DE102019220067A1 - Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung (5), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), insbesondere zur Bedienung einer Funktion eines Kraftfahrzeuges (1), wobei die Bedienvorrichtung (5) eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter LEDs (50) und eine über der Mehrzahl der LEDs angeordnete Faseroptik (51) umfasst, wobei eine Recheneinrichtung (57) vorgesehen ist zur Ermittlung, ob Licht zumindest einer ersten LED der Mehrzahl der LEDs (50) aufgrund einer Bedienhandlung auf eine der der Mehrzahl der nebeneinander angeordneten LEDs abgewandte Seite der Faseroptik (51) reflektiert und zumindest in eine zweite LED der Mehrzahl der LEDs (50) eingestrahlt wird, und wobei die Faseroptik (51) eine Vergrößerungsgruppe nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern umfasst, deren Querschnitt sich in Richtung auf die (Mehrzahl der) LEDs (50) verjüngt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Bedienung einer Funktion, insbesondere des Kraftfahrzeuges, wobei die Bedienvorrichtung eine Mehrzahl, z.B. matrixartig nebeneinander angeordneter, LEDs umfasst, wobei eine Recheneinrichtung vorgesehen ist zur Ermittlung, ob Licht zumindest einer ersten LED der Mehrzahl der LEDs aufgrund einer Bedienhandlung zumindest in eine zweite LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird. Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug mit einer Bedienvorrichtung. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung.
  • Die US 9 207 851 B1 offenbart eine Matrix aus LEDs, die hinter der Flüssigkristallschicht einer LCD-Vorrichtung angeordnet ist. Beispielsweise kann die Matrix aus LEDs eine Matrix aus weißen LEDs sein. Eine solche Matrix kann eine oder mehrere Reihen und eine oder mehrere Spalten enthalten, von denen jede eine oder mehrere LEDs enthält, die dafür konfiguriert sind, weißes Licht zu emittieren. Die Matrix aus weißen LEDs ist optisch und mechanisch konfiguriert, um als Hintergrundbeleuchtung für die LCD-Vorrichtung zu fungieren, während sie auch elektrisch konfiguriert ist, um ihre LEDs sowohl im Lichtemissionsmodus als auch im Lichterkennungsmodus zu betreiben.
  • Die US 2006/0086896 A1 offenbart eine Anordnung von rot-grün-blauen LEDs mit drei Chips in einer Matrixreihen-/Spaltenkonfiguration. Jede LED kann eine gemeinsame Kathode und drei separate Anoden haben. Anstelle eines einzelnen Zeilentreibers für jede Zeile können drei vorgesehen sein, z. B. einer für die Anode jedes roten, grünen und blauen Chips. Die gemeinsamen Kathoden für alle LEDs in einer gegebenen Spalte können zusammen mit Treibern verbunden sein. Jede Reihe kann einen Reihenleseverstärker aufweisen, der an einen roten Anodenbus eines Verstärkers angeschlossen sein kann. Eine Abtastprozedur kann sequentiell durchgeführt werden, z. B. jeweils eine Spalte. Alle blauen Zeilentreiber können aktiviert werden, während alle roten und grünen Zeilentreiber deaktiviert werden können. Dies bewirkt, dass nur die blauen Chips in den LEDs als Emitter wirken und Licht erzeugen. Die roten Chips können als Detektoren durch den Leseverstärker jeder Reihe verwendet werden. Wenn ein Finger mit einer der LEDs in einer solchen Spalte in Kontakt steht, kann Licht von dem Finger reflektiert werden und von den roten Chips empfangen werden. Nach einer kurzen Verzögerung (z. B. einer Mikrosekunde), damit sich die Werte der Verstärker einstellen können, kann ein ADC eine Umwandlung für jeden Eingangskanal durchführen, und die Ergebnisse können gespeichert werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Bedienung eines Kraftfahrzeuges zu vereinfachen bzw. zu verbessern.
  • Vorgenannte Aufgabe wird durch eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Funktion des Kraftfahrzeuges, gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei die Bedienvorrichtung eine Mehrzahl (insbesondere im Wesentlichen, insbesondere matrixartig, insbesondere) nebeneinander angeordneter (insbesondere matrixartiger) LEDs und eine über der Mehrzahl der LEDs angeordnete Faseroptik umfasst, wobei eine Recheneinrichtung vorgesehen ist zur Ermittlung, ob Licht zumindest einer ersten LED der Mehrzahl der LEDs aufgrund einer Bedienhandlung auf eine der der Mehrzahl der nebeneinander angeordneten LEDs abgewandte Seite der Faseroptik reflektiert und zumindest in eine zweite LED der Mehrzahl der LEDs eingestrahlt wird, und wobei die Faseroptik
    • - eine Vergrößerungsgruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern umfasst, deren Querschnitt sich in Richtung auf die (Mehrzahl der) LEDs verjüngt, und/oder
    • - eine Verkleinerungsgruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern umfasst, deren Querschnitt sich in Richtung auf die der (Mehrzahl der) LEDs abgewandte Seite verjüngt,
    wobei vorgesehen sein kann, dass die Faseroptik eine weitere Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern umfasst.
  • Die erste LED ist somit eine LED im Lichtemissionsmodus und die zweite LED ist eine LED im Lichterkennungsmodus. Zwischen diesen beiden Modi kann schnell gewechselt werden und zwar mit einer Geschwindigkeit derart, dass der Wechsel für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Ähnlich wie in der US 9 207 851 B1 bzw. in der US 2006/0086896 A1 offenbarten Lehre, wechseln die LEDs mit derart hoher Frequenz zwischen Lichtemissionsmodus und Lichterkennungsmodus, dass dieser Wechsel für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist. Im einfachsten Fall wechselt der Modus/Zustand der LED derart, dass ermittelt wird, ob Licht der zweiten LED der Mehrzahl der LEDs in die erste LED der Mehrzahl der LEDs reflektiert und/oder eingestrahlt wird. Dann wiederum wird mittels der ersten LED der Mehrzahl der LEDs Licht in eine Faser der Faseroptik eingestrahlt und wiederum mittels der zweiten LED der Mehrzahl der LEDs geprüft, ob dieser Lichtstrahl reflektiert und durch eine Faser der Faseroptik in die zweite LED eingestrahlt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mit unterschiedlichen LEDs gewechselt wird, so dass z.B. anschließend eine dritte LED oder eine weitere LED der Mehrzahl der LEDs Licht in Richtung der ersten LED oder der zweiten LED strahlt.
  • Eine Faseroptik im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere eine optische Komponente, die aus vielen parallel angeordneten transparenten Fasern, insbesondere Glasfasern, als Lichtleitern (TIR) besteht, die zum Beispiel als Stützplatte miteinander zu einem mechanisch homogenen Block verschmolzen sind. Transparent im Sinne dieser Offenbarung kann transluzent bedeuten und/oder umfassen. Eine transparente Faser im Sinne dieser Offenbarung kann opak beschichtet sein bzw. eine opake Mantelfläche umfassen bzw. aufweisen, um Streulicht zu vermeiden. Eine opake Manteloberfläche einer Faser kann beispielsweise schwarz sein. Eine Faseroptik im Sinne dieser Offenbarung kann auch als Fiberoptik oder fused fiber optics bezeichnet werden. Eine Faseroptik im Sinne dieser Offenbarung kann eine Mehrzahl von Lichtleitern umfassen, die zumindest auf der der Mehrzahl der LEDs abgewandten Seite der Faseroptik (im Wesentlichen) senkrecht bzw. orthogonal zu der der Mehrzahl der LEDs zugewandten Seite der Faseroptik oder zu der Ebene, in der die Mehrzahl der LEDs angeordnet ist, ausgerichtet ist. Eine Faseroptik im Sinne dieser Offenbarung kann als Faserbündel, als Faserbündel mit Teil-Faserbündeln oder als Faserplatte ausgestaltet sein. In einer Ausgestaltung der Faseroptik im Sinne dieser Offenbarung kommen Lichtleiter zum Einsatz, die nicht miteinander verschmolzen sind, sondern aus lose nebeneinander liegenden, biegsamen Einzelfasern bestehen, die lediglich an Ein- und Ausgangsseite geometrisch streng geordnet und fest eingefasst sind. Der Abstand der einzelnen Bildpunkte beträgt z.B. 4-10 µm. Die Faserplatte bzw. Faseroptik kann ein einstückiges Bauteil oder ein zusammengesetztes Strukturbauteil sein. Eine Licht leitende Faser im Sinne dieser Offenbarung besteht aus bzw. umfasst beispielsweise PE, PMMA oder Glas. Jede einzelne Faser besteht z.B. wie bei einem Lichtleiter aus einem Kernglas und einem einhüllenden niederbrechenden Mantelglas. Dazwischen sind z.B. zusätzlich Stränge aus schwarzem (absorbierendem) Glas angeordnet, um vagabundierendes Streulicht zurückzuhalten. Eine Faseroptik im Sinne dieser Offenbarung kann Vergrößerungs- oder Verkleinerungseigenschaften aufweisen (Taper). Dann wird der nach dem Verschmelzen entstandene zylindrische Block (Faseroptik) nochmals erhitzt und gezogen, verjüngt sich in der Mitte und kann in der entstandenen Taille getrennt werden. Auf diese Weise kann ein Taper, das heißt eine Faseroptik für eine vom 1:1-Maßstab abweichende Verkleinerung bzw. Vergrößerung hergestellt werden. Eine Faseroptik im Sinne dieser Offenbarung kann semitransparent beschichtet sein.
  • Eine Licht leitende Faser im Sinne dieser Offenbarung hat insbesondere einen runden, insbesondere einen kreisrunden Querschnitt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine Licht leitende Faser im Sinne dieser Offenbarung einen rechteckig, einen quadratischen oder einen sechseckigen Querschnitt aufweist.
  • Eine Gruppe von nebeneinander liegenden Licht leitenden Fasern umfasst insbesondere zumindest neun Fasern, insbesondere zumindest 25 Fasern. Eine Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern im Sinne dieser Offenbarung umfasst dabei insbesondere drei Fasern in einer ersten Richtung orthogonal zu der Faserachse bzw. der Achse der Fasern bzw. der optischen Achse der Fasern bzw. einer Achse durch die Fasern und zumindest drei nebeneinander liegende Licht leitende Fasern in einer zweiten Richtung orthogonal zu der Faserachse bzw. der Achse der Fasern bzw. der optischen Achse der Fasern bzw. einer Achse durch die Fasern, wobei die erste Richtung orthogonal zur zweiten Richtung verläuft.
  • Eine Funktion eines Kraftfahrzeuges im Sinne dieser Offenbarung kann ein InfotainmentSystem, ein Navigationssystem, ein Telefon oder eine Telefonschnittstelle, ein Fensterheber, Bedienelemente für einen Seitenspiegel, ein Schiebedach u.ä. sein. Eine Bedienhandlung im Sinne dieser Offenbarung kann insbesondere das Berühren, insbesondere mit einem Finger, einer für die Bedienung vorgesehenen Bedienfläche der Faseroptik sein. Eine Anordnung über der Mehrzahl der LEDs im Sinne dieser Offenbarung bedeutet insbesondere, dass die Faseroptiken bzw. die Fasern der Faseroptiken derart ausgestaltet sind, dass die LEDs Licht in die Fasern der Faseroptik einstrahlen.
  • Eine LED im Sinne dieser Offenbarung kann auch eine LED mit Farbfilter sein bzw. eine LED, die einen Farbfilter umfasst. Es ist insbesondere vorgesehen, dass unter LED im Sinne dieser Offenbarung auch OLED zu verstehen ist. Eine LED im Sinne dieser Offenbarung kann auch eine QDOT oder ein Laser sein. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Farbe weiß mittels Phosphor gebildet wird.
  • Eine Recheneinrichtung im Sinne dieser Offenbarung kann beispielsweise Schaltungen bzw. Auswerteschaltungen, wie sie in der US 9 207 851 B1 sowie der US 2006/0086896 A1 offenbart sind, umfassen. Eine Recheneinrichtung im Sinne dieser Offenbarung umfasst insbesondere eine Schnittstelle zu einem Fahrzeugbus, wie etwa eine CAN-Schnittstelle.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Faseroptik eine der der Mehrzahl LEDs zugewandte Seite und eine der der Mehrzahl der LEDs abgewandte Seite (einem Benutzer der Bedienvorrichtung zugewandte Seite), wobei die der Mehrzahl der LEDs abgewandte Seite und/oder die der Mehrzahl der LEDs zugewandte Seite einen gekrümmten Bereich, eine Freiform bzw. Diskontinuitäten oder Knicke umfasst. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Faseroptik, zumindest zum Teil, gekrümmt. Die Krümmung kann konvex und/oder konkav sein.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung unterscheidet sich der mittlere Durchmesser von Fasern einer Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern von dem mittleren Durchmesser von Fasern einer anderen Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern. Der mittlere Durchmesser im vorgenannten Sinne bezieht sich auf den Mittelwert der Durchmesser jeweils einer Faser.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung unterscheidet sich der gemittelte mittlere Durchmesser einer Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern von dem gemittelten mittleren Durchmesser einer anderen Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern. Der gemittelte Durchmesser bezieht sich auf einen Mittelwert über alle Fasern der Gruppe, also im vorliegenden Fall auf den mittleren Durchmesser gemittelt über alle Fasern.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung unterscheidet sich der mittlere auf die Dicke der Faseroptik bezogene Durchmesser einer Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern von dem mittleren auf die Dicke der Faseroptik bezogenen Durchmesser einer anderen Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern. Bezogen auf die Dicke bedeutet dividiert durch die Dicke der Faseroptik.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung unterscheidet sich der gemittelte mittlere auf die Dicke der Faseroptik bezogene Durchmesser einer Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern von dem gemittelten mittleren auf die Dicke der Faseroptik bezogenen Durchmesser einer anderen Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern. Es gilt somit insbesondere, dass sich der Wert j = 1 n i = 1 m D u r c h m e s s e r i j m n D
    Figure DE102019220067A1_0001
    zumindest für zwei Gruppen unterscheidet, wobei m die Zahl der ermittelten Werte für den Durchmesser einer Faser ist, wobei n die Anzahl der Fasern einer Gruppe ist und wobei D die mittlere Dicke der Faseroptik im Bereich der Gruppe ist.
  • Die Durchmesser der Fasern können insbesondere auch zur Optimierung der Bedienbarkeit der Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Dimensionierung und/oder den Eigenschaften der LEDs genutzt werden.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Vergrößerungsgruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern die Bedienung einer Einzelfunktion des Kraftfahrzeuges zugeordnet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Verkleinerungsgruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern eine Displayfunktion des Kraftfahrzeuges zugeordnet. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung betrifft insbesondere die Bedienung und Funktion, die über ein Bussystem bedienbar sind.
  • Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere ein Infotainmentsystem und/oder ein Navigationssystem und/oder ein Telefon. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung nutzt z.B. eine Busschnittstelle der Recheneinrichtung. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere eine Funktion oder eine Mehrzahl von Funktionen, die abhängig davon ist, was angezeigt wird. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere eine menügeführte Bedienung. Eine Displayfunktion im Sinne dieser Offenbarung kann auch eine Mehrzahl von Apps umfassen, die, wenn sie angezeigt werden, bedienbar bzw. aufrufbar sind.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Faseroptik eine der der Mehrzahl der LEDs zugewandte Seite und eine der der Mehrzahl der LEDs abgewandte Seite, wobei die der Mehrzahl der LEDs abgewandte Seite einen gekrümmten Bereich umfasst.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die erste LED ein erstes Licht-Emissionsspektrum, zum Beispiel überwiegend im Infrarotbereich, und die zweite LED ein zweites Licht-Emissionsspektrum auf, wobei sich das erste Licht-Emissionsspektrum von dem zweiten Licht-Emissionsspektrum unterscheidet.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Bedienvorrichtung zumindest eine dritte LED mit einem dritten Licht-Emissionsspektrum und zumindest eine vierte LED mit einem vierten Licht-Emissionsspektrum auf wobei sich das zumindest erste Licht-Emissionsspektrum von dem zumindest dritten Licht-Emissionsspektrum und von dem zumindest vierten Licht-Emissionsspektrum unterscheidet, wobei sich das zumindest zweite Licht-Emissionsspektrum von dem zumindest dritten Licht-Emissionsspektrum und von dem zumindest vierten Licht-Emissionsspektrum unterscheidet, wobei sich das zumindest dritte Licht-Emissionsspektrum von dem zumindest vierten Licht-Emissionsspektrum unterscheidet, wobei die Recheneinrichtung zur Ermittlung ausgestaltet ist, ob Licht der zumindest ersten LED aufgrund einer Bedienhandlung in die zumindest zweite LED, in die zumindest dritte und/oder die zumindest vierte LED reflektiert und/oder eingestrahlt wird.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bilden die LEDs oder eine Gruppe der LEDs ein Farbdisplay. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bildet die zweite Gruppe der LEDs ein Farbdisplay. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die LEDs der Mehrzahl der LEDs als Farbdisplay ausgestaltet (zur Darstellung unterschiedlicher farblicher Bildinhalte). In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zeigt das Display die Funktion der Bedienvorrichtung, zum Beispiel in Form eines Icons oder eines Symbols. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Display Teil eines, insbesondere Multi-Touch, HMIs, zum Beispiel eines gekapselten HMIs, wie es in 6, 7, und 8 der EP 1 764 674 B1 offenbart ist, wobei jedoch auf den Touchscreen 11 verzichtet wird und der transparente Teil 17 des Gehäuses durch eine Faseroptik im Sinne dieser Offenbarung ersetzt wird bzw. ist. Damit erfolgt die Bestimmung des Ortes einer Berührung ebenfalls im gekapselten Bereich, nämlich im bereits gekapselten Display. Auf diese Weise wird ein besonders robustes Multi-Touch fähiges und ggf. haptisches Feedback aufweisendes Anzeige-und Bediensystem geschaffen, insbesondere eines, das auch für den Außenbereich gut einsetzbar ist.
  • Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung, insbesondere zum Betrieb der vorgenannten Bedienvorrichtung, wobei die Bedienvorrichtung eine Mehrzahl von LEDs umfasst, wobei über der Mehrzahl der LEDs eine Faseroptik angeordnet ist, wobei die Faseroptik zumindest eine Vergrößerungsgruppe nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern und/oder zumindest eine Verkleinerungsgruppe nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern umfasst, wobei eine erste LED der Mehrzahl der LEDs Licht in eine erste Faser der nebeneinanderliegenden Licht leitenden Fasern strahlt, das in der ersten Faser mehrfach reflektiert wird und aus der der ersten LED abgewandten Oberfläche der Faseroptik und/oder der ersten Faser austritt, wobei ein Finger eines Bedieners zwecks Bedienung der Bedienvorrichtung die Faseroptik auf der der ersten LED abgewandten Oberfläche der Faseroptik berührt oder nahezu berührt, wobei aus der der ersten LED abgewandten Oberfläche der Faseroptik oder der Faser austretendes Licht, das von dem Finger (diffus) reflektiert und dadurch in die Faser der Faseroptik und/oder in eine oder mehrere mittelbar oder unmittelbar benachbarte(n) Faser(n) der Faseroptik eingestrahlt wird, von dieser zu einer gerade nicht leuchtenden LED der Mehrzahl der LEDs geleitet wird, so dass die zweite LED ein Signal liefert, aufgrund dessen entschieden wird, ob eine Bedienung der Bedienvorrichtung vorgenommen wurde.
  • Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug, das eine vorgenannte Bedienvorrichtung umfasst. Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor beschränkt. Unter einem Kraftfahrzeug im Sinne dieser Offenbarung kann auch ein motorisch angetriebenes Fahrzeug verstanden werden, zum Beispiel auch ein Fahrzeug für 3D Mobilität.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel für ein Kraftfahrzeug in einer Innenansicht,
    • 2 eine Prinzipansicht des Kraftfahrzeuges gemäß 1,
    • 3 eine prinzipielle Ausgestaltung einer Bedienvorrichtung im Sinne der Erfindung in Form eine Ausführungsbeispiels,
    • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung,
    • 5 eine beispielhafte Draufsicht auf die Bedienvorrichtung gemäß 4, wobei eine Displayfunktion implementiert ist,
    • 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung,
    • 7 eine beispielhafte Draufsicht auf die Bedienvorrichtung gemäß 6, wobei eine Einzelfunktion implementiert ist,
    • 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung,
    • 9 eine beispielhafte Draufsicht auf die Bedienvorrichtung gemäß 8, wobei eine Displayfunktion und zwei Einzelfunktionen implementiert sind.
    • 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung,
    • 11 eine beispielhafte Draufsicht auf die Bedienvorrichtung gemäß 10, wobei eine Displayfunktion und eine Einzelfunktion implementiert sind, wobei die Einzelfunktion das Ein- und Ausschalten des Warnblinkers WBL umfasst,
    • 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung,
    • 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung,
    • 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung,
    • 15 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung und
    • 16 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung,
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein in 2 in einer Prinzipskizze dargestelltes Kraftfahrzeug 1 in einer Innenansicht. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 2 ein Lenkrad und Bezugszeichen 3 ein HMI. Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Tür, und mit Bezugszeichen 5 ist eine Bedienvorrichtung in der Mittelkonsole des Kraftfahrzeuges 1 bezeichnet.
  • Das Kraftfahrzeug 1 gemäß 2 umfasst ein mit Bezugszeichen 3 bezeichnetes HMI, das ein Display 12, das mittels einer Anzeige- und Bediensteuerung 10 angesteuert wird, sowie eine Bedienanordnung 11 umfasst, die dem Display 12 zugeordnet ist, und mittels der über die Anzeige- und Bediensteuerung 10 das Display 12 bzw. die darauf dargestellten Informationen beeinflussbar ist bzw. sind. Die Bedienanordnung 11 kann zum Beispiel ein vor dem Display 12 angeordneter Touchscreen sein oder umfassen. Mittels der Bedienanordnung 11 sind nicht sicherheitskritische Funktionen des Kraftfahrzeugs 1, wie etwa die Telefonschnittstelle 14 für das Mobiltelefon MT, eine Klimaautomatik 15, ein Navigationssystem 16, ein Infotainmentsystem 17 oder weitere Funktionen ansteuerbar. Dazu sind die Telefonschnittstelle 14, die Klimaautomatik 15, das Navigationssystem 16, das Infotainmentsystem 17 sowie weitere nicht sicherheitskritische Funktionen datentechnisch mittels eines Bussystems B1 mit der Anzeige- und Bediensteuerung 10 des HMIs 3 verbunden. Weitere nicht sicherheitskritische Funktionen des Kraftfahrzeuges 1 können etwa eine WLAN-Schnittstelle 18, eine Bluetooth-Schnittstelle oder z.B. eine USB-Schnittstelle 19 sein. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst zudem sicherheitsrelevante Funktionen wie etwa eine Motorsteuerung 31, ein ESP 32 oder eine Getriebesteuerung 33. Bezugszeichen 34, 35, 36 bezeichnen weitere sicherheitsrelevante Funktionen bzw. Module des Kraftfahrzeuges 1. Die sicherheitsrelevanten Module des Kraftfahrzeuges 31, 32, 33, 34, 35, 36 sind mittels eines Bussystems B2 gekoppelt, das über einen Gateway 100 mit dem Bussystem B1 gekoppelt ist.
  • 3 zeigt die prinzipielle Ausgestaltung einer Bedienvorrichtung 5 im Sinne der Erfindung. Dabei sendet eine LED 501 der als Display ausgestalteten LED-Anordnung 50 Licht aus, das in einer Faser 511 der Faseroptik 51 mehrfach reflektiert und aus der der LED-Anordnung 50 abgewandten Seite der Faseroptik 51 austritt. Befindet sich der Finger F eines Bedieners zwecks Bedienung der Bedienvorrichtung 5 auf der der LED-Anordnung 50 abgewandten Oberfläche der Faseroptik 51, so wird das aus der Oberfläche austretende Licht in die Faser 511 der Faseroptik 51 Faser und/oder in eine oder mehrere mittelbar oder unmittelbar benachbarte(n) Faser(n) (diffus) reflektiert und von dieser zu einer gerade nichtleuchtenden LED 502 geleitet, mittels derer eine Recheneinrichtung 57 entscheiden kann, dass eine berührende Bedienung des entsprechenden Bedienelementes der Bedienvorrichtung 5 vorgenommen wurde. Die Recheneinrichtung 57 der Bedienvorrichtung 5 kommuniziert mit den Funktionen des Kraftfahrzeuges 1, die bedient bzw. gesteuert werden sollen.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung 5A, die eine LED-Anordnung 150 und eine Verkleinerungsgruppe 151 von nebeneinander liegenden Licht leitenden Fasern umfasst. Die in 4 dargestellte Bedienvorrichtung 5A dient der Implementierung einer Displayfunktion 160, wie sie in 5 beispielhaft dargestellt ist.
  • 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung 5B, wobei die Bedienvorrichtung 5B eine LED-Anordnung 250 sowie eine Vergrößerungsgruppe 251 nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern umfasst. Die Bedienvorrichtung 5B dient der Implementierung einer in 7 dargestellten Einzelfunktion 260.
  • 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bedienvorrichtung 5C, wobei auf einer LED-Anordnung 350 eine Faseroptik 351 angeordnet ist. Die Faseroptik 351 umfasst eine Vergrößerungsgruppe 252 nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern sowie eine Verkleinerungsgruppe 253 nebeneinander liegender Licht leitender Fasern. Die Verkleinerungsgruppe 253 dient der Implementierung einer Displayfunktion 360 wie in 9 dargestellt. Die Vergrößerungsgruppe 352 dient der Implementierung zweier Einzelfunktionen 353 und 352, wobei diese in 9 mit Bezugszeichen 361 dargestellt sind.
  • 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bedienvorrichtung 5D, die eine LED-Anordnung 350 sowie eine Faseroptik 351 umfasst. Die Faseroptik 451 umfasst eine Vergrößerungsgruppe 452 nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern sowie eine Gruppe 453 nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern, die durch eine Anzahl 454 von Licht leitenden Fasern ohne Funktion getrennt sind. Die Bedienvorrichtung 5D dient, wie in 11 dargestellt, der Implementierung einer Displayfunktion 460 mittels der Gruppe 453 nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern sowie einer Einzelfunktion 461 zur Bedienung der Warnblinkanlage WBL durch die Vergrößerungsgruppe 452 nebeneinander liegender lichtleitender Fasern.
  • 12 zeigt eine zur Bedienvorrichtung 5D gemäß 10 alternative Ausgestaltung 5E, wobei anstelle der LED-Anordnung 451 eine LED-Anordnung 450A und eine LED-Anordnung 450B vorgesehen sind.
  • Dabei ist vorgesehen, dass die LEDs 450B einen TFT oder eine andere Form eines Matrixdisplays zur Darstellung variabler Informationen und hoher Auflösung bilden. Dagegen sind die LEDs der Gruppe 450A mit geringerer Auflösung als die LEDs der Gruppe 450B ausgestaltet. Es kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass die LEDs der Gruppe 450A Einzel-LEDs sind, wie sie z.B. in der US 9 207 801 B1 offenbart sind.
  • 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung 5F, wobei auf einer LED-Anordnung 550 eine Faseroptik 551 angeordnet ist, die eine Gruppe 552 nebeneinander liegender Licht leitender Strukturen sowie eine Vergrößerungsgruppe 553 nebeneinander liegender Licht leitender Fasern umfasst. Die Gruppe 552 und die Vergrößerungsgruppe 553 sind aneinander gerückt, jedoch mit gegeneinander geneigten optischen Achsen. Im Übergang von der Gruppe 552 auf die Vergrößerungsgruppe 553 ist bedienflächenseitig ein Knick vorgesehen, der eine Orientierung zwischen den beiden Gruppen und damit der unter Umständen differenzierten Funktionalität haptisch ermöglicht.
  • 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung 5G, wobei diese eine der LED-Anordnung 550 entsprechende LED-Anordnung 650 sowie eine der Gruppe 552 entsprechende Gruppe 652 und eine der Vergrößerungsgruppe 553 entsprechende Vergrößerungsgruppe 653 umfasst. Abweichend von der Ausgestaltung der Faseroptik 551 gemäß 13 ist die Bedienfläche der Faseroptik 651 der Bedienvorrichtung gemäß 14 konvex gekrümmt.
  • 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bedienvorrichtung 5H, wobei auf einer Led-Anordnung 750 eine Faseroptik 751 angeordnet ist, die eine Vergrößerungsgruppe 752 nebeneinander liegender Licht leitender Fasern, eine Gruppe 753 nebeneinander liegender Licht leitender Fasern sowie eine Vergrößerungsgruppe 754 nebeneinander liegender Licht leitender Fasern umfasst. Die Vergrößerungsgruppe 752 berührt dabei die Gruppe 753 und diese Gruppe 753 berührt wiederum die Vergrößerungsgruppe 754, so dass die optischen Achsen der Vergrößerungsgruppen 752 und 754 sowie der Gruppe 753 nicht parallel verlaufen. Die gestrichelten Linien in 15 bedeuten einen möglichen Verlauf der Oberfläche der Mittelkonsole, in die die Bedienvorrichtung eingebettet ist.
  • 16 zeigt eine gegenüber der Bedienvorrichtung 5H in 15 abgewandelte Bedienvorrichtung 5I, wobei eine der LED-Anordnung 750 entsprechende LED-Anordnung 850 vorgesehen ist. Auf der LED-Anordnung 850 ist eine Faseroptik 851 angeordnet, die gegenüber der Faseroptik 751 dahingehend abweicht, dass die der LED-Anordnung 850 abgewandte Seite der Faseroptik 851, die eine Vergrößerungsgruppe 852 nebeneinander liegender Licht leitender Fasern, eine Gruppe 853 nebeneinander liegender Licht leitender Fasern sowie eine Vergrößerungsgruppe 854 umfasst, dahingehend abgewandelt, dass die der LED-Anordnung 850 abgewandte Seite der Faseroptik 851 konvex gekrümmt ist. Die gestrichelten Linien in 16 bedeuten ebenso wie die gestrichelten Linien in 15 eine mögliche Oberfläche der Mittelkonsole, in die die Bedienvorrichtung gemäß 16 verbaut werden kann.
  • Abweichend von der Ausgestaltung der Bedienvorrichtung gemäß 15 weist die Bedienvorrichtung gemäß 16 eine der LED-Anordnung 850 abgewandte Seite der Faseroptik 851 mit einer konvex gekrümmten Oberfläche auf. Dreidimensional gesehen kann die Faseroptik 851 beispielsweise ein Kugelsegment, eine Asphäre oder ein Zylindersegment bilden bzw. entsprechend ausgestaltet sein. In einer Ausgestaltung als Kugelsegment oder Asphäre kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Einzelfunktionen um eine Displayfunktion herum angeordnet sind und unter Umständen durch eine Wischbewegung rotiert werden können. Anstelle einer runden Grundfläche der Faseroptik 851 bei einer Ausgestaltung als Asphäre oder Kugelsegment kann auch eine hexagonale Grundfläche vorgesehen sein. Dies gilt insbesondere in Hinblick auf die Bedienvorrichtung gemäß 15.
  • Die Displayfunktionen dienen insbesondere der Bedienung des Infotainmentsystems und der Telefonschnittstelle. Displayfunktionen können auch die Bedienung von Internetanwendungen umfassen, auf die mittels einer WLAN-Schnittstelle mit der WLAN-Schnittstelle 18 zugegriffen werden können. Eine Displayfunktion kann auch die Bedienmaske für ein Navigationssystem umfassen. Die Einzelfunktionen können beispielsweise das Ein- und Abschalten eines ESPs und das Umschalten eines Sportmodus betreffen. Auf diese Einzelfunktion wird über das Bussystem, ein Gateway und einem weiteren Bussystem zugegriffen. Auf andere Einzelfunktionen kann direkt zugegriffen werden wie etwa auf einen Warnblinker.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass das HMI 3 in ähnlicher Weise ausgeführt ist wie etwa die Bedienvorrichtung 5H gemäß 15 oder die Bedienvorrichtung 5K gemäß 16.
  • Die Elemente und Fasern in den 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 13, 14, 15 und 16 sind unter Berücksichtigung von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. So sind z.B. die Größenordnungen einiger Elemente bzw. Fasern deutlich übertrieben gegenüber anderen Elementen bzw. Fasern dargestellt, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
  • Die Erfindung erlaubt eine adaptive Anpassung der Faserplatte bzw. Faseroptik an die notwendigen Gegebenheiten der Geometrie der vorhandenen LED-Matrix und der notwendigen Funktionen. Eine Anpassung an eine unebene Oberfläche ist ebenso möglich. Weiterhin kann die Empfindlichkeit jedes Bereichs eingestellt werden. Dabei ist es auch zweckmäßig, einige Bereiche der Faseroptik bzw. Faserplatte ohne jegliche Funktion zu implementieren, um eine geschlossene Oberfläche zu gewährleisten. Insbesondere die Kombination der unterschiedlichen LEDs zu einem ganzheitlichen Anzeigedisplay erlaubt Kostenvorteile. Darüber hinaus erlaubt die Erfindung flexible und neue Ansätze zur Gestaltung von Bedienvorrichtungen, wobei insbesondere durch die Form der Oberfläche eine haptische Orientierung implementiert werden kann, so dass sich ein Bediener auf der Bedienvorrichtung auch ohne Hinzuschauen orientieren kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • EP 1764674 B1 [0024]
    • US 9207801 B1 [0036]

Claims (10)

  1. Bedienvorrichtung (5), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), insbesondere zur Bedienung einer Funktion des Kraftfahrzeuges (1), wobei die Bedienvorrichtung (5) eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter LEDs und eine über der Mehrzahl der LEDs angeordnete Faseroptik (51) umfasst, wobei eine Recheneinrichtung (57) vorgesehen ist zur Ermittlung, ob Licht zumindest einer ersten LED der Mehrzahl der LEDs aufgrund einer Bedienhandlung auf eine der der Mehrzahl der nebeneinander angeordneten LEDs abgewandte Seite der Faseroptik (51) reflektiert und zumindest in eine zweite LED der Mehrzahl der LEDs eingestrahlt wird, und wobei die Faseroptik (51) eine Vergrößerungsgruppe nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern umfasst, deren Querschnitt sich in Richtung auf die (Mehrzahl der) LEDs verjüngt.
  2. Bedienvorrichtung (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faseroptik (51) eine Verkleinerungsgruppe nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern umfasst, deren Querschnitt sich in Richtung auf die den (der Mehrzahl der) LEDs abgewandte Seite verjüngt.
  3. Bedienvorrichtung (5), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), insbesondere zur Bedienung einer Funktion des Kraftfahrzeuges (1), wobei die Bedienvorrichtung (5) eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter LEDs und eine über der Mehrzahl der LEDs angeordnete Faseroptik (51) umfasst, wobei eine Recheneinrichtung (57) vorgesehen ist zur Ermittlung, ob Licht zumindest einer ersten LED der Mehrzahl der LEDs aufgrund einer Bedienhandlung auf eine der der Mehrzahl der nebeneinander angeordneten LEDs abgewandte Seite der Faseroptik (51) reflektiert und zumindest in eine zweite LED der Mehrzahl der LEDs eingestrahlt wird, und wobei die Faseroptik (51) eine Verkleinerungsgruppe nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern umfasst, deren Querschnitt sich in Richtung auf die den (der Mehrzahl der) LEDs abgewandte Seite verjüngt.
  4. Bedienvorrichtung (5) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Faseroptik (51) eine weitere Gruppe nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern umfasst.
  5. Bedienvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mittlere Durchmesser, der gemittelte mittlere Durchmesser, der mittlere auf die Dicke der Faseroptik (51) bezogene Durchmesser und/oder der gemittelte mittlere auf die Dicke der Faseroptik (51) bezogene Durchmesser einer Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern von dem mittleren Durchmesser, dem gemittelten mittleren Durchmesser, dem mittleren auf die Dicke der Faseroptik (51) bezogenen Durchmesser und/oder dem gemittelten mittleren auf die Dicke der Faseroptik (51) bezogenen Durchmesser einer anderen Gruppe nebeneinander liegender Licht leitender Fasern unterscheidet.
  6. Bedienvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faseroptik (51) nebeneinander liegende Licht leitende Fasern ohne Bedienfunktion umfasst.
  7. Kraftfahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bedienvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
  8. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergrößerungsgruppe die Bedienung einer Einzelfunktion des Kraftfahrzeuges (1) zugeordnet ist.
  9. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Verkleinerungsgruppe eine Displayfunktion des Kraftfahrzeuges (1) zugeordnet ist.
  10. Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung (5), insbesondere zum Betrieb einer Bedienvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bedienvor-richtung (5) eine Mehrzahl von LEDs umfasst, wobei über der Mehrzahl der LEDs eine Faseroptik (51) angeordnet ist, wobei die Faseroptik zumindest eine Vergrößerungsgruppe nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern und/oder zumindest eine Verkleinerungsgruppe nebeneinanderliegender Licht leitender Fasern umfasst, wobei eine erste LED (501) der Mehrzahl der LEDs Licht in eine erste Faser (511) der nebeneinanderliegenden Licht leitenden Fasern strahlt, das in der ersten Faser (511) mehrfach reflektiert wird und aus der der ersten LED (501) abgewandten Oberfläche der Faseroptik (51) und/oder der ersten Faser (511) austritt, wobei ein Finger (F) eines Bedieners zwecks Bedienung der Bedienvorrichtung (5) die Faseroptik (51) auf der der ersten LED (501) abgewandten Oberfläche der Faseroptik (51) berührt oder nahezu berührt, wobei aus der der ersten LED (501) abgewandten Oberfläche der Faseroptik (51) oder der Faser (511) austretendes Licht, das von dem Finger (F) (diffus) reflektiert und dadurch in die Faser (511) der Faseroptik (51) und/oder in eine oder mehrere mittelbar oder unmittelbar benachbarte(n) Faser(n) der Faseroptik (51) eingestrahlt wird, von dieser zu einer gerade nicht leuchtenden LED (502) der Mehrzahl der LEDs geleitet wird, so dass die zweite LED (502) ein Signal liefert, aufgrund dessen entschieden wird, ob eine Bedienung der Bedienvorrichtung (5) vorgenommen wurde.
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