flüssigkeitseindringens vermieden.Out For this reason, sensor keys, and in particular piezoelectric ones, are increasingly being used Used push-buttons, which are preferably integrated in the trim part, so that a closed, gap-free surface results. As a result, the problems with regard to jamming and rattling Switch as well as the dirt and liquid penetration avoided.
Andererseits ist es jedoch notwendig, die Taster bzw. Schalter bzw. Bedienelemente zu beleuchten. Dabei ist vor allem eine Suchbeleuchtung erforderlich, die es ermöglicht, die Bedienelemente (Taster) auch in der Dunkelheit mühelos aufzufinden. Eine derartige Suchbeleuchtung ist in der Regel mit einer Lichtdichte zwischen 2–3 cd/m2 ausgeführt. Neben einer solchen Suchbeleuchtung ist zusätzlich vielfach eine Funktionsbeleuchtung vorgesehen, die der Anzeige einer Aktivität, d. h. des Betriebszustandes des elektrischen Verbrauchers dient und die auch am Tage, d. h. bei Helligkeit erkennbar sein sollte. Eine solche Funktionsbeleuchtung liegt in einem Lichtdichtenbereich von mehr als 1000 cd/m2.On the other hand, it is necessary to illuminate the buttons or switches or controls. Above all, a search light is required, which makes it easy to find the controls (button) even in the dark. Such search lighting is usually carried out with a light density between 2-3 cd / m 2 . In addition to such search lighting, functional lighting is additionally provided in many cases, which serves to display an activity, ie the operating state of the electrical load, and which should also be detectable during the daytime, ie in the event of brightness. Such functional lighting is in a light density range of more than 1000 cd / m 2 .
Zur
Beleuchtung von Tastern wurde in Bezug auf Sensortasten und insbesondere
Piezosensoren die Verwendung von Elektrolumineszenzfolien vorgeschlagen
(siehe beispielsweise
Ein
anderer Vorschlag bestand darin, das Licht mit Hilfe von einer oder
mehreren LEDs zu erzeugen. Da Piezotasten aufgrund der lichtundurchlässigen
Piezokeramik nicht durchleuchtet werden können, die LEDs
jedoch nicht zwischen der Betätigungsfläche, die
die Symbolik umfasst und der Piezokeramik angeordnet sein können,
weil sonst die Verformung der Betätigungsfläche
nur schwierig und nicht reproduzierbar auf die Piezokeramik übertragbar
ist, wurde beispielsweise in der
Ein
weiterer Vorschlag, jedoch nicht in Bezug auf Taster zum Bedienen
eines elektrischen Verbrauchers, sondern zur Hintergrundbeleuchtung
eines Kombi-Instrumentes ist der
Angesichts der obigen Ausführungen besteht das Problem der vorliegenden Erfindung darin, einen eingangs genannten Taster zum Bedienen eines elektrischen Verbrauchers in einem Fahrzeug, insbesondere zur Integration in einem Zierteil, zu schaffen, der im Vergleich zum Stand der Technik kostengünstig herstellbar ist und eine homogene Beleuchtung einer vorgesehenen Symbolik in sowohl Such- als auch Funktionsbeleuchtung ermöglicht.In view of the above, the problem of the present invention is to provide a switch mentioned above for operating an electrical load in a vehicle, in particular for integration in a trim part, in comparison with the prior art is inexpensive to produce and allows a homogeneous illumination of a proposed symbolism in both search and functional lighting.
Diese Aufgabe wird durch einen Taster mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.These The object is achieved by a push button having the features of claim 1 solved. Advantageous developments of the present invention can be found in the subclaims.
Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, die Vorteile einer Elektrolumineszenzfolie hinsichtlich deren Verformbarkeit sowie die Vorteile der Verwendung von leuchtstarken Lichtquellen, wie beispielsweise LEDs, zu kombinieren. Hierfür schlägt die vorliegende Erfindung die Verwendung eines flächigen, elastisch verformbaren Lichtleiters zur Beleuchtung der Symbolik vor, der zwischen der Betätigungsfläche und der Sensortaste angeordnet ist und eine Lichteintrittsfläche, vorzugsweise eine seitliche Lichteintrittsfläche, und eine Lichtaustrittsfläche aufweist, die einander schneiden, vorzugsweise in einem Winkel von 90°, wobei der Lichtleiter zur Umlenkung des Lichts im Lichtleiter ausgestaltet ist, so dass das Licht in einem Winkel zur Lichtaustrittsfläche aus dem Lichtleiter und in Richtung der Betätigungsfläche, auf der die Symbolik darzustellen ist, austreten kann. Durch diesen Erfindungsgedanken wird ein einfach aufgebauter und kostengünstiger Taster bereitgestellt, der es ermöglicht, neben einer Suchbeleuchtung einer Symbolik auch eine Funktionsbeleuchtung derselben vorzusehen.Of the The present invention is based on the idea of the advantages an electroluminescent film with regard to their deformability as well as the benefits of using high-brightness light sources, such as For example, LEDs to combine. For this proposes the present invention the use of a planar, elastically deformable light guide for lighting the symbolism in front, between the actuating surface and the Sensor button is arranged and a light entry surface, preferably a lateral light entry surface, and a Has light exit surface that intersect, preferably at an angle of 90 °, wherein the optical fiber designed for deflecting the light in the light guide, so that the Light at an angle to the light exit surface from the Optical fiber and in the direction of the actuating surface, on which the symbolism is to represent, can escape. Through this The idea of the invention becomes a simply constructed and less expensive one Button provided that allows, in addition to a search light a symbolism also provide a functional lighting the same.
Dementsprechend umfasst der Taster zum Bedienen eines elektrischen Verbrauchers in einem Fahrzeug, insbesondere zur Integration in einem Zierteil eine ortsfeste, elastisch verformbare Betätigungsfläche, die eine Sichtseite bildet, auf der eine beleuchtbare Symbolik darstellbar ist sowie eine Sensortaste, die zumindest im Bereich der Symbolik hinter der Betätigungsfläche angeordnet ist und auf eine Verformung der Betätigungsfläche schaltbar ist. Sensortasten sind hierbei Tasten, die auf Druck oder Annäherung z. B. des Fingers eines Bedieners mit einer Änderung elektrischer oder nicht elektrischer Parameter reagieren. Hierbei sind Hall-Tasten, kapazitive Tasten, insbesondere aber Piezotasten umfasst. Diese Tasten haben gemein, dass der Tastenhub zum Auslösen des Schaltvorgangs relativ gering ist und vorzugsweise unter 0,1 mm, am meisten bevorzugt unter 0,02 mm liegt. Der Druck bzw. die Annäherung erfolgt auf die bzw. zur Betätigungsfläche, auf die beispielsweise im Wesentlichen senkrecht und manuell eine Kraft von einem Bediener, z. B. durch dessen Finger, aufgebracht wird. Aufgrund des geringen „Tastenhubs” erfordert die Betätigungsfläche keine geführte translatorische Bewegung und ist daher ortsfest, zur Übertragung des ausgeübten Drucks auf die Sensortaste jedoch elastisch verformbar. Es wird daher eine geschlossene, spaltfreie Oberfläche geschaffen. Des Weiteren bildet die Betätigungsfläche eine Sichtseite, die von dem Bediener bzw. Betrachter wahrnehmbar ist und auf der eine beleuchtbare Symbolik darstellbar ist. Diese Symbolik kann beispielsweise auf der Betätigungsfläche ausgespart sein, wohingegen der Rest der Betätigungsfläche lichtundurchlässig ist. Beispielsweise kann die Symbolik ein Indikator für den elektrischen Verbraucher sein, der durch den Taster bedient wird und/oder die durch den Taster schaltbare Funktion des entsprechenden elektrischen Verbrauchers anzeigen. Die Symbolik bildet weiter einen Hinweis für den Bediener, welche Stelle auf der Betätigungsfläche den besten Druckpunkt bildet, d. h. der Bediener assoziiert mit der Symbolik den Schalter bzw. Taster. Um ein möglichst definiertes und gutes Schaltsignal zu erzeugen, ist die Sensortaste daher zumindest im Bereich der Symbolik hinter der Betätigungsfläche angeordnet und wird, wie bereits erwähnt, durch eine elastische Verformung der Betätigungsfläche geschaltet. Bei einer Piezotaste wird sie beispielsweise gleichfalls verformt, wobei durch die Verformung ein elektrisches Signal ausgegeben wird. Erfindungsgemäß umfasst der Taster weiter einen flächigen, elastisch verformbaren Lichtleiter zur Beleuchtung der Symbolik, der zumindest im Bereich der Symbolik zwischen der Betätigungsfläche und der Sensortaste angeordnet ist, eine Lichteintrittsfläche und eine Lichtaustrittsfläche aufweist, die einander schneiden und wenigstens eine Lichtquelle, deren emittiertes Licht über die Lichteintrittsfläche (direkt oder indirekt) in den Lichtleiter einkoppelbar ist und aus der Lichtaustrittsfläche in Richtung der Betätigungsfläche (und damit der Symbolik) auskoppelbar ist, wozu die Lichtaustrittsfläche im Wesentlichen parallel zur Betätigungsfläche verläuft und der Lichtleiter zur Umlenkung des Lichts (von der Lichtquelle zur Betätigungsfläche) ausgestaltet ist. Unter dem Begriff „flächiger Lichtleiter” ist zu verstehen, dass der Lichtleiter in zwei seiner drei Dimensionen wesentlich größer ist als in der dritten, so dass der Lichtleiter eine Ebene aufspannt. Unter dem Begriff „Lichtleiter” ist ein Material zu verstehen, das über die Lichteintrittfläche eingekoppeltes Licht, das in einem Winkel unterhalb des Akzeptanzwinkels θa auf den Lichtleiter fällt, durch Reflektion an seinen Flächen transportiert, bis es an der Lichtaustrittsfläche austritt. Er ist vergleichbar mit herkömmlichen Lichtwellenleitern. Die Lichtaustrittsfläche liegt im Regelfall bei herkömmlichen Lichtleitern parallel zur Lichteintrittsfläche. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein Lichtleiter verwendet, dessen Lichteintrittsfläche und Lichtaustrittsfläche einander schneiden, d. h. nicht parallel zueinander verlaufen. Vorzugsweise schneiden sich die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche unter einem Winkel von 85° bis 95°, vorzugsweise 90°, so dass eine Lichteinkopplung über die Lichteintrittsfläche von der Seite her erfolgen kann und die Lichtaustrittsfläche parallel zur Betätigungsfläche verläuft.Accordingly includes the button for operating an electrical consumer in a vehicle, in particular for integration in a trim part a stationary, elastically deformable actuating surface, which forms a visible side, on which an illuminable symbolism can be displayed is as well as a sensor key, at least in the field of symbolism behind the actuating surface is arranged and on a Deformation of the actuating surface is switchable. sensor keys Here are buttons that press or approach z. B. the finger of an operator with a change of electrical or non-electrical parameters react. These are reverb buttons, capacitive keys, but in particular includes piezo keys. These Buttons have in common that the key stroke to trigger the Switching operation is relatively low and preferably less than 0.1 mm, most preferably less than 0.02 mm. The pressure or the approach takes place on or to the actuating surface on the for example, substantially perpendicular and manually a force from an operator, e.g. B. by the finger, is applied. Due to the small "key stroke" requires the Actuation surface no guided translational Movement and is therefore stationary, for the transfer of the exercised Pressure on the sensor button, however, elastically deformable. It will therefore created a closed, gap-free surface. Of Furthermore, the actuating surface forms a visible side, which is perceptible by the operator or viewer and on the an illuminable symbolism is displayed. This symbolism can be recessed for example on the actuating surface, whereas the rest of the actuating surface is opaque is. For example, the symbolism can be an indicator for be the electrical consumer who operates by the button and / or the switchable by the button function of the corresponding show electrical consumer. The symbolism continues to form one Note to the operator which position on the actuating surface forms the best pressure point, d. H. the operator associates with the symbolism the switch or button. To one as possible generating a defined and good switching signal is the sensor key therefore arranged at least in the area of the symbolism behind the actuating surface and is, as already mentioned, by an elastic deformation the actuating surface switched. With a piezo button For example, it is also deformed, with the deformation an electrical signal is output. According to the invention the button continues a flat, elastically deformable Light guide for lighting the symbolism, at least in the area the symbolism between the actuating surface and the sensor key is arranged, a light entrance surface and a light exit surface which intersect each other and at least one light source whose emitted light over the light entry surface (directly or indirectly) in the Light guide is coupled and out of the light exit surface in the direction of the actuating surface (and thus the Symbolism) can be decoupled, including the light exit surface essentially parallel to the actuating surface runs and the light guide for deflecting the light (from the light source to the actuating surface) configured is. The term "planar light guide" is to understand that the light guide in two of its three dimensions much larger than in the third, so that the light guide spans a plane. Under the term "light guide" is to understand a material that is coupled via the light entry surface Light that is at an angle below the acceptance angle θa falls on the light guide, by reflection on its surfaces transported until it emerges at the light exit surface. It is comparable to conventional optical fibers. The light exit surface is usually in conventional Light guides parallel to the light entry surface. In the However, the present invention uses a light guide whose Light entry surface and light exit surface cutting each other, d. H. not parallel to each other. Preferably the light entrance surface and the light exit surface intersect at an angle of 85 ° to 95 °, preferably 90 °, so that a light coupling over the light entry surface can be done from the side and the light exit surface runs parallel to the actuating surface.
Dadurch kann das Licht in Richtung der Betätigungsfläche und damit der Symbolik ausgekoppelt werden. Hierzu ist der Lichtleiter derart zur Umlenkung des Lichts von der Lichtquelle ausgestaltet, dass es über dem maximalen Akzeptanzwinkel θa auf die Lichtaustrittsfläche trifft und damit über die Lichtaustrittsfläche auskoppelt wird.This allows the light in the direction of Be and thus the symbolism are coupled out. For this purpose, the optical waveguide is designed in such a way for deflecting the light from the light source that it strikes the light exit surface over the maximum acceptance angle θa and is thus decoupled via the light exit surface.
Bei der wenigstens einen Lichtquelle kann es sich um eine oder mehrere LEDs handeln. Es sind aber auch andere Lichtquellen bekannter Art denkbar. Das von der Lichtquelle oder den Lichtquellen emittierte Licht wird direkt oder indirekt (z. B. über einen weiteren Lichtlichter) über die Lichteintrittfläche in den Lichtleiter eingekoppelt und in dem Lichtleiter – vorzugsweise nur im Bereich der Symbolik – derart umgelenkt, dass es unter einem Winkel größer dem Akzeptanzwinkel θa auf die Lichtaustrittsfläche trifft und über die Lichtaustrittsfläche vorzugsweise nur, wenigstens aber im Bereich der Symbolik in Richtung der Betätigungsfläche ausgekoppelt wird. Dabei muss das Licht nicht notwendigerweise orthogonal/normal zur Betätigungsfläche bzw. Lichtaustrittsfläche ausgekoppelt werden, sondern kann auch in einem Winkelbereich hierzu liegen. Möglicherweise kann in diesem Fall zur Parallelrichtung des ausgekoppelten Lichts eine oder mehrere Fokussierfolien verwendet werden (siehe später). Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Lichtleiters wird es möglich, die Lichtquelle an einer anderen Position vorzusehen und das emittierte Licht unmittelbar unter der Symbolik auszukoppeln. Dies wird vor allem deshalb möglich, weil der Lichtleiter aus einem transparenten klaren Kunststoff gebildet sein kann, z. B. einer Folie, und damit elastisch verformbar ist, so dass er zwischen der Betätigungsfläche und der Sensortaste angeordnet werden kann. Die Verformung der Betätigungsfläche setzt sich dann über den Lichtleiter fort und ist im Wesentlichen ohne Verlust auf die Sensortaste übertragbar, um einen definierten Schaltvorgang zu erzielen. Damit wird eine kostengünstige, unkompliziert aufgebaute Variante eines Tasters geschaffen, die flexibel einsetzbar ist und zugleich Funktions- wie auch Suchbeleuchtung ermöglicht.at the at least one light source may be one or more LEDs act. But there are also other light sources of known type conceivable. That emitted from the light source or the light sources Light is directly or indirectly (eg via another Lichtlichter) over the light entry surface in the light guide coupled and in the light guide - preferably only in the field of symbolism - so diverted that it at an angle greater than the acceptance angle θa hits the light exit surface and over the Light exit surface preferably only, but at least in the area of symbolism in the direction of the actuating surface is decoupled. The light does not necessarily have to be orthogonal / normal to the actuating surface or light exit surface can be decoupled, but can also in an angular range for this purpose lie. In this case may be parallel to the direction of the coupled-out light uses one or more focusing foils be (see later). By the use of the invention Fiber optic makes it possible to use the light source on one provide another position and the emitted light directly to decouple under the symbolism. This is especially possible because because the light guide is made of a transparent clear plastic can be, for. B. a film, and thus is elastically deformable, so that he is between the actuating surface and the sensor key can be arranged. The deformation of the actuating surface then continues over the optical fiber and is essentially transferable to a sensor without loss to achieve defined switching operation. This will be a cost effective, created uncomplicated variant of a button, the is flexible and functional as well as search lighting allows.
Lichtwellenleiter weisen üblicherweise ein sog. Cladding auf, weil sie ohne dieses Cladding bei Berührung oder Verschmutzung das Licht an unerwünschten Stellen auskoppeln würden. Dementsprechend umfasst der Lichtleiter der vorliegenden Erfindung ebenfalls ein Cladding. Das Cladding kann bei dem flächigen Lichtleiter durch einen Endreflektor im Wesentlichen gegenüber der Lichteintrittsfläche sowie sich von der Lichteintrittsfläche zur gegenüberliegenden Endfläche erstreckende Seitenreflektoren und einen Rückseitenreflektor parallel zur Lichtaustrittsfläche gebildet sein. Auf der Rückseite des Lichtleiters, die der Lichtaustrittsfläche abgewandt ist, kann (unmittelbar) die Sensortaste vorgesehen sein. Viele Sensortasten, insbesondere aber Piezofolien, d. h. Piezotasten, bei denen ein piezoelektrischer Lack auf eine Trägerfolie (z. B. im Siebdruck) aufgebracht ist, erfordern eine elektromagnetische Abschirmung, die in Form einer EMV(elektromagnetische Verträglichkeit)-Schicht erzielt wird. Mit anderen Worten wird in der Regel ein gitterartiger EMV-Schirm vorgesehen. Hierfür wird in der Regel ein elektrisch leitfähiges Material, z. B. ein Metall verwendet, das der elektrostatischen Abschirmung dient. Erfindungsgemäß wird gemäß einer Ausführungsform vorgeschlagen die EMV-Schicht der Sensortaste zumindest im Bereich der Rückseite des Lichtleiters vollflächig (durchgängig) auszugestalten und derart zu gestalten, dass sie Licht reflektiert. Damit bildet die EMV-Schicht zugleich den Reflektor auf der Rückseite des Lichtleiters als Teil des Claddings. Dadurch kann der Aufbau des erfindungsgemäßen Tasters weiter vereinfacht und die Anzahl der Teile reduziert werden. Eine effektive Ausnutzung ohnehin notwendiger Bestandteile wird erzielt. Bei Verwendung einer Piezofolie kann beispielsweise das elektrisch leitfähige Material aufgedampft werden. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Chromschicht, eine Aluschicht oder eine andere Schicht mit reflektierenden Eigenschaften handeln.optical fiber usually have a so-called. Cladding, because they are without This cladding on contact or pollution the light would decouple at undesirable sites. Accordingly The light guide of the present invention also includes a Cladding. The cladding can be with the planar light guide by an end reflector substantially opposite to the Light entry surface and from the light entry surface extending to the opposite end surface Side reflectors and a rear reflector in parallel be formed to the light exit surface. On the back side of the light guide, which faces away from the light exit surface is, the sensor key (directly) can be provided. Many sensor keys, but especially piezo films, d. H. Piezo keys in which a piezoelectric paint on a carrier film (eg in screen printing) applied, require electromagnetic shielding, in the form of an EMC (Electromagnetic Compatibility) layer is achieved. In other words, usually a grid-like EMC shield intended. This is usually an electrically conductive Material, eg. As a metal used, that of the electrostatic Shield serves. According to the invention according to a Embodiment proposed the EMC layer of the sensor key at least in the area of the back of the light guide over the entire surface (continuous) to design and make such a way that she reflects light. Thus, the EMC layer also forms the Reflector on the back of the light guide as part of the Claddings. As a result, the structure of the probe according to the invention further simplified and the number of parts can be reduced. A Effective utilization of already necessary components is achieved. When using a piezoelectric film, for example, the electric conductive material to be evaporated. It can work For example, a chrome layer, an aluminum layer or another Act layer with reflective properties.
Des
Weiteren ist es bevorzugt, dass der Lichtleiter durch eine transparente,
flexible Folie gebildet ist, die im Bereich ihrer der Lichtaustrittsfläche abgewandten
Rückseite eine Licht umlenkende 3-dimensionale Struktur
aufweist, um das in den Lichtleiter eingekoppelte Licht derart umzulenken,
dass es oberhalb des Akzeptanzwinkels θa liegt und an der Lichtaustrittsfläche
ausgekoppelt wird. Dabei kann die 3-dimensionale Struktur z. B.
durch Linsen, Prismen oder andere 3-dimensionale Strukturen erzielt werden.
Derartige Licht umlenkende Folien sind im Stand der Technik zur
Beleuchtung von LCD-Displays, z. B. aus der
Wie es bereits mehrfach erwähnt wurde, ist es bevorzugt, die vorhandene Symbolik sowohl mit einer Such- als auch einer Funktionsbeleuchtung zu versehen. Dabei dient die Suchbeleuchtung dazu, den Taster auch bei schlechten Lichtverhältnissen, d. h. bei Dunkelheit und Dämmerung aufzufinden. Die Lichtdichte liegt hier bei etwa 2–3 cd/m2. Die Funktionsbeleuchtung dient primär dazu, die Aktivität bzw. den Betriebszustand des elektrischen Verbrauchers bzw. der mit dem Taster gesteuerten Funktion des elektrischen Verbrauchers anzuzeigen und muss auch bei guten Lichtverhältnissen, z. B. Sonneneinstrahlung, sichtbar sein. Die Lichtdichte der Funktionsbeleuchtung soll über 1000 cd/m2, vorzugsweise über 1200 cd/m2 liegen und kann bis zu 5000 cd/m2 betragen. Zusätzlich dazu können sich die Funktions- und Suchbeleuchtung in ihrer Farbe unterscheiden.As has already been mentioned several times, it is preferable to provide the existing symbolism with both search and functional lighting. The search light is used to find the button even in low light conditions, ie in the dark and dusk. The light density here is about 2-3 cd / m 2 . The function lighting is primarily used to indicate the activity or the operating state of the electrical load or controlled by the button function of the electrical load and must also in good lighting conditions, eg. B. sun radiation, be visible. The light density of the functional lighting should be above 1000 cd / m 2 , preferably above 1200 cd / m 2 and can be up to 5000 cd / m 2 . In addition, the function and search lights may differ in color.
Dementsprechend ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nicht nur eine Lichtquelle, sondern es sind vorzugsweise wenigstens zwei „unterschiedliche” Lichtquellen vorgesehen, die sich zumindest in ihrer Lichtstärke, d. h. Intensität, unterscheiden. Dabei kann es sich beispielsweise um zwei unterschiedliche LEDs handeln. Es ist auch denkbar, die Intensität dadurch zu steuern, dass z. B. zwei Lichtquellen für die Funktionsbeleuchtung und nur eine für die Suchbeleuchtung vorgesehen ist, wobei die LEDs identisch sind. Ferner können die LEDs beispielsweise unterschiedliche Farben aufweisen. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die Lichtquellen bzw. LEDs, die der Funktionsbeleuchtung dienen, bei zugleich aktiver Lichtquelle bzw. LED der Suchbeleuchtung letztere überstrahlen, so dass die Suchbeleuchtung in der Beleuchtung der Symbolik nicht mehr erkennbar ist. Die Lichtquellen bzw. LEDs für die Funktions- und Suchbeleuchtung können unabhängig voneinander angesteuert werden, so dass sich als Alternative auch die Möglichkeit ergibt, bei eingeschalteter Funktionsbeleuchtung die Lichtquelle für die Suchbeleuchtung auszuschalten.Accordingly is in accordance with a preferred embodiment not only a light source, but it is preferably at least provided two "different" light sources, which at least in their light intensity, d. H. Intensity, differ. These may be, for example, two different ones LEDs act. It is also possible to increase the intensity to control that z. B. two light sources for the function lighting and only one is provided for the search lighting, wherein the LEDs are identical. Furthermore, the LEDs can, for example have different colors. It is beyond that also conceivable that the light sources or LEDs, that of functional lighting serve, at the same time active light source or LED of the search lights The latter outshine, so the search lights in the Lighting of the symbolism is no longer recognizable. The light sources or LEDs for the function and search lights can be controlled independently, so that as an alternative also gives the possibility, when turned on Function lighting the light source for the search lighting off.
Im Stand der Technik war es bisher üblich, Betätigungsfläche und Sensortaste bzw. ggf. zwischengeschaltete Elektrolumineszenzfolien miteinander zu verkleben, um einen engen Kontakt herzustellen, so dass bei einer Verformung der Betätigungsfläche ein definierter Schaltvorgang erzielt wird. Es durften keine Zwischenräume zwischen den separaten Elementen vorhanden sein, die möglicherweise einen Teil der Verformung der Betätigungsfläche absorbiert hätten. Die Verwendung von Klebemitteln sowie das Verfahren des Klebens haben sich jedoch als problematisch zu handhaben herausgestellt. Darüber hinaus altern Klebemittel über die Zeit, insbesondere bei Temperaturschwankungen, wie sie insbesondere bei Fahrzeugen auftreten können, so dass sich die Gefahr eines Lösens der Elemente von einander ergab. Zur Lösung dieser Problematik ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Sensortaste und der Lichtleiter separate Elemente sind, die bevorzugt – ohne Verwendung eines Klebemittels – über einen Halter unter Vorspannung gegen die Rückseite der Betätigungsfläche gedrückt werden. D. h. die Gefahr von Zwischenräumen zwischen den einzelnen separaten Elementen wird durch Drücken der Elemente gegeneinander durch einen Halter bewerkstelligt. Dieses Konzept ist selbstverständlich auch in Kombination mit anderen Beleuchtungstechniken einsetzbar, z. B. bei der Verwendung einer Elektrolumineszenzfolie, wobei hier Sensortaste und Elektrolumineszenzfolie gegen die Rückseite der Betätigungsfläche gedrückt werden. Das Konzept ist jedoch auch vollständig alleinstehend und losgelöst von der vorliegenden Erfindung denkbar. Hier würde nur die Sensortaste bzw. ein Sensormodul gegen die Rückseite der Betätigungsfläche gedrückt und hierfür ein Halter verwendet. Dadurch ist es möglich, auf Klebemittel und das problematische Klebeverfahren zu verzichten, ohne die Sensibilität des Schaltvorgangs negativ zu beeinflussen. Ein enger Kontakt zwischen den separaten Elementen ist nach wie vor herstellbar.in the Prior art has been customary actuating surface and sensor key or possibly interposed electroluminescent to bond together to make a close contact, so that at a deformation of the actuating surface a defined switching operation is achieved. There were no gaps between the separate items that may be a part of the deformation of the actuating surface absorbed. The use of adhesives as well however, the gluing process has become problematic handle exposed. In addition, adhesives age over the time, especially with temperature fluctuations, as in particular Can occur in vehicles, so that the danger a dissolution of the elements resulted from each other. To the solution This problem is in accordance with the present Invention preferred that the sensor button and the light guide separate Elements are those that preferentially - without the use of an adhesive - over a holder under bias against the back of the Actuating surface are pressed. D. H. the danger of gaps between the individual separate elements is pressed against each other by pressing the elements accomplished by a holder. This concept is self-evident can also be used in combination with other lighting techniques, z. Example, when using an electroluminescent, here sensor key and electroluminescent foil against the back of the actuating surface be pressed. However, the concept is also complete alone and detached from the present invention conceivable. Here, only the sensor button or a sensor module against pressed the back of the actuating surface and a holder used for this purpose. This makes it possible to dispense with adhesives and the problematic bonding process, without negatively influencing the sensitivity of the switching process. A close contact between the separate elements is how before producible.
Vorzugsweise sind die separaten Elemente – hier die Sensortaste und der Lichtleiter – in einem Rahmen positioniert gehalten und der Halter ist durch einen Deckel gebildet, der in dem Rahmen verrastet ist. Hierzu können beispielsweise Rastnasen am Rahmen und/oder dem Deckel dienen, die entsprechende Gegenstücke hintergreifen. Zu Zwecken der Vorspannung der separaten Elemente gegen die Rückseite der Betätigungsfläche umfasst der Deckel federnde Elemente z. B. einen sog. Moosgummi. Vorzugsweise sind die federnden Elemente jedoch einstückig mit dem Deckel ausgebildet. Dies kann durch z. B. U-förmige Aussparungen in einer ebenen Deckelfläche erzielt werden, wobei die federnden Elemente aus der Ebene des Deckels in Richtung der Rückseite der Betätigungsfläche gebogen sind bzw. vorragen. Der Deckel ist dabei vorzugsweise aus einem Kunststoff, vorzugsweise POM, um die Spannung dauerhaft zu halten und bevorzugt in einem Spritzgießverfahren ausgebildet.Preferably are the separate elements - here the sensor key and the light guide - kept positioned in a frame and the holder is formed by a lid which is in the frame is locked. For this example, locking lugs on the frame and / or serve the lid, the corresponding counterparts engage behind. For purposes of biasing the separate elements against the back of the actuating surface the lid comprises resilient elements z. B. a so-called foam rubber. Preferably, however, the resilient elements are in one piece formed with the lid. This can be achieved by z. B. U-shaped Recesses can be achieved in a flat top surface, wherein the resilient elements from the plane of the lid in the direction the back of the actuating surface bent are or project. The lid is preferably made of a Plastic, preferably POM, to hold the tension permanently and preferably formed in an injection molding process.
Da die separaten Elemente bei der Montage in z. B. den Rahmen eingesetzt werden müssen, bevor der Deckel aufgesetzt wird und um Verwechslungen bei der Montage bzw. eine falsche Ausrichtung zu verhindern, ist es bevorzugt, dass die Sensortaste und der Lichtleiter jeweils eine Positioniernut aufweisen, in die eine ortsfeste Positioniernase, z. B. am Rahmen eingreift. Die Positioniernut kann im Querschnitt eckig, rechteckig, rund bzw. kreisförmig etc. sein. Die Positioniernase weist die entsprechende Querschnittsform auf. Alternativ ist es auch denkbar, die Positioniernut ortsfest vorzusehen und die Sensortaste und den Lichtleiter mit entsprechenden Positioniernasen.There the separate elements when mounting in z. B. used the frame must be before the lid is put on and around Confusion during assembly or incorrect alignment too Prevent, it is preferable that the sensor button and the light guide each have a positioning groove into which a stationary positioning nose, z. B. engages the frame. The positioning groove can be in cross section square, rectangular, round or circular, etc. The Positioning nose has the corresponding cross-sectional shape. alternative It is also conceivable to provide the positioning groove stationary and the sensor button and the light guide with corresponding positioning lugs.
Um
die Symbolik abzubilden, kann die Betätigungsfläche
im Prinzip lichtundurchlässig sein, z. B. mit einem lichtundurchlässigen
Lack beschichtet sein, wohingegen die Symbolik ausgespart und lichtdurchlässig
bleibt. Alternativ ist es auch denkbar, den Lichtleiter bzw. die
auf der Rückseite des Lichtleiters ausgebildete 3-dimensionalen
Strukturen nur an solchen Stellen anzuordnen und so auszugestalten, dass
der Lichtleiter selbst Licht in Form eines Symbols ausgibt, so dass
die Betätigungsfläche vollständig lichtdurchlässig
sein kann und die Symbolik durch den Lichtleiter gebildet ist. Diesbezüglich
wird der Fachmann auf die
Bereits eingangs wurde erwähnt, dass für den Fall, dass das umgelenkte Licht nicht orthogonal zur Lichtaustrittsfläche austritt, eine, vorzugsweise zwei elastisch verformbare Fokussierfolien angeordnet sein können, um das aus der Lichtaustrittsfläche austretende Licht in einer, vorzugsweise zwei Dimensionen und bevorzugterweise parallel zu richten. Dadurch wird eine direkte Hinterleuchtung der Symbolik gewährleistet.Already In the beginning it was mentioned that in the event that the deflected light is not orthogonal to the light exit surface exit, one, preferably two elastically deformable focusing foils may be arranged to emerge from the light exit surface Light in one, preferably two dimensions and preferably to align in parallel. This will provide a direct backlighting of the Symbolism guaranteed.
Um eine homogenere Lichtverteilung in der Symbolik zu erzielen, kann es vorteilhaft sein, zwischen dem Lichtleiter und der Betätigungsfläche, ggf. zwischen Lichtleiter und Fokussierfolie(-n) wenigstens einen elastisch verformbaren Diffusor (Diffusorfolie) vorzusehen.Around can achieve a more homogeneous distribution of light in the symbolism it may be advantageous between the light guide and the actuating surface, if necessary between the light guide and the focusing foil (-n) at least one to provide elastically deformable diffuser (diffuser film).
Des Weiteren ist es in Fahrzeugen oftmals wünschenswert, dass die Betätigungsfläche eine 3-dimensionale Krümmung aufweist, insbesondere wenn der Taster in Zierteile eingebettet bzw. in diese integriert wird, weil Zierteile in der Regel eine solche 3-dimensionale Krümmung aufweisen. Die Sensortaste und der Lichtleiter hingegen sind ebene flächige Elemente ohne eine solche Krümmung. Des Weiteren können Sie aufgrund ihrer Funktion nicht gekrümmt ausgestaltet werden, wenn ein definierter Schaltvorgang bzw. eine definierte Beleuchtung gewünscht ist. Um diese Problematik zu beheben, schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass zwischen der Betätigungsfläche und dem Lichtleiter eine elastisch verformbare Schutzschicht vorgesehen ist, die auf der Seite der Betätigungsfläche eine der Krümmung angepasste gewölbte Fläche und auf der dem Lichtleiter zugewandten Seite eine ebene Fläche aufweist. Die Schutzschicht bildet damit ein Zwischenglied zwischen der gekrümmten Rückseite der Betätigungsfläche und der ebenen Vorderseite des Lichtleiters (Lichtaustrittsfläche) oder Fokussierfolie, die die Verformung der Betätigungsfläche direkt und unmittelbar auf den Lichtleiter und von dort auf die Sensortaste überträgt, ohne dass ein Verlust an Schaltempfindlichkeit entsteht.Of Furthermore, in vehicles it is often desirable that the actuating surface a 3-dimensional curvature has, especially if the button embedded in trim or is integrated into this, because trim usually a have such 3-dimensional curvature. The sensor button and the light guide, however, are flat planar elements without such a curvature. Furthermore you can They are not curved due to their function when a defined switching process or a defined Lighting is desired. To solve this problem, beats the present invention that between the actuating surface and the light guide provided an elastically deformable protective layer is that on the side of the actuating surface a the curvature adapted curved surface and on the side facing the light guide a flat surface having. The protective layer thus forms an intermediate link between the curved back of the actuating surface and the flat front of the light guide (light exit surface) or focusing foil, which is the deformation of the actuating surface directly and directly on the light guide and from there to the Sensor key transmits without causing a loss Switching sensitivity arises.
Wie es bereits erwähnt wurde, ist es besonders bevorzugt, dass die Sensortaste eine Piezotaste und vorzugsweise eine Piezofolie, wobei letztere fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellbar sind.As As already mentioned, it is particularly preferred that the sensor key a piezo key and preferably a piezo foil, the latter manufacturing technology is simple and inexpensive can be produced.
Um die elastische Verformbarkeit in ausreichendem Maße zu erzielen, ist es bevorzugt, dass der Lichtleiter eine Stärke von weniger als 0,8 mm, vorzugsweise weniger als 0,6 mm aufweist, wobei die Stärke des Lichtleiters ggf. durch die verwendete Lichtquelle bestimmt wird. Bei Verwendung einer LED, deren Licht direkt über die Lichteintrittsfläche in den Lichtleiter eingekoppelt wird, gibt die Dimension des LED-Chips die minimale Stärke vor. Andererseits und wie es bereits erwähnt wurde, ist es auch möglich das Licht über einen weiteren Lichtleiter oder aber über Linsen fokussiert einzukoppeln, so dass die Stärke des Lichtleiters auch unabhängig von dem verwendeten Leuchtmittel reduziert werden kann.Around the elastic deformability sufficiently For example, it is preferred that the optical fiber have a thickness of less than 0.8 mm, preferably less than 0.6 mm, wherein the strength of the light guide, if necessary, by the light source used is determined. When using an LED whose light is directly above coupled the light entry surface in the light guide is, the dimension of the LED chip gives the minimum strength in front. On the other hand, as already mentioned, is it also possible the light over another Fiber optics or coupled via lenses focused, so that the strength of the light guide is also independent can be reduced by the light source used.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, den Taster in ein Zierteil zu integrieren, wobei die Betätigungsfläche durch die Dekorseite des Zierteils gebildet ist. Bei einem solchen Zierteil kann es sich bei einem Kraftfahrzeug beispielsweise um die Armaturentafel, die Mittelkonsole, das Lenkrad oder entsprechende Elemente bei einem Schiff oder Flugzeug handeln. Dabei wird die Dekorseite des Zierteils von unterschiedlichen beschichteten oder unbeschichteten Materialien wie beispielsweise Holz, Stein, Kunststoff, Leder, etc. gebildet. Die Dekorseite, von der Teile die Betätigungsflächen des Schalters bilden, ist eine geschlossene, spaltfreie Oberfläche.About that In addition, it is preferable to integrate the stylus in a trim part, the actuating surface through the decor side of the trim part is formed. In such a decorative part may be in a motor vehicle, for example, the instrument panel, the center console, the steering wheel or equivalent elements in a ship or aircraft act. The decorative side of the trim part will be different coated or uncoated materials such as Wood, stone, plastic, leather, etc. formed. The decor side, from the parts of the actuating surfaces of the switch form, is a closed, gap-free surface.
Schließlich schlägt die vorliegende Erfindung ein Zierteil für ein Fahrzeug mit wenigstens einem Taster gemäß der vorliegenden Erfindung vor.After all the present invention proposes a trim part for a vehicle with at least one button according to the present invention.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung, die alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben erwähnten Merkmale umgesetzt werden können, ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform. Diese erfolgt unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:Further Advantages and features of the present invention, which are standalone or in combination with one or more of the above-mentioned features can be implemented, resulting from the following Description of a preferred embodiment. This is done with reference to the accompanying drawings, in which:
Bei
der in
Das
Zierteil
Im
Folgenden wird das Tastermodul
Des
Weiteren ist ein Lichtleiter
Als
Lichtquelle kommen bei der dargestellten Ausführungsform
drei LEDs
Ergänzend
können die LEDs
Des
Weiteren umfasst das Tastermodul
Ferner
sind zwei Fokussierfolien
Darüber
hinaus kann zwischen der Fokussierfolie
Bei
der Montage werden die separaten Elemente
Die
separaten in
Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, sondern verschiedenartige Abwandlungen erfolgen können. Z. B. können in einem Zierteil mehr oder weniger als die drei dargestellten Taster integriert sein. Auch ist es denkbar, nicht nur Ein-/Ausschaltfunktionen durch die Taster zu verwirklichen. Darüber hinaus ist es, wenn z. B. nur eine Suchbeleuchtung erforderlich ist, möglich, die Symboliken mehrerer Taster mit nur einem Lichtleiter zu beleuchten, statt für jeden Taster separat einen Lichtleiter vorzusehen. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Betätigungsfläche insgesamt lichtdurchlässig und die Symbolik durch die 3-dimensionale Struktur auf der Rückseite des Lichtleiters selbst gebildet wird, d. h. Licht nur so aus der Lichtaustrittsfläche ausgekoppelt und anschließend gerichtet wird, dass es selbst die Symbolik bildet.It it is understood that the invention is not limited to those described above Embodiment is limited, but various Modifications can be made. For example, in a trim part more or less than the three buttons shown be integrated. It is also conceivable, not just on / off functions to realize through the buttons. In addition, it is if z. B. only a search light is required, possible, to illuminate the symbols of several buttons with only one light guide, instead of providing a light guide separately for each button. Of Furthermore, it is conceivable that the actuating surface altogether translucent and the symbolism through the 3-dimensional Structure formed on the back of the light guide itself is, d. H. Light only out of the light exit surface and then it is judged that it is even the symbolism forms.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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