DE102021125968A1 - electronic input device - Google Patents

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DE102021125968A1
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input device
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DE102021125968.1A
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Ingo Oliver Niemeyer
Yoshiteru Inagaki
Masateru Kobayashi
Soichi Takagi
Kensuke Yatabe
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MinebeaMitsumi Inc
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Abstract

Eine elektronische Eingabevorrichtung hat einen Rahmen (16) und eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit, die dazu ausgebildet ist, eine Berührung eines Benutzers zu erkennen. Die Anzeigeeinheit ist an einer ersten Seite (28) des Rahmens (16) befestigt ist und der Rahmen (16) weist zumindest einen Kraftsensor aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine auf die Anzeigeeinheit ausgeübte Kraft zu detektieren und ein entsprechendes elektrisches Signal bereitzustellen. Der Rahmen (16) weist ein Steckanschlusselement (36) auf, das elektrisch mit dem Kraftsensor verbunden ist und das von einer zweiten Seite (32) des Rahmens (16) kontaktierbar ist.An electronic input device has a frame (16) and a touch-sensitive display unit, which is designed to recognize a user's touch. The display unit is attached to a first side (28) of the frame (16) and the frame (16) has at least one force sensor which is designed to detect a force exerted on the display unit and to provide a corresponding electrical signal. The frame (16) has a plug connection element (36) which is electrically connected to the force sensor and which can be contacted from a second side (32) of the frame (16).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Eingabevorrichtung.The invention relates to an electronic input device.

Bei elektronischen Eingabevorrichtungen wird üblicherweise eine Eingabe eines Benutzers durch die Eingabevorrichtung erkannt und ein entsprechendes elektrisches Signal ausgegeben, beispielsweise an eine zentrale Steuerelektronik, die die Eingabevorrichtung ansteuert.In the case of electronic input devices, an input from a user is usually recognized by the input device and a corresponding electrical signal is output, for example to a central electronic control system which controls the input device.

Typische Beispiele für solche Eingabevorrichtungen sind Touchscreens (auch bekannt als Berührbildschirme), die mittels eines resistiven, eines kapazitiven oder eines induktiven Bedienfelds eine Berührung durch den Benutzer erkennen und ein entsprechendes elektrisches Berührungssignal ausgeben, das zusätzlich Informationen über die Position der Berührung des Touchscreens umfasst.Typical examples of such input devices are touch screens (also known as touch screens), which use a resistive, capacitive or inductive panel to detect a user touch and emit a corresponding electrical touch signal that also includes information about the position of the touch screen touch.

Anhand des ausgegebenen elektrischen Signals kann also eine Position oder ein Bereich der Eingabe des Benutzers auf der Eingabevorrichtung bestimmt werden.A position or an area of the user's input on the input device can therefore be determined on the basis of the output electrical signal.

Insbesondere bei Eingabevorrichtungen in Kraftfahrzeugen ist es vorteilhaft, dass neben dem Berühren der Eingabevorrichtung auch eine Kraft der Berührung bestimmt wird. Auf diese Weise kann beispielsweise ein gewolltes Berühren von einem ungewollten Berühren der Eingabevorrichtung unterschieden werden.In the case of input devices in motor vehicles in particular, it is advantageous for the force of the touch to be determined in addition to touching the input device. In this way, for example, intentional touching can be distinguished from unintentional touching of the input device.

Hierfür sind aus dem Stand der Technik Eingabevorrichtungen bekannt, die zusätzlich einen Kraftsensor oder mehrere Kraftsensoren aufweisen, welche die auf die Eingabevorrichtung ausgeübte Kraft erfassen.For this purpose, input devices are known from the prior art that additionally have a force sensor or multiple force sensors that detect the force exerted on the input device.

Dabei stellt insbesondere die elektrische Anbindung des zumindest einen Kraftsensors eine Herausforderung dar.In particular, the electrical connection of the at least one force sensor poses a challenge.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine einfache elektrische Kontaktierung des Kraftsensors zu ermöglichen.It is therefore the object of the invention to enable simple electrical contacting of the force sensor.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine elektronische Eingabevorrichtung, die einen Rahmen und eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit hat. Dabei ist die Anzeigeeinheit dazu ausgebildet, eine Berührung eines Benutzers zu erkennen, und an einer ersten Seite des Rahmens befestigt. Der Rahmen weist zumindest einen Kraftsensor auf, der dazu ausgebildet ist, eine auf die Anzeigeeinheit ausgeübte Kraft zu detektieren und ein entsprechendes elektrisches Signal bereitzustellen. Der Rahmen hat zusätzlich ein Steckanschlusselement, das elektrisch mit dem Kraftsensor verbunden ist und das von einer zweiten Seite des Rahmens kontaktierbar ist.The object is solved by an electronic input device that has a frame and a touch-sensitive display unit. In this case, the display unit is designed to recognize a touch by a user and is attached to a first side of the frame. The frame has at least one force sensor, which is designed to detect a force exerted on the display unit and to provide a corresponding electrical signal. The frame also has a plug connection element which is electrically connected to the force sensor and which can be contacted from a second side of the frame.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den zumindest einen Kraftsensor über einen Steckanschluss zu kontaktieren. Dabei kann der Kraftsensor auf der ersten Seite des Rahmens in der Nähe der Anzeigeeinheit angeordnet werden und ist dementsprechend besonders sensitiv für Krafteinwirkungen auf die Anzeigeeinheit. Über das Steckanschlusselement wir der elektrische Kontakt auf die zweite des Rahmens verlängert, an der üblicherweise eine Steuerplatine angeordnet ist oder über die die Steuerplatine angeschlossen wird. Dementsprechend ist die elektrische Kontaktierung des Kraftsensors besonders einfach, da nur ein entsprechender Stecker an dem Steckanschlusselement eingesteckt werden muss.The basic idea of the invention consists in contacting the at least one force sensor via a plug connection. In this case, the force sensor can be arranged on the first side of the frame in the vicinity of the display unit and is accordingly particularly sensitive to the effects of forces on the display unit. The electrical contact is extended via the plug connection element to the second of the frame, on which a control circuit board is usually arranged or via which the control circuit board is connected. Accordingly, the electrical contacting of the force sensor is particularly simple, since only a corresponding plug has to be plugged into the plug connection element.

Die Anzeigeeinheit zeigt eine grafische Oberfläche an, über die der Benutzer mit einem die Anzeigeeinheit steuernden Computerprogramm interagieren kann. Das Computerprogramm ist beispielsweise auf einem Mikroprozessor der zentralen Steuerelektronik, wie der Steuerplatine implementiert.The display unit displays a graphical interface via which the user can interact with a computer program that controls the display unit. The computer program is implemented, for example, on a microprocessor of the central control electronics, such as the control board.

Auf der Anzeigeeinheit werden also Informationen für den Benutzer dargestellt und der Benutzer kann durch das Berühren von Bedienelementen oder allgemein von Informationen, die auf der Anzeigeeinheit dargestellt sind, Eingaben tätigen.Information for the user is thus displayed on the display unit and the user can make inputs by touching operating elements or generally information displayed on the display unit.

Beispielsweise ist die Anzeigeeinheit eine kapazitive Anzeigeeinheit.For example, the display unit is a capacitive display unit.

Über das Steckanschlusselement wird die elektronische Eingabevorrichtung mit der Steuerplatine verbunden, die üblicherweise getrennt von der Eingabevorrichtung hergestellt wird und beim Einsetzen der Eingabevorrichtung in das entsprechende Produkt oder in die entsprechende Vorrichtung mit dieser verbunden wird.The electronic input device is connected to the control board via the plug connection element, which is usually manufactured separately from the input device and is connected to it when the input device is inserted into the corresponding product or into the corresponding device.

In einem Kraftfahrzeug (Produkt/Vorrichtung) ist die Eingabevorrichtung typischerweise ein Bauteil, das zugeliefert wird und erst beim Einbau der Eingabevorrichtung in das Kraftfahrzeug mit der Steuerplatine über das Steckanschlusselement verbunden.In a motor vehicle (product/device), the input device is typically a component that is supplied and only connected to the control circuit board via the plug-in connection element when the input device is installed in the motor vehicle.

Dementsprechend wird über das Steckanschlusselement das vom Kraftsensor bereitgestellt elektrische Signal der Steuerplatine übergeben.Accordingly, the electrical signal provided by the force sensor is transferred to the control board via the plug-in connection element.

Das in dem Prozessor oder dem Mikroprozessor implementiere Computerprogramm erkennt dann die Eingabe des Benutzers nur, falls dieser auch mit einer gewissen Mindestkraft auf die Anzeigeeinheit drückt.The computer program implemented in the processor or the microprocessor then only recognizes the user's input if the user presses on the display unit with a certain minimum force.

Zum Beispiel ist auf der Steuerplatine hierfür ein entsprechender Schwellwert hinterlegt, beispielsweise eine Mindestspannung, die an der Signalleitung anliegen muss.For example, a corresponding threshold value is stored on the control circuit board, for example a minimum voltage that must be present on the signal line.

Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die erste und die zweite Seite des Rahmens entgegengesetzte Seiten des Rahmens sind. Auf diese Weise wird der elektrische Kontakt durch den Rahmen geführt. Dabei ist auf der zweiten Seite des Rahmens üblicherweise die Steuerplatine angeordnet, die das elektrische Signal des Kraftsensors auswertet und entsprechend die ausgeübte Kraft bestimmt.One aspect of the invention provides that the first and second sides of the frame are opposite sides of the frame. In this way the electrical contact is routed through the frame. The control circuit board, which evaluates the electrical signal from the force sensor and accordingly determines the force exerted, is usually arranged on the second side of the frame.

Natürlich kann die erste Seite auch eine Stirnfläche des Rahmens sein und die zweite Seite eine Seitenfläche. In diesem Fall weisen die Seiten einen Winkel von 90° zueinander auf und sind entsprechend nicht entgegengesetzt zueinander.Of course, the first side can also be a face of the frame and the second side can be a side face. In this case, the sides are at 90° to each other and accordingly are not opposite to each other.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Eingabevorrichtung einen Hinterrahmen auf, der eine Hintergrundbeleuchtungseinheit (auch bekannt als Backlight-Einheit) der Anzeigeeinheit umfasst. Dabei ist der Rahmen zumindest abschnittsweise am Hinterrahmen befestigt, insbesondere an der zweiten Seite des Rahmens. Der Rahmen ist also räumlich zwischen Anzeigeeinheit und Hinterrahmen angeordnet.In one embodiment of the invention, the input device has a rear frame that includes a backlight unit (also known as a backlight unit) of the display unit. The frame is attached to the rear frame at least in sections, in particular to the second side of the frame. The frame is therefore spatially arranged between the display unit and the rear frame.

In diesem Fall fungiert der Rahmen als eine Art Messrahmen und die Krafteinwirkung auf die Anzeigeeinheit wird über den Rahmen auf Kraftsensor übertragen.In this case, the frame acts as a kind of measuring frame and the force acting on the display unit is transmitted to the force sensor via the frame.

Dabei kann zwischen Hinterrahmen und Rahmen ein Luftspalt ausgebildet sein oder der Hinterrahmen kann über den gesamten Umfang des Rahmens mittels eines Klebebands am Rahmen befestigt sein.An air gap can be formed between the rear frame and the frame, or the rear frame can be attached to the frame over the entire circumference of the frame by means of an adhesive tape.

Die Hintergrundbeleuchtungseinheit dient dazu, dass die entsprechenden Darstellungen auf der LCD-Einheit angezeigt werden können. Hierfür werden bei einer Flüssigkristallanzeige die Flüssigkristalle so angesteuert, dass diese die Polarisationsrichtung des Lichts der Hintergrundbeleuchtungseinheit beeinflusst.The purpose of the backlight unit is to enable the corresponding images to be displayed on the LCD unit. For this purpose, the liquid crystals in a liquid crystal display are controlled in such a way that they influence the direction of polarization of the light of the backlighting unit.

In manchen Ausgestaltungen ist die Anzeigeeinheit alternativ selbstleuchtend ausgebildet und umfasst insbesondere eine Leuchtdiodenanordnung, beispielsweise eine Anordnung mit organischen Leuchtdioden, OLED.In some configurations, the display unit is alternatively designed to be self-illuminating and in particular comprises a light-emitting diode arrangement, for example an arrangement with organic light-emitting diodes, OLED.

Ebenso kann eine auf anorganischen Materialen basierende LED-Anordnung wie eine Micro-LED-Anordnung vorgesehen sein.Likewise, an LED arrangement based on inorganic materials, such as a micro-LED arrangement, can be provided.

Ferner kann auch eine Mini-LED-Anordnung vorgesehen sein, welche eine LCD Einheit mit einer integrierten LED-Anordnung als Hintergrundbeleuchtung kombiniert. Ferner kann eine fluoreszierende Anzeigeeinheit vorgesehen sein.Furthermore, a mini-LED arrangement can also be provided, which combines an LCD unit with an integrated LED arrangement as background lighting. Furthermore, a fluorescent display unit can be provided.

Das Steckanschlusselement kann bei befestigtem Hinterrahmen mit einer Steuerplatine kontaktierbar sein. Auf diese Weise kann die Eingabevorrichtung nachträglich mit einer zentralen Steuerung verbunden werden, die die Anzeigeeinheit ansteuert und die Signale des Kraftsensors auswertet.When the rear frame is fastened, the plug connection element can be contactable with a control circuit board. In this way, the input device can be subsequently connected to a central controller that controls the display unit and evaluates the signals from the force sensor.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Hinterrahmen im Bereich des Steckanschlusselements eine Ausnehmung oder eine Aussparung auf, über die das Steckanschlusselement kontaktierbar ist.In one embodiment of the invention, the rear frame has a recess or cutout in the area of the plug-in connection element, via which contact can be made with the plug-in connection element.

Mit anderen Worten ist das Steckanschlusselement durch den Hinterrahmen hindurch mit der Steuerplatine kontaktierbar. Dies stellt eine besonders kostengünstige Ausführung dar, um das Steckanschlusselement kontaktieren zu können.In other words, the plug connection element can be contacted with the control board through the rear frame. This represents a particularly cost-effective design in order to be able to contact the plug connection element.

Alternativ kann an dem Hinterrahmen ein an das Steckanschlusselement angepasstes Verbindungssteckelement ausgebildet sein. Dabei ist das Steckanschlusselement in das Verbindungssteckelement eingesteckt und über das Verbindungssteckelement elektrisch kontaktierbar.Alternatively, a plug-in connection element adapted to the plug-in connection element can be formed on the rear frame. In this case, the plug-in connection element is plugged into the plug-in connection element and can be electrically contacted via the plug-in connection element.

Beispielsweise erstreckt sich das Verbindungssteckelement am Hinterrahmen von einer dem Rahmen zugewandten Seite zu einer entgegengesetzten Seite. Auf diese Weise wird der elektrische Kontakt vollständig auf die Seite der Eingabevorrichtung gelegt, auf der üblicherweise die Steuerplatine angeordnet ist.For example, the connector plug on the rear frame extends from a side facing the frame to an opposite side. In this way, the electrical contact is placed entirely on the side of the input device where the control board is usually located.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Steckanschlusselement zumindest eine Durchkontaktierung auf, die sich von der ersten Seite zur zweiten Seite des Rahmens erstreckt. Dabei ist der Kraftsensor auf der ersten Seite des Rahmens elektrisch mit der Durchkontaktierung verbunden. Der Kraftsensor kann also in der Nähe der Anzeigeeinheit angeordnet werden. Durch die Führungskontur wird zusätzlich das Einstecken eines Verbindungssteckers am Steckanschlusselement vereinfacht und eine unsachgemäße Krafteinwirkung auf die Durchkontaktierung, also die Pins, die von der zweiten Seite hervorstehen verhindert.In one embodiment of the invention, the plug-in connection element has at least one via that extends from the first side to the second side of the frame. The force sensor is electrically connected to the via on the first side of the frame. The force sensor can thus be arranged in the vicinity of the display unit. The guiding contour also simplifies the insertion of a connecting plug on the plug-in connection element and prevents improper force from being applied to the via, ie the pins that protrude from the second side.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Steckanschlusselement genau ein Kraftsensor zugeordnet. Dabei ist das Steckanschlusselement insbesondere räumlich nah am Kraftsensor angeordnet und die Leitungen zwischen Kraftsensor und Steckanschlusselement können sehr kurz ausgebildet werden, beispielsweise über eine Leiterplatte.In one embodiment of the invention, exactly one force sensor is assigned to the plug connection element. In this case, the plug connection element is arranged spatially close to the force sensor and the lines between the force sensor and the plug connection element can be made very short, for example via a printed circuit board.

Alternativ kann am Rahmen zumindest ein weiterer Kraftsensor angeordnet sein, der elektrisch mit dem Steckanschlusselement verbunden ist. Über das Steckanschlusselement können also mehrere Kraftsensoren kontaktiert werden.Alternatively, at least one further force sensor can be arranged on the frame, which is electrically connected to the plug connection element. Thus, several force sensors can be contacted via the plug connection element.

Beispielsweise ist jeder Kraftsensor über eine Signalleitung mit dem Steckanschlusselement und die Signalleitungen sind vollständig in den Rahmen eingebettet oder auf den Rahmen aufgedruckt. Auf diese Weise kann die Eingabevorrichtung kompakt ausgeführt werden, da die notwendigen Leitungen am Rahmen ausgebildet werden können.For example, each force sensor is connected to the plug connection element via a signal line and the signal lines are completely embedded in the frame or printed on the frame. In this way, the input device can be made compact since the necessary lines can be formed on the frame.

Die Signalleitungen der Kraftsensoren können separat voneinander ausgebildet sein. In diesem Fall kann auch der Bereich identifiziert werden, in dem eine Kraft auf die Anzeigeeinheit ausgeübt wird.The signal lines of the force sensors can be designed separately from one another. In this case, the area in which a force is exerted on the display unit can also be identified.

Alternativ können die Signalleitungen auch elektrisch verbunden sein. Auf diese Weise wird die Anzahl an benötigten Leitungen reduziert.Alternatively, the signal lines can also be electrically connected. In this way, the number of lines required is reduced.

Der Kraftsensor oder die Kraftsensoren können zusätzlich über zumindest eine Energieleitung mit dem Steckanschlusselement verbunden sein. Dabei ist die Energieleitung zumindest abschnittsweise auf den Rahmen aufgedruckt, in einer auf den Rahmen aufgeklebten flexiblen Leiterplatte integriert, als spritzgegossener Schaltungsträger in den Rahmen integriert, und/oder in den Rahmen oder eine auf dem Rahmen befindliche Lackschicht oder Klebeschicht eingebettet. Dies ermöglicht eine sehr kompakte Ausgestaltung der Eingabevorrichtung. Beispielsweise ist die Energieleitung mittels eines Ultraschall-Drahteinbettungsverfahrens in den Rahmen eingebettet.The force sensor or the force sensors can also be connected to the plug connection element via at least one power line. The power line is printed at least in sections on the frame, integrated in a flexible printed circuit board glued to the frame, integrated into the frame as an injection-molded circuit carrier, and/or embedded in the frame or in a layer of lacquer or adhesive layer located on the frame. This enables a very compact configuration of the input device. For example, the power line is embedded in the frame using an ultrasonic wire embedding process.

Im Allgemeinen kann die Energieleitung auch vollständig auf den Rahmen aufgedruckt, in einer auf den Rahmen aufgeklebten flexiblen Leiterplatte integriert, als spritzgegossener Schaltungsträger in den Rahmen integriert, und/oder in den Rahmen oder eine auf dem Rahmen befindliche Lackschicht oder Klebeschicht eingebettet sein.In general, the power line can also be completely printed onto the frame, integrated into a flexible printed circuit board glued to the frame, integrated into the frame as an injection-molded circuit carrier, and/or embedded into the frame or a layer of lacquer or adhesive layer located on the frame.

Über die Energieleitung kann eine elektrische Spannung am Kraftsensor angelegt werden und über die Signalleitung eine Spannung abgegriffen, deren Wert charakteristisch für die Verformung des Kraftsensors ist, d.h. charakteristisch für die auf die Anzeigeeinheit aufgewendete Kraft.An electrical voltage can be applied to the force sensor via the energy line and a voltage can be tapped off via the signal line, the value of which is characteristic of the deformation of the force sensor, i.e. characteristic of the force applied to the display unit.

Beispielsweise ist der Kraftsensor ein Dehnungsmessstreifen, der eine Dehnung, also eine Streckung oder Stauchung eines Abschnitts des Rahmens registriert. Dehnungsmessstreifen ermöglichen bereits kleine Krafteinwirkungen zu messen.For example, the force sensor is a strain gauge that registers an elongation, ie an extension or compression, of a section of the frame. Strain gauges make it possible to measure even small forces.

Der Kraftsensor kann natürlich auch mehr als einen Dehnungsmessstreifen aufweisen.Of course, the force sensor can also have more than one strain gauge.

Beispielsweise ist der zumindest eine Dehnungsmessstreifen in einer Wheatstoneschen Messbrücke ausgebildet. Auf diese Weise wird die Sensitivität des Kraftsensors weiter verbessert. Des Weiteren können mittels einer derartigen Ausgestaltung äußere Einflüsse wie z.B. Temperaturschwankungen können reduziert werden.For example, the at least one strain gauge is embodied in a Wheatstone measuring bridge. In this way, the sensitivity of the force sensor is further improved. Furthermore, by means of such a configuration, external influences such as temperature fluctuations can be reduced.

Es ist denkbar, dass die Messbrücke als Halbbrücke (mit zwei Dehnungsmessstreifen und zwei Widerständen) oder als Vollbrücke (mit insgesamt vier Dehnungsmessstreifen) ausgebildet ist.It is conceivable that the measuring bridge is designed as a half bridge (with two strain gauges and two resistors) or as a full bridge (with a total of four strain gauges).

In diesem Fall ist der Kraftsensor mit dem Steckanschlusselement über eine erste Signalleitung, eine zweite Signalleitung, eine erste Energieleitung und eine zweite Energieleitung verbunden.In this case, the force sensor is connected to the plug connection element via a first signal line, a second signal line, a first power line and a second power line.

Dabei sind vorteilhaft alle Signalleitungen und alle Energieleitungen vollständig in den Rahmen eingebettet oder auf den Rahmen aufgedruckt.In this case, all signal lines and all power lines are advantageously completely embedded in the frame or printed onto the frame.

Mit anderen Worten kann eine Signalleitung oder eine Energieleitung in einem ersten Abschnitt auf den Rahmen aufgedruckt und sonst in den Rahmen eingebettet sein. Eine Mischung aus eingebetteten Abschnitten und aufgedruckten Abschnitten ist also denkbar.In other words, a signal line or a power line can be printed onto the frame in a first section and otherwise embedded in the frame. A mixture of embedded sections and printed sections is therefore conceivable.

Um eine präzise Messung der ausgeübten Kraft zu ermöglichen, kann der Rahmen einen Messbalken aufweisen, der an einem Ende fest mit dem Rahmen verbunden ist und an einem anderen Ende mit einem weiteren Bauteil der Eingabevorrichtung in Kontakt steht. Dabei ist der Kraftsensor auf dem Messbalken angeordnet oder in dem Messbalken ausgebildet. Eine auf die Anzeigeeinheit ausgeübte Kraft führt also dazu, dass der Messbalken zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende gestreckt oder gestaucht wird. Diese Streckung oder Stauchung wird durch den Kraftsensor wiederum gemessen, d.h. es wird ein entsprechendes elektrisches Signal bereitgestellt, und dementsprechend die auf die Anzeigeeinheit ausgeübte Kraft erfasst.In order to enable a precise measurement of the force exerted, the frame can have a measuring bar which is fixedly connected to the frame at one end and is in contact with another component of the input device at the other end. In this case, the force sensor is arranged on the measuring beam or is formed in the measuring beam. A force exerted on the display unit thus leads to the measuring bar being stretched or compressed between the first end and the second end. This stretching or compression is in turn measured by the force sensor, i.e. a corresponding electrical signal is provided and the force exerted on the display unit is accordingly recorded.

Beispielsweise ist das weitere Bauteil der Hinterrahmen.For example, the other component is the rear frame.

Um eine kraftschlüssige Befestigung des zumindest einen Messbalkens zu ermöglichen, kann der Hinterrahmen eine Befestigungsöffnung aufweisen. Dabei ist der zumindest eine Messbalken über den Befestigungsabschnitt und die Befestigungsöffnung am Hinterrahmen befestigt.In order to enable the at least one measuring beam to be fastened in a non-positive manner, the rear frame can have a fastening opening. The at least one measuring bar is attached to the rear frame via the attachment section and the attachment opening.

Dabei ist es denkbar, dass der Befestigungsabschnitt als Steckanschlusselement ausgebildet ist.It is conceivable that the fastening section is designed as a plug connection element.

Beispielsweise weist der Befestigungsabschnitt im Bereich des zweiten Endes einen Kragen auf, der in der befestigten Position des Messbalkens am Hinterrahmen in axialer Richtung durch die Befestigungsöffnung durchgesteckt ist. Der Messbalken ist dann über ein Befestigungselement, das axial zwischen dem Kragen und der Befestigungsöffnung angeordnet ist, am Hinterrahmen befestigt. In diesem Fall ist der Messbalken lösbar am Hinterrahmen befestig.For example, the attachment section has a collar in the area of the second end, which is pushed through the attachment opening in the axial direction when the measuring bar is in the attached position on the rear frame. The measuring beam is then attached to the rear frame via an attachment element which is arranged axially between the collar and the attachment opening. In this case, the measuring bar is detachably attached to the rear frame.

Alternativ kann der Messbalken im Bereich des zweiten Abschnitts Befestigungsfortsätze aufweisen, die relativ zueinander beweglich sind, wobei die Befestigungsfortsätze in der befestigten Position des Messelements durch die Befestigungsöffnung durchgesteckt sind und an einem die Befestigungsöffnung umfänglich umgebenden Bereich des Hinterrahmens angreifen. Mit anderen Worten ist der Messbalken mit einer Art Klippverbindung am Hinterrahmen befestigt. Auf diese Weise kann der Messbalken einfach in den Hinterrahmen eingesteckt werden.Alternatively, the measuring bar can have fastening extensions in the area of the second section, which can be moved relative to one another, the fastening extensions being pushed through the fastening opening in the fastened position of the measuring element and engaging an area of the rear frame surrounding the fastening opening. In other words, the measuring bar is attached to the rear frame with a kind of clip connection. In this way, the measuring bar can simply be plugged into the rear frame.

Um eine genaue Positionierung des Messbalkens relativ zur Befestigungsöffnung zu gewährleisten, kann am Messbalken ein Anschlag ausgebildet ist, der in der befestigten Position des Messbalkens auf dem Hinterrahmen aufliegt.In order to ensure precise positioning of the measuring bar relative to the fastening opening, a stop can be formed on the measuring bar, which rests on the rear frame when the measuring bar is in the fastened position.

Es kann vorgesehen sein, dass sich der Messbalken in einer einseitig offenen Aussparung am Rand des Messrahmens erstreckt oder dass sich der Balken innerhalb eines Fensters des Messrahmens erstreckt. Auf diese Weise ist der Messbalken in den Messrahmen integriert.It can be provided that the measuring bar extends in a recess open on one side at the edge of the measuring frame or that the bar extends within a window of the measuring frame. In this way, the measuring bar is integrated into the measuring frame.

Der Abstand zwischen den beiden Enden des Balkens kann größer sein als die Dicke des Messbalkens.The distance between the two ends of the bar can be greater than the thickness of the measuring bar.

Zum Beispiel beträgt der Abstand mindestens das 3-fache der Dicke.For example, the spacing is at least 3 times the thickness.

Mit anderen Worten ist der Messbalken schmal ausgeführt und eine vergleichsweise geringe Kraft führt bereits zu einer messbaren Dehnung des Messbalkens.In other words, the measuring bar is narrow and a comparatively small force already leads to a measurable stretching of the measuring bar.

Der Messbalken kann in Richtung des weiteren Bauteils der Eingabevorrichtung vorgespannt sein. Falls keine Krafteinwirkung auf die Anzeigeeinheit erfolgt, ist der Messbalken also bereits gedehnt und eine geringe Krafteinwirkung auf die Anzeigeeinheit führt bereits zu einer messbaren Dehnung des Messbalkens.The measuring bar can be prestressed in the direction of the further component of the input device. If there is no force acting on the display unit, the measuring bar is already stretched and a small force acting on the display unit already leads to a measurable stretching of the measuring bar.

An den Messbalken kann ein Befestigungsabschnitt angeformt sein, der sich senkrecht zum Messbalken vom Messbalken wegerstreckt. Dabei steht der Messbalken über den Befestigungsabschnitt mit dem weiteren Bauteil der Eingabevorrichtung in Kontakt. Auf diese Weise ist der Messbalken am weiteren Bauteil abgestützt und eine Krafteinwirkung auf die Anzeigeeinheit wird vollständig auf den Messbalken übertragen.A fastening section which extends away from the measuring bar perpendicularly to the measuring bar can be formed on the measuring bar. The measuring bar is in contact with the further component of the input device via the fastening section. In this way, the measuring bar is supported on the further component and a force acting on the display unit is completely transferred to the measuring bar.

Beispielsweise ist der Messbalken über den Befestigungsabschnitt mit dem weiteren Bauteil verklebt.For example, the measuring bar is glued to the further component via the fastening section.

Es kann vorgesehen sein, dass der Rahmen eine der Anzahl an Kraftsensoren entsprechende Anzahl an Messbalken aufweist und dass an oder in jedem Messbalken ein entsprechender Kraftsensor angeordnet bzw. ausgebildet ist. Auf diese Weise erfolgt die Messung der Kraft, mit der der Benutzer auf die Anzeigeeinheit einwirkt, an vielen Stellen des Rahmens.It can be provided that the frame has a number of measuring bars corresponding to the number of force sensors and that a corresponding force sensor is arranged or formed on or in each measuring bar. In this way, the force with which the user acts on the display unit is measured at many points on the frame.

Natürlich kann die Eingabevorrichtung ein zweites Steckanschlusselement aufweisen, wobei zumindest ein Kraftsensor mit dem ersten Steckanschlusselement und zumindest ein Kraftsensor mit dem zweiten Steckanschlusselement elektrisch verbunden ist. Somit können verschiedene Randbedingungen durch das Design der Steuerplatine umgesetzt werden. Zusätzlich wird die Gesamtlänge an verlegten Leitungen reduziert.Of course, the input device can have a second plug connection element, wherein at least one force sensor is electrically connected to the first plug connection element and at least one force sensor is electrically connected to the second plug connection element. Thus, various boundary conditions can be implemented through the design of the control board. In addition, the overall length of laid cables is reduced.

Der Rahmen und die Anzeigeeinheit können rechteckig ausgeführt sein, wobei an jeder Seite des Rahmens zumindest ein Kraftsensor angeordnet ist. Die Kraftsensoren sind also gleichmäßig verteilt und eine Krafteinwirkung auf die Anzeigeeinheit an einer beliebigen Position der Anzeigeeinheit kann durch zumindest einen der Kraftsensoren erkannt werden.The frame and the display unit can be of rectangular design, with at least one force sensor being arranged on each side of the frame. The force sensors are therefore evenly distributed and a force acting on the display unit at any position of the display unit can be detected by at least one of the force sensors.

Beispielsweise sind die Kraftsensoren gleichmäßig entlang des Rahmens verteilt, wie mittig auf jeder Seite des Rahmens.For example, the force sensors are evenly distributed along the frame, such as centered on each side of the frame.

Um eine noch höhere Sensitivität der Erkennung zu erreichen, können an jeder langen Seite des rechteckigen Rahmens zumindest zwei Kraftsensoren angeordnet sind. In dieser Ausführungsform weist der Rahmen insgesamt sechs Kraftsensoren auf.In order to achieve an even higher detection sensitivity, at least two force sensors can be arranged on each long side of the rectangular frame. In this embodiment, the frame has a total of six force sensors.

In der Praxis hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass Abstand der Kraftsensoren auf der langen Seite zueinander die 1,5-fache bis 2,5-fache Länge des Abstands der Kraftsensoren zu der benachbarten kurzen Seite beträgt.In practice, it has been found to be advantageous that the distance between the force sensors on the long side is 1.5 to 2.5 times the length of the distance between the force sensors and the adjacent short side.

Insbesondere beträgt der Abstand der Kraftsensoren auf der langen Seite die zweifache Länge des jeweiligen Abstands zur benachbarten kurzen Seite.In particular, the distance between the force sensors on the long side is twice the length the respective distance to the adjacent short side.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können der Rahmen und die Anzeigeeinheit rund, beziehungsweise rundlich ausgeführt sein, wobei wenigstens ein Kraftsensor am Rahmen angeordnet ist.In a further embodiment of the invention, the frame and the display unit can be round or rounded, with at least one force sensor being arranged on the frame.

Beispielsweise können drei Kraftsensoren entlang des Rahmens angeordnet sein. Die Kraftsensoren können dabei gleichmäßig verteilt sein und eine Krafteinwirkung auf die Anzeigeeinheit an einer beliebigen Position der Anzeigeeinheit kann durch zumindest einen der Kraftsensoren erkannt werden.For example, three force sensors can be arranged along the frame. The force sensors can be evenly distributed and a force acting on the display unit at any position of the display unit can be detected by at least one of the force sensors.

Es kann vorgesehen sein, dass der Rahmen aus Kunststoff und spritzgegossen ist. Dabei ist oder sind die Signalleitung bzw. die Signalleitungen in den Rahmen eingespritzt, in Nuten des Rahmens eingelegt oder durch Ultraschall-Drahteinbettung in den Rahmen eingebettet. Durch die Einspritzung, die Nut(en) oder die Ultraschall-Drahteinbettung können vor allem mehrere Signalleitungen in verschiedenen Tiefen des Rahmens positioniert werden, sodass viele Leitungen in den Rahmen integrierbar sindIt can be provided that the frame is made of plastic and is injection molded. The signal line or the signal lines is or are injected into the frame, laid in grooves of the frame or embedded in the frame by ultrasonic wire embedding. Above all, the injection, the groove(s) or the ultrasonic wire embedding allows several signal lines to be positioned at different depths of the frame, so that many lines can be integrated into the frame

Insbesondere können alle ersten und zweiten Signalleitungen und/oder alle ersten und zweiten Energieleitungen in den Rahmen aus Kunststoff eingespritzt, in Nuten des Rahmens eingelegt oder durch Ultraschall-Drahteinbettung in den Rahmen eingebettet sein.In particular, all of the first and second signal lines and/or all of the first and second power lines can be injected into the frame made of plastic, placed in grooves in the frame, or embedded in the frame by ultrasonic wire embedding.

Selbstverständlich sind auch verschiedene Kombinationen der Einbettverfahren denkbar.Of course, different combinations of the embedding processes are also conceivable.

Beispielsweise können die Energieleitungen in Nuten des Rahmens eingelegt und die Energieleitungen in den Rahmen eingespritzt oder mittels Ultraschall-Drahteinbettung in den Rahmen eingebettet sein.For example, the power lines can be placed in grooves in the frame and the power lines injected into the frame or embedded in the frame by means of ultrasonic wire embedding.

Damit eine gute Kraftübertragung der auf die Anzeigeeinheit aufgewendete Kraft auf den Messbalken sichergestellt ist, kann der Messbalken einteilig mit dem Rahmen ausgebildet sein.So that good force transmission of the force applied to the display unit to the measuring bar is ensured, the measuring bar can be designed in one piece with the frame.

Beispielsweise sind der Rahmen und der angeformte Messbalken ein Spritzgussteil. Dabei kann der Kraftsensor in den Messbalken eingespritzt sein.For example, the frame and the molded measuring bar are an injection molded part. The force sensor can be injected into the measuring beam.

Um eine günstige Eingabevorrichtung bereitzustellen, kann die Anzeigeeinheit eine LCD-Einheit umfassen, die stoffschlüssig am Rahmen befestigt ist.In order to provide an inexpensive input device, the display unit may comprise an LCD unit which is integrally attached to the frame.

Beispielsweise ist die LCD-Einheit über ein Klebeband auf den Rahmen aufgeklebt.For example, the LCD unit is glued to the frame with an adhesive tape.

Das weitere Bauteil, an dem der Messbalken befestigt ist, kann dabei die Anzeigeeinheit sein.The additional component to which the measuring bar is attached can be the display unit.

In diesem Fall wirkt die auf die Anzeigeeinheit ausgeübte Kraft direkt auf den Messbalken, sodass die Krafteinwirkung auf die Anzeigeeinheit direkt zu einer Dehnung des Messbalkens führt.In this case, the force exerted on the display unit acts directly on the measuring bar, so that the force acting on the display unit leads directly to a stretching of the measuring bar.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die im Folgenden Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

  • - 1 eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung in einer ersten Ausführungsform,
  • - 2 eine Seitenansicht der Eingabevorrichtung der 1 ohne einen Abdeckrahmen,
  • - 3 eine Draufsicht auf einen Rahmen der Eingabevorrichtung der 1,
  • - 4 einen schematischen Schaltplan von Kraftsensoren, die am Rahmen der 3 angeordnet sind,
  • - 5 eine perspektivische Seitenansicht der Eingabevorrichtung der 1 im Bereich einer Aussparung des Rahmens,
  • - 6 ein Detail B der 5 in einer Seitenansicht,
  • - 7 ein Detail A der 3 in einer Draufsicht,
  • - 8 eine Schnittansicht eines Anschlusselements der 7 entlang der Schnittlinie VIII-VIII in 7,
  • - 9 das Anschlusselement der 8 in einem befestigten Zustand an einem Verbindungssteckelement,
  • - 10 eine Ansicht von unten auf eine weitere Ausgestaltung der Eingabevorrichtung der 1 bis 9,
  • - 11 eine Draufsicht auf einen Teil des Rahmens der Eingabevorrichtung in einer weiteren Ausgestaltung,
  • - 12 eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer perspektivischen Seitenansicht,
  • - 13 einen Teil einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Schnittansicht,
  • - 14 eine weitere Ausgestaltung eines Messbalkens der Eingabevorrichtung der 13 in einer perspektivischen Seitenansicht,
  • - 15 einen Teil einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform in einer Draufsicht, und
  • - 16 eine Schnittansicht durch den Rahmen der 15 entlang der Schnittlinie XVI-XVI der 15.
Further features and advantages of the invention result from the following description and from the accompanying drawings, to which reference is made below. In the drawings show:
  • - 1 a perspective side view of an input device according to the invention in a first embodiment,
  • - 2 a side view of the input device of FIG 1 without a cover frame,
  • - 3 a plan view of a frame of the input device of FIG 1 ,
  • - 4 a schematic circuit diagram of force sensors attached to the frame of 3 are arranged
  • - 5 a perspective side view of the input device of FIG 1 in the area of a recess in the frame,
  • - 6 a detail B the 5 in a side view,
  • - 7 a detail A the 3 in a top view,
  • - 8th a sectional view of a connecting element 7 along section line VIII-VIII in 7 ,
  • - 9 the connection element 8th in an attached state to a connector plug,
  • - 10 a bottom view of a further embodiment of the input device 1 until 9 ,
  • - 11 a plan view of part of the frame of the input device in a further embodiment,
  • - 12 an input device according to the invention according to a second embodiment in a perspective side view,
  • - 13 a part of an input device according to the invention according to a third embodiment in a sectional view,
  • - 14 a further embodiment of a measuring bar of the input device 13 in a perspective side view,
  • - 15 a part of an input device according to the invention according to a fourth embodiment in a plan view, and
  • - 16 a sectional view through the frame of 15 along the cutting line XVI-XVI of 15 .

1 zeigt eine elektronische Eingabevorrichtung 10, die einen Abdeckrahmen 12, eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit 14, einen Rahmen 16 und einen Hinterrahmen 18 aufweist. 1 FIG. 1 shows an electronic input device 10 that includes a cover frame 12, a touch-sensitive display unit 14, a frame 16, and a back frame 18. FIG.

In der Ausgestaltung der 1 ist die Eingabevorrichtung 10 rechteckig ausgeführt. Entsprechend sind auch die Anzeigeeinheit 14, der Rahmen 16 und der Hinterrahmen 18 rechteckig ausgebildet.In the design of 1 the input device 10 is rectangular. Accordingly, the display unit 14, the frame 16 and the rear frame 18 are rectangular.

Der Abdeckrahmen 12 umrahmt die Anzeigeeinheit 14 und deckt einen Teil der Anzeigeeinheit 14 ab. Dabei definiert der Abdeckrahmen 12 einen Bereich 20, in dem ein Benutzer eine Eingabe auf der Anzeigeeinheit 14 vornehmen kann.The cover frame 12 frames the display unit 14 and covers part of the display unit 14 . In this case, the cover frame 12 defines an area 20 in which a user can make an entry on the display unit 14 .

Die Anzeigeeinheit 14 umfasst eine LCD-Einheit 22 (auch Flüssigkristallbildschirm, LCD-Panel), über die der Benutzer eine Eingabe vornehmen kann. Genauer gesagt berührt ein Benutzer hierfür ein Abdeckglas der LCD-Einheit 22.The display unit 14 includes an LCD unit 22 (also liquid crystal screen, LCD panel) via which the user can make an input. More specifically, a user touches a cover glass of the LCD unit 22.

Die LCD-Einheit 22 wird mittels einer im Hinterrahmen 18 ausgebildeten Hintergrundbeleuchtungseinheit 24 (2) beleuchtet.The LCD unit 22 is illuminated by a backlight unit 24 ( 2 ) illuminated.

In der ersten Ausführungsform ist die Hintergrundbeleuchtungseinheit 24 in den Hinterrahmen 18 integriert.In the first embodiment, the backlight unit 24 is integrated into the rear frame 18 .

Im Allgemeinen kann die Hintergrundbeleuchtungseinheit 24 auch im Rahmen 16 integriert sein. In diesem Fall weist die Eingabevorrichtung 10 keinen Hinterrahmen 18 auf.In general, the backlight unit 24 can also be integrated in the frame 16 . In this case, the input device 10 does not have a rear frame 18 .

Auf der Anzeigeeinheit 14 werden in an sich bekannter Weise Informationen 26 dargestellt, beispielsweise eine Schaltfläche. Da die Anzeigeeinheit 14 berührungsempfindlich ist, wird ein Berühren der Anzeigeeinheit 14 durch einen Benutzer registriert und der Benutzer kann eine Eingabe an der Eingabevorrichtung vornehmen, falls dieser auf die entsprechende Information 26 drückt, also die Anzeigeeinheit 14 im Bereich der angezeigten Informationen 26 berührt.Information 26 , for example a button, is displayed on the display unit 14 in a manner known per se. Since the display unit 14 is touch-sensitive, touching the display unit 14 by a user is registered and the user can make an entry on the input device if he presses on the corresponding information 26, i.e. touches the display unit 14 in the area of the information 26 displayed.

Wie schematisch in der 2 dargestellt ist der Rahmen räumlich zwischen der Anzeigeeinheit 14 und dem Hinterrahmen 18 angeordnet und mit der Anzeigeeinheit 14 bzw. dem Hinterrahmen 18 stoffschlüssig verbunden.As schematically in the 2 shown, the frame is arranged spatially between the display unit 14 and the rear frame 18 and is integrally connected to the display unit 14 and the rear frame 18 .

Genauer gesagt ist der Rahmen 16 an einer ersten Seite 28 über eine erste Klebeschicht 30 mit der Anzeigeeinheit 14 verklebt und an einer zweiten Seite 32 über eine zweite Klebeschicht 34 mit dem Hinterrahmen 18.More specifically, the frame 16 is bonded to the display unit 14 on a first side 28 by a first layer of adhesive 30 and to the rear frame 18 on a second side 32 by a second layer of adhesive 34.

Beispielsweise sind die Klebeschichten 30, 34 durch ein Klebeband gebildet.For example, the adhesive layers 30, 34 are formed by an adhesive tape.

In der ersten Ausführungsform ist der Rahmen 16 also fest mit der Anzeigeeinheit 14 und dem Hinterrahmen 18 verbunden.In the first embodiment, the frame 16 is therefore firmly connected to the display unit 14 and the rear frame 18 .

Am Rahmen 16 ist ein Steckanschlusselement 36 (3) ausgebildet und der Rahmen 16 weist innenseitig Aussparungen 38 auf, in denen sich jeweils ein Messbalken 40 mit einem Kraftsensor 42 erstreckt.On the frame 16 is a plug connection element 36 ( 3 ) is formed and the frame 16 has recesses 38 on the inside, in each of which a measuring bar 40 with a force sensor 42 extends.

Die Kraftsensoren 42 sind also in den entsprechenden Aussparungen 38 angeordnet. Dabei ist an jeder Seite des Rahmen 16 zumindest ein Kraftsensor 42 ausgebildet.The force sensors 42 are therefore arranged in the corresponding recesses 38 . At least one force sensor 42 is formed on each side of the frame 16 .

Genauer gesagt sind die Kraftsensoren 42 an den kurzen Seiten des rechteckigen Rahmens 16 jeweils mittig angeordnet und an den langen Seiten des rechteckigen Rahmens 16 sind jeweils zwei Kraftsensoren 42 angeordnet.More precisely, the force sensors 42 are arranged centrally on the short sides of the rectangular frame 16 and two force sensors 42 are arranged on the long sides of the rectangular frame 16 .

Entlang der langen Seite des rechteckigen Rahmens 16 sind die Kraftsensoren 42 mit einem gewissen Abstand zueinander positioniert. Der Abstand d1 der Kraftsensoren 42 zueinander, gemessen von deren Mitte der Kraftsensoren 42 oder der Mitte des jeweiligen Messbalkens 40, beträgt das Doppelte des Abstandes d2 der Kraftsensoren 42 zu dem entsprechenden äußeren Rand der benachbarten kurzen Seite.Along the long side of the rectangular frame 16, the force sensors 42 are positioned at a certain distance from each other. The distance d 1 of the force sensors 42 to one another, measured from the center of the force sensors 42 or the center of the respective measuring beam 40, is twice the distance d 2 of the force sensors 42 to the corresponding outer edge of the adjacent short side.

Mit anderen Worten beträgt das Verhältnis der Abstände d1 zu d2 2:1.In other words, the ratio of the distances d 1 to d 2 is 2:1.

Im Allgemeinen kann der Abstand d1 auch das 1,5-fache bis 2,5-fache des Abstandes d2 betragen.In general, the distance d 1 can also be 1.5 to 2.5 times the distance d 2 .

Die Kraftsensoren 42 sind elektrisch mit einer Verbindungsstelle 44 und über die Verbindungsstelle 44 und Signalleitungen 46, 48 sowie Energieleitungen 50, 52 mit dem Steckanschlusselement 36 verbunden.The force sensors 42 are electrically connected to a connection point 44 and via the connection point 44 and signal lines 46, 48 and power lines 50, 52 to the plug connection element 36.

Dabei sind alle Signalleitungen 46, 48 und alle Energieleitungen 50, 52 in der Ausführungsform der 1 mittels Ultraschall-Drahteinbettung in den Rahmen integriert.All signal lines 46, 48 and all power lines 50, 52 in the embodiment of FIG 1 integrated into the frame by means of ultrasonic wire embedding.

Die Signalleitungen 46, 48 und die Energieleitungen 50, 52 verlaufen also innerhalb des Rahmens 16.The signal lines 46, 48 and the power lines 50, 52 therefore run within the frame 16.

Im Allgemeinen können die Signalleitungen 46, 48 und die Energieleitungen 50, 52 auch in den Rahmen 16 eingespritzt (in diesem Fall ist der Rahmen aus Kunststoff), in entsprechende Nuten des Rahmens eingelegt oder auf den Rahmen aufgedruckt sein.In general, the signal lines 46, 48 and the power lines 50, 52 can also be injected into the frame 16 (in this case the frame is made of plastic), inserted into corresponding grooves of the frame or printed on the frame.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Signalleitungen 46, 48 auf den Rahmen 16 aufgedruckt und die Energieleitungen 50, 52 in entsprechende Nuten des Rahmens 16 eingelegt sind.Provision can also be made for the signal lines 46 , 48 to be printed onto the frame 16 and for the power lines 50 , 52 to be inserted into corresponding grooves in the frame 16 .

Jede Verbindungsstelle 44 umfasst Kontakte 54, nämlich einen ersten Kontakt 54.1, einen zweiten Kontakt 54.2, einen dritten Kontakt 54.3 und einen vierten Kontakt 54.4. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Kontakte 54.1 bis 54.4 nur für eine der Verbindungsstellen 44 in der 3 eingezeichnet.Each connection point 44 includes contacts 54, namely a first contact 54.1, a second contact 54.2, a third contact 54.3 and a fourth contact 54.4. For reasons of clarity, the contacts 54.1 to 54.4 are only for one of the connection points 44 in the 3 drawn.

Die entsprechenden Kraftsensoren 42 sind über separat ausgebildete Leitungen mit jedem der Kontakte 54.1 bis 54.4 verbunden. In 3 ist dies durch eine Linie zwischen dem entsprechenden Kraftsensor 42 und der zugeordneten Verbindungsstelle 44 angedeutet.The corresponding force sensors 42 are connected to each of the contacts 54.1 to 54.4 via separately formed lines. In 3 this is indicated by a line between the corresponding force sensor 42 and the associated connection point 44 .

Dabei erstrecken sich natürlich vier separate Leitungen von der Verbindungsstelle 44 zu den entsprechenden Kraftsensoren 42.Of course, four separate lines extend from the connection point 44 to the corresponding force sensors 42.

Über die erste Signalleitung 46 sind alle ersten Kontakte 54.1 mit dem Steckanschlusselement 36 verbunden, über die zweite Signalleitung 48 alle zweiten Kontakte 54.2, über die erste Energieleitung 50 alle dritten Kontakte 54.3 und über die zweite Energieleitung 52 alle vierten Kontakte 54.4.All first contacts 54.1 are connected to plug-in connection element 36 via first signal line 46, all second contacts 54.2 via second signal line 48, all third contacts 54.3 via first power line 50 and all fourth contacts 54.4 via second power line 52.

Mit anderen Worten werden die Kraftsensoren 42 über die Energieleitungen 50, 52 mit elektrischer Energie versorgt und übergeben über die Signalleitungen 46, 48 ein elektrisches Signal an das Steckanschlusselement 36.In other words, the force sensors 42 are supplied with electrical energy via the energy lines 50, 52 and transmit an electrical signal to the plug connection element 36 via the signal lines 46, 48.

Wie in dem Schaltplan der 4 schematisch gezeigt ist, umfasst jeder Kraftsensor 42 insgesamt vier Dehnungsmessstreifen 56, die in einem Ring oder einem Quadrat zusammengeschaltet sind (Wheatstonesche Messbrücke). Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur die Dehnungsmessstreifen 56 des in 4 auf der rechten Seite dargestellten Kraftsensors 42 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.As in the schematic of 4 is shown schematically, each force sensor 42 includes a total of four strain gauges 56, which are interconnected in a ring or a square (Wheatstone bridge). For reasons of clarity, only the strain gauges 56 of the in 4 force sensor 42 shown on the right are provided with corresponding reference symbols.

In der Ausgestaltung der 4 ist jeder Kraftsensor 42 also als Vollbrücke ausgebildet.In the design of 4 each force sensor 42 is therefore designed as a full bridge.

Im Allgemeinen können auch alle oder nur ein Teil der Kraftsensoren 42 als Halbbrücke ausgebildet sein.In general, all or only some of the force sensors 42 can also be designed as a half-bridge.

Über die Energieleitungen 50, 52 wird eine Versorgungsspannung (Vcc) gegenüber Masse an jedem Kraftsensor 42 angelegt und über die Signalleitungen 46, 48 ein elektrisches Signal S1, S2, also eine Spannung abgegriffen, die charakteristisch für eine Verformung der Dehnungsmessstreifen 56 ist.A supply voltage (Vcc) relative to ground is applied to each force sensor 42 via the power lines 50, 52, and an electrical signal S 1 , S 2 , i.e. a voltage that is characteristic of a deformation of the strain gauges 56, is tapped off via the signal lines 46, 48.

Alle Kraftsensoren 42 verfügen über gemeinsame erste und zweite Signalleitungen 46, 48. Daher kann die Verformung nicht einem bestimmten Kraftsensor 42 zugeordnet werden, sondern es kann nur allgemein das Vorliegen einer Verformung gemessen werden.All force sensors 42 have common first and second signal lines 46, 48. Therefore, the deformation cannot be assigned to a specific force sensor 42, but the presence of a deformation can only be measured in general.

Die Kraftsensoren 42 sind dementsprechend dazu ausgebildet, eine Dehnung, also eine Stauchung oder eine Streckung, des entsprechenden Messbalkens 40 zu erfassen.The force sensors 42 are accordingly designed to detect a stretching, ie a compression or a stretching, of the corresponding measuring beam 40 .

Dabei weist jeder Messbalken (5) einen Messabschnitt 58, in dem der entsprechende Kraftsensor 42 angeordnet ist, und einen Befestigungsabschnitt 60 auf, der an den Messabschnitt 58 angeformt ist und sich senkrecht von dem Messabschnitt 58 wegerstreckt.Each measuring bar ( 5 ) a measuring section 58 in which the corresponding force sensor 42 is arranged, and a fastening section 60 which is formed onto the measuring section 58 and extends perpendicularly away from the measuring section 58.

An einem ersten Ende 62 ist der Messbalken 40 fest mit dem Rahmen 16 verbunden. Genauer gesagt ist der Messbalken 40 am ersten Ende 62 einteilig mit dem Rahmen 16 ausgebildet.The measuring bar 40 is firmly connected to the frame 16 at a first end 62 . More specifically, the scale bar 40 is integrally formed with the frame 16 at the first end 62 .

Beispielsweise ist der Rahmen 16 aus Kunststoff und die Aussparungen 38 sowie der Messbalken 40 sind am Rahmen 16 mittels einer Spritzgussform ausgebildet.For example, the frame 16 is made of plastic and the recesses 38 and the measuring bar 40 are formed on the frame 16 by means of an injection mold.

An einem zweiten Ende 64, das durch den Befestigungsabschnitt 60 gebildet ist, steht der Messbalken 40 mit einem weiteren Bauteil 66 der Eingabevorrichtung 10 in Kontakt. In der ersten Ausführungsform ist das weitere Bauteil 66 der Hinterrahmen 18.At a second end 64, which is formed by the fastening section 60, the measuring bar 40 is in contact with a further component 66 of the input device 10. In the first embodiment, the additional component 66 is the rear frame 18.

Mit anderen Worten ist der Messbalken 40 nur an einem Ende am Rahmen 16 befestigt und am anderen Ende nicht.In other words, the measuring beam 40 is only attached to the frame 16 at one end and not at the other end.

Dabei ist der Messbalken 40 verhältnismäßig dünn ausgebildet. Das heißt, dass die Dicke b des Messbalkens 40 kleiner als die Länge I des Messbalkens 40 ist (6).In this case, the measuring bar 40 is designed to be relatively thin. This means that the thickness b of the measuring bar 40 is smaller than the length I of the measuring bar 40 ( 6 ).

Insbesondere beträgt das Verhältnis der Länge l zur Dicke b des Messbalkens 40 mehr als 3:1. Der Messbalken 40 ist also mehr als dreimal so lang wie breit.In particular, the ratio of the length l to the thickness b of the measuring beam 40 is more than 3:1. The measuring bar 40 is therefore more than three times as long as it is wide.

Bei einer Krafteinwirkung F eines Benutzers auf die Anzeigeeinheit 14 wird der Rahmen 16 verformt. Nachdem die Messbalken 40 über die entsprechenden Befestigungsabschnitte 60 am Hinterrahmen 18 befestigt sind, verformen sich die Messabschnitte 58 der Messbalken 40 in Abhängigkeit der Position der Krafteinwirkung F und dem Betrag der Krafteinwirkung F, also der ausgeübten Kraft.When a force F is applied by a user to the display unit 14, the frame 16 is deformed. After the measuring bars 40 are attached to the rear frame 18 via the corresponding fastening sections 60, the measuring sections 58 of the measuring bars 40 deform depending on the position of the force F and the amount of the force F, ie the force exerted.

Die Befestigungsabschnitte 60 können sich in einer Variante in Richtung des Hinterrahmens 18 erstrecken und sich gegen diesen abstützen, beziehungsweise mit diesem verbunden sein. In solchen Varianten ist es vorteilhaft, wenn die zweite Klebeschicht 34 zwischen Rahmen 16 und Hinterrahmen 18 vergleichsweise weich ausgebildet ist, während die erste Klebeschicht 30 zwischen der Anzeigeeinheit 14 und dem Rahmen 16vergleichsweise hart ausgebildet ist. Die Klebeschicht 34 wirkt somit als elastisches Element und ermöglicht eine Bewegung der Anzeigeeinheit 14 und des Rahmens 16 in Richtung des Hinterrahmens 18, wobei sich der Rahmen 16 und die Anzeigeeinheit 14 als Einheit bewegen.In one variant, the fastening sections 60 can extend in the direction of the rear frame 18 and be supported against it or be connected to it. In such variants, it is advantageous if the second adhesive layer 34 between the frame 16 and the rear frame 18 is comparatively soft, while the first adhesive layer 30 between the display unit 14 and the frame 16 is comparatively hard. The adhesive layer 34 thus acts as an elastic member and allows movement of the display unit 14 and frame 16 toward the rear frame 18, with the frame 16 and display unit 14 moving as a unit.

Mit anderen Worten ist die zweite Klebeschicht 34 elastischer ausgebildet als die erste Klebeschicht 30.In other words, the second adhesive layer 34 is more elastic than the first adhesive layer 30.

Analog können sich die Befestigungsabschnitte 60 in einer anderen Variante vom Rahmen 16 in Richtung der Anzeigeeinheit 14 erstrecken. Hierbei ist die Klebeschicht 30 vergleichsweise weich gewählt und wirkt als elastisches Element, während die Klebeschicht 34 zwischen Rahmen 16 und Hinterrahmen 18 vergleichsweise hart gewählt ist.Analogously, in another variant, the fastening sections 60 can extend from the frame 16 in the direction of the display unit 14 . Here, the adhesive layer 30 is chosen to be comparatively soft and acts as an elastic element, while the adhesive layer 34 between the frame 16 and the rear frame 18 is chosen to be comparatively hard.

Somit kann unter einer Krafteinwirkung F auf die Anzeigeeinheit 14 eine Relativbewegung der Anzeigeeinheit 14 in Richtung des Rahmens 16 und des Hinterrahmen 18 erfolgen, wodurch eine Verformung der Messbalken 40 erreicht wird. Rahmen 16 und Hinterrahmen 18 bilden in dieser Variante somit eine „ortsfeste“ Einheit, in Richtung welcher sich die Anzeigeeinheit 14 unter der Krafteinwirkung F bewegt.Thus, when a force F acts on the display unit 14, a relative movement of the display unit 14 in the direction of the frame 16 and the rear frame 18 can take place, as a result of which a deformation of the measuring bar 40 is achieved. In this variant, the frame 16 and the rear frame 18 thus form a “stationary” unit, in the direction in which the display unit 14 moves under the action of the force F.

In beiden Varianten wirkt das Klebeband, welches an der Seite des Rahmens 16 angeordnet ist, auf welcher die Kraftsensoren 42 angeordnet sind, als elastisches Element. Zusätzlich kann es als Befestigungsmittel, sowie als Dichtung gegen austretendes Streulicht und gegen eindringende Feuchtigkeit und Partikel, wie Staub, wirken. Die andere, harte Klebeschicht wirkt insbesondere als Befestigung, sowie als Dichtung.In both variants, the adhesive tape, which is arranged on the side of the frame 16 on which the force sensors 42 are arranged, acts as an elastic element. In addition, it can act as a fastener and as a seal against escaping stray light and against penetrating moisture and particles such as dust. The other, hard adhesive layer acts in particular as a fastener and as a seal.

Üblicherweise werden durch die Krafteinwirkung F mehrere Messbalken 40 messbar verformt und entsprechend erfassen mehrere Kraftsensoren 42 die Krafteinwirkung F auf die Anzeigeeinheit 14 und stellen die entsprechenden Signale S1, S2 auf den Signalleitungen 46, 48 bereit.A plurality of measuring bars 40 are usually measurably deformed by the force F and accordingly a plurality of force sensors 42 detect the force F on the display unit 14 and provide the corresponding signals S 1 , S 2 on the signal lines 46 , 48 .

Über die erste und zweite Signalleitung 46, 48 werden die von den Kraftsensoren 42 gemessenen elektrischen Signale S1, S2 an das Steckanschlusselement 36 übergeben (7).The electrical signals S 1 , S 2 measured by the force sensors 42 are transmitted to the plug connection element 36 via the first and second signal line 46 , 48 ( 7 ).

Das Steckanschlusselement 36 hat Anschlusskontakte 68, über die die Signalleitungen 46, 48 und die Energieleitungen 50, 52 elektrisch kontaktiert sind.The plug connection element 36 has connection contacts 68, via which the signal lines 46, 48 and the power lines 50, 52 are electrically contacted.

Dabei sind die Anschlusskontakte 68 in der ersten Ausführungsform als Durchkontaktierungen 70 ausgebildet und in Reihe angeordnet. Benachbarte Anschlusskontakte 68 weisen einen Abstand a1 auf, beispielsweise einen Abstand a1 von 0,5 mm.The connection contacts 68 in the first specific embodiment are in the form of plated-through holes 70 and are arranged in series. Adjacent connection contacts 68 have a spacing a 1 , for example a spacing a 1 of 0.5 mm.

Die Durchkontaktierungen 70 erstrecken sich von der ersten Seite 28 des Rahmens 16 zur zweiten Seite 32 und von der zweiten Seite 32 weg.The vias 70 extend from the first side 28 of the frame 16 to the second side 32 and away from the second side 32 .

An der zweiten Seite 32 des Rahmens 16 ist im Bereich der Durchkontaktierungen 70 außerdem eine Führungskontur 72 ausgebildet, die sich von der zweiten Seite des Rahmens 16 wegerstreckt und die ein Einstecken eines Verbindungsteckers am Steckanschlusselement 36 erleichtert.On the second side 32 of the frame 16 in the area of the plated-through holes 70 there is also a guide contour 72 which extends away from the second side of the frame 16 and which makes it easier to insert a connector plug into the plug connection element 36 .

Beispielsweise ist hierfür am Hinterrahmen 18 ein Verbindungssteckelement 76 ausgebildet (9), über das die Durchkontaktierungen 70 mit elektrischen Leitungen 78 des Hinterrahmens 18 verbunden werden. Über das Steckanschlusselement 36 können die elektrischen Leitungen 78 damit einfach mit den Signalleitungen 46, 48 und den Energieleitungen 50, 52 elektrisch verbunden werden.For example, a plug-in connection element 76 is formed for this purpose on the rear frame 18 ( 9 ), via which the vias 70 are connected to electrical lines 78 of the rear frame 18 . The electrical lines 78 can thus easily be electrically connected to the signal lines 46 , 48 and the power lines 50 , 52 via the plug-in connection element 36 .

Anhand der 10 bis 16 werden im Folgenden weitere Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Eingabevorrichtung 10 erläutert. Die weiteren Ausgestaltungen und Ausführungsformen entsprechen im Wesentlichen der Ausführungsform der 1 bis 9, sodass im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Gleiche und funktionsgleiche Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Based on 10 until 16 further refinements and embodiments of the input device 10 are explained below. The other refinements and embodiments essentially correspond to the embodiment of FIG 1 until 9 , so that only the differences will be discussed below. Identical and functionally identical components are provided with the same reference symbols.

Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist der Hinterrahmen 18 der 10 eine Aussparung 80 auf, über die das Steckanschlusselement 36 kontaktierbar ist.In contrast to the first embodiment, the rear frame 18 of 10 a recess 80 via which the plug connection element 36 can be contacted.

Genauer gesagt ist an das Steckanschlusselement 36 ein Flachbandstecker 82 angeschlossen, der das Steckanschlusselement 36 elektrisch mit einer Steuerplatine 84 verbindet.To put it more precisely, a ribbon connector 82 is connected to the plug-in connection element 36 and electrically connects the plug-in connection element 36 to a control circuit board 84 .

Über die Steuerplatine 84 wird an den Energieleitungen 50, 52 eine elektrische Spannung angelegt und ein Mikroprozessor 86 wertet die von den Kraftsensoren 42 bereitgestellten Spannungen aus. Dementsprechend berechnet der Mikroprozessor anhand der bereitgestellten Spannungen die Kraft, die ein Benutzer auf die Anzeigeeinheit 14 ausgeübt hat.An electrical voltage is applied to the power lines 50 , 52 via the control circuit board 84 and a microprocessor 86 evaluates the voltages provided by the force sensors 42 . Accordingly, the microprocessor uses the voltages provided to calculate the force that a user has exerted on the display unit 14 .

Beispielsweise erkennt der Mikroprozessor 86 eine Eingabe des Benutzers nur als Eingabe, falls der Benutzer mit einer Mindestkraft auf die Anzeigeeinheit 14 gedrückt hat.For example, the microprocessor 86 recognizes user input as input only if the user pressed the display unit 14 with a minimum force.

Hierfür kann in einem Speicher 88 der Steuerplatine 84 ein entsprechender Schwellwert, d. h. eine gewisse Mindestspannung, hinterlegt sein.For this purpose, a corresponding threshold value, i. H. a certain minimum voltage.

Außerdem ist der Mikroprozessor 86 mit der Anzeigeeinheit 14 elektrisch verbunden (nicht gezeigt) und steuert diese an.In addition, the microprocessor 86 is electrically connected (not shown) to the display unit 14 and drives it.

Die Anordnung der Steuerplatine 84 an der Rückseite des Hinterrahmens 18 ist dabei beispielhaft zu verstehen. Üblicherweise ist die Steuerplatine 84 an einem geeigneten Ort einer Vorrichtung angeordnet, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, und über den Flachbandstecker 82 mit dem Steckanschlusselement 36 elektrisch verbunden.The arrangement of the control board 84 on the back of the rear frame 18 is to be understood as an example. The control circuit board 84 is usually arranged at a suitable location on a device, for example a motor vehicle, and is electrically connected to the plug-in connection element 36 via the ribbon connector 82 .

In der Ausgestaltung der 11 erstreckt sich der Messbalken 40 innerhalb eines Fensters 90 des Rahmens 16 anstatt in einer einseitig offenen Aussparung 38.In the design of 11 the measuring bar 40 extends within a window 90 of the frame 16 instead of in a recess 38 open on one side.

Natürlich kann ein Teil der Messbalken 40 in einer entsprechenden Aussparung 38 des Rahmens 16 und der andere Teil der Messbalken 40 in entsprechenden Fenstern 90 des Rahmens 16 angeordnet sein.Of course, part of the measuring bars 40 can be arranged in a corresponding recess 38 of the frame 16 and the other part of the measuring bars 40 can be arranged in corresponding windows 90 of the frame 16.

Die 12 zeigt eine zweite Ausführungsform der Eingabevorrichtung 10. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist die Eingabevorrichtung 10 in der zweiten Ausführungsform keinen Hinterrahmen 18 auf. Stattdessen ist die Hintergrundbeleuchtungseinheit 24 in den Rahmen 16 integriert. Auf diese Weise kann die Eingabevorrichtung 10 besonders kompakt ausgeführt werden.The 12 12 shows a second embodiment of the input device 10. In contrast to the first embodiment, the input device 10 in the second embodiment has no rear frame 18. FIG. Instead, the backlight unit 24 is integrated into the frame 16 . In this way, the input device 10 can be made particularly compact.

Außerdem ist der Messbalken 40 am zweiten Ende 64 an der Anzeigeeinheit 14 befestigt. Somit ist die Anzeigeeinheit 14 das weitere Bauteil 66. Eine Krafteinwirkung F auf die Anzeigeeinheit 14 wirkt direkt auf den Messbalken 40 ein und der Messbalken 40 wird direkt aufgrund der Krafteinwirkung F verformt.In addition, the measuring bar 40 is attached to the display unit 14 at the second end 64 . Thus, the display unit 14 is the further component 66. A force F on the display unit 14 acts directly on the measuring bar 40 and the measuring bar 40 is deformed directly because of the force F.

Zusätzlich ist der Rahmen 16 in der zweiten Ausführungsform steifer ausgeführt als in der ersten.In addition, the frame 16 is made more rigid in the second embodiment than in the first.

Zum Beispiel ist der Rahmen 16 in der zweiten Ausführungsform aus einem Metall oder ein Kunststoff, dem Magnesium zugesetzt ist.For example, in the second embodiment, the frame 16 is made of a metal or a plastic to which magnesium is added.

13 zeigt eine dritte Ausführungsform der Eingabevorrichtung 10. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist das Steckanschlusselement 36 in jedem Befestigungsabschnitt 60 der Messbalken 40 ausgebildet. 13 shows a third embodiment of the input device 10. In contrast to the first embodiment, the plug connection element 36 is formed in each fastening section 60 of the measuring bar 40. FIG.

Der Befestigungsabschnitt 60 weist also entsprechende Durchkontaktierungen 70 auf, die sich auch von den entsprechenden zweiten Enden 64 der Messbalken 40 weg erstreckt.The fastening section 60 therefore has corresponding through-connections 70 which also extend away from the corresponding second ends 64 of the measuring bars 40 .

Dabei ist das Steckanschlusselement 36 durch eine Befestigungsöffnung 92 im Hinterrahmen auf die dem Rahmen 16 abgewandten Seite des Hinterrahmens 18 geführt und entsprechend bei befestigtem Hinterrahmen 18 kontaktierbar.The plug connection element 36 is guided through a fastening opening 92 in the rear frame onto the side of the rear frame 18 facing away from the frame 16 and can be contacted accordingly when the rear frame 18 is fastened.

In der dritten Ausführungsform ist ein Steckanschlusselement 36 also jeweils genau einem Messbalken 40 und auf diese Weise genau einem Kraftsensor 42 zugeordnet.In the third embodiment, a plug connection element 36 is therefore assigned to exactly one measuring bar 40 and in this way to exactly one force sensor 42 .

Ein weiterer Unterschied zur ersten Ausführungsform ist, dass der Hinterrahmen 18 die Befestigungsöffnung 92 aufweist, in der der Befestigungsabschnitt 60 des Messbalkens 40, also der Messbalken 40 befestigt ist.A further difference from the first embodiment is that the rear frame 18 has the fastening opening 92 in which the fastening section 60 of the measuring bar 40, that is to say the measuring bar 40, is fastened.

In der Ausgestaltung der 13 weist der Befestigungsabschnitt 60 am zweiten Ende 64 einen Kragen 94 auf, der durch die Befestigungsöffnung 92 durchgesteckt ist.In the design of 13 the fastening section 60 has a collar 94 at the second end 64 which is pushed through the fastening opening 92 .

Die Abmessungen des Kragens 94 sind also kleiner als die Abmessungen der Befestigungsöffnung 92.The dimensions of the collar 94 are therefore smaller than the dimensions of the attachment opening 92.

Axial versetzt in Richtung des Messabschnitt 58 ist am Befestigungsabschnitt 60 zusätzlich ein Anschlag 96 ausgebildet, der sich in der Ausgestaltung der 12 senkrecht vom Messabschnitt 58 weg erstreckt und einen zweiten Kragen formt, dessen Abmessungen größer sind als die Abmessungen der Befestigungsöffnung 92.Axially offset in the direction of the measuring section 58, a stop 96 is also formed on the fastening section 60, which can be seen in the embodiment of FIG 12 extends perpendicularly away from the measurement section 58 and forms a second collar, the dimensions of which are larger than the dimensions of the attachment opening 92.

Dementsprechend passt der Anschlag 96 nicht durch die Befestigungsöffnung 92 und liegt in der befestigten Position des Messbalkens 40 am Hinterrahmen 18 auf.Accordingly, the stop 96 does not fit through the attachment opening 92 and rests on the rear frame 18 in the attached position of the measuring beam 40 .

Zur Befestigung des Messbalkens 40 am Hinterrahmen 18 ist zusätzlich ein u-förmiges Befestigungselement 98 axial zwischen dem Kragen 94 und dem Anschlag 96 am Befestigungsabschnitt 60 befestigt, beispielsweise mit dem Befestigungsabschnitt 60 verclipst.To fasten the measuring bar 40 to the rear frame 18 , a U-shaped fastening element 98 is additionally fastened axially between the collar 94 and the stop 96 on the fastening section 60 , for example clipped to the fastening section 60 .

Dabei liegt das Befestigungselement 98 unmittelbar am Kragen 94 und zusätzlich an einem Bereich 100 des Hinterrahmens 18 an, der die Befestigungsöffnung 92 auf der von dem Rahmen 16 abgewandten Seite umgibt.The fastening element 98 bears directly against the collar 94 and additionally against a region 100 of the rear frame 18 which surrounds the fastening opening 92 on the side facing away from the frame 16 .

Durch das Befestigungselement 98 wird der Befestigungsabschnitt 60 also in Richtung des Hinterrahmens 18 vorgespannt. Auf diese Weise wird eine sichere Befestigung des Messbalkens am Hinterrahmen 18 gewährleistet, sodass bereits eine kleine Krafteinwirkung F auf die Anzeigeeinheit 14 zu einer messbaren Verformung des Messbalkens 40 führt.The fastening section 60 is thus prestressed in the direction of the rear frame 18 by the fastening element 98 . In this way, a secure attachment of the measuring bar to the rear frame 18 is ensured, so that even a small force F acting on the display unit 14 leads to a measurable deformation of the measuring bar 40 .

In der Ausgestaltung der 14 ist am Befestigungsabschnitt 60 kein Kragen 94 ausgebildet, sondern es erstrecken sich Befestigungsfortsätze 102 vom zweiten Ende 64 des Messbalkens 40 weg. Die Befestigungsfortsätze 102 sind relativ zueinander und relativ zu dem Befestigungsabschnitt 60 beweglich. Dabei sind die Befestigungsfortsätze in Richtung der in 13 dargestellten Position vorgespannt.In the design of 14 For example, no collar 94 is formed on the attachment section 60, but attachment extensions 102 extend away from the second end 64 of the measuring beam 40. The attachment extensions 102 are movable relative to each other and relative to the attachment portion 60 . The attachment extensions are in the direction of the in 13 shown position biased.

Genauer gesagt werden die Befestigungsfortsätze 102 während des Durchführens der Befestigungsfortsätze 102 durch die Befestigungsöffnung 92 gegen den Befestigungsabschnitt 60 gedrückt. Sobald die Befestigungsfortsätze 102 durch die Befestigungsöffnung 92 durchgeführt sind, bewegen sich die Befestigungsfortsätze 102 vom Befestigungsabschnitt 60 weg und fungieren als eine Art Widerhaken, die im Bereich 100 der Befestigungsöffnung 92 angreifen und eine Bewegung des Messbalkens 40 durch die Befestigungsöffnung hindurch verhindern.More precisely, the attachment extensions 102 are pressed against the attachment portion 60 during the passage of the attachment extensions 102 through the attachment opening 92 . As soon as the attachment extensions 102 have been passed through the attachment opening 92, the attachment extensions 102 move away from the attachment section 60 and act as a type of barb that engage in the area 100 of the attachment opening 92 and prevent movement of the measuring beam 40 through the attachment opening.

Im Allgemeinen kann der Befestigungsabschnitt 60 natürlich auch über eine Clipverbindung in der Befestigungsöffnung 92 befestigt sein.In general, of course, the fastening section 60 can also be fastened in the fastening opening 92 via a clip connection.

Ein weiterer Unterschied der Ausgestaltung der 13 ist, dass der Kraftsensor 42 innerhalb des Messabschnitts 58 angeordnet ist.Another difference in the design of the 13 is that the force sensor 42 is located within the sensing portion 58 .

Beispielsweise wurde der Kraftsensor 42 bereits in die Spritzgussform eingelegt und ist entsprechend in den Messbalken 40 eingespritzt.For example, the force sensor 42 has already been inserted into the injection mold and is correspondingly injected into the measuring beam 40 .

Die 15 und 16 zeigen einen Teil der Eingabevorrichtung 10 gemäß einer vierten Ausführungsform. Genauer gesagt zeigen die 15 und 16 den Rahmen 16 im Bereich eines Messbalkens 40.The 15 and 16 12 show part of the input device 10 according to a fourth embodiment. More precisely, they show 15 and 16 the frame 16 in the area of a measuring beam 40.

Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist das Steckanschlusselement 36 in der Aussparung 38 ausgebildet und einteilig mit dem Rahmen 16 ausgeführt.In contrast to the first embodiment, the plug connection element 36 is formed in the recess 38 and is designed in one piece with the frame 16 .

Dabei bildet das Steckanschlusselement 36 das weitere Bauteil 66, an dem der Messbalken 40 am ersten Ende 62 fest befestigt ist.In this case, the plug connection element 36 forms the further component 66 to which the measuring bar 40 is firmly attached at the first end 62 .

Beispielsweise sind die Messbalken 40, die Steckanschlusselemente 36 und der Rahmen 16 ein Spritzgussteil.For example, the measuring bars 40, the plug-in connection elements 36 and the frame 16 are an injection molded part.

Die Oberfläche 104 des Anschlusselements 36 ist gegenüber der ersten Seite 28 des Rahmens 16 um eine Tiefe t eingesenkt Auf diese Weise kann der Kraftsensor mit den Anschlusskontakten 68 an der Oberfläche 104 kontaktiert werden.The surface 104 of the connection element 36 is countersunk by a depth t in relation to the first side 28 of the frame 16. In this way, the force sensor can be contacted with the connection contacts 68 on the surface 104.

Beispielsweise beträgt die Tiefe t 0,5 bis 1 mm.For example, the depth t is 0.5 to 1 mm.

Ein weiterer Unterschied ist, dass die Anschlusskontakte 68 nicht in einer Reihe angeordnet sind, sondern in einem Quadrat. Dabei weisen benachbarte Anschlusskontakte 68 einen Abstand a2 zueinander auf.Another difference is that the connection contacts 68 are not arranged in a row but in a square. Adjacent connection contacts 68 are at a distance a 2 from one another.

Der Abstand a2 beträgt beispielsweise 2 mm.The distance a 2 is 2 mm, for example.

Wie in 16 dargestellt erstreckt sich der Kraftsensor 42 zudem über die gesamte Länge des Messabschnitts 58.As in 16 shown, the force sensor 42 also extends over the entire length of the measuring section 58.

Selbstverständlich lassen sich die als Unterschiede aufgeführten Merkmale der Eingabevorrichtungen 10 gemäß der dritten und vierten Ausführungsform auch an einzelnen Messbalken 40 der ersten Ausführungsform realisieren.Of course, the features of the input devices 10 listed as differences according to the third and fourth embodiment can also be implemented on individual measuring bars 40 of the first embodiment.

Außerdem kann auch ein einzelner Messbalken entsprechend an der Anzeigeeinheit 14 in der ersten Ausführungsform befestigt sein, wie es in der Beschreibung zur zweiten Ausführungsform erläutert wurde.In addition, a single meter bar may be similarly attached to the display unit 14 in the first embodiment as explained in the description of the second embodiment.

Entsprechend lassen sich auch Kombinationen der Ausführungsformen 1 bis 4 realisieren.Correspondingly, combinations of embodiments 1 to 4 can also be implemented.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Eingabevorrichtunginput device
1212
Abdeckrahmencover frame
1414
Anzeigeeinheitdisplay unit
1616
RahmenFrame
1818
Hinterrahmenrear frame
2020
BereichArea
2222
EinheitUnit
2424
Hintergrundbeleuchtungseinheitbacklight unit
2626
Informationinformation
2828
erste Seitefirst page
3030
erste Klebeschichtfirst adhesive layer
3232
zweite Seitesecond page
3434
zweite Klebeschichtsecond adhesive layer
3636
Steckanschlusselementplug connection element
3838
Aussparungrecess
4040
Messbalkenmeasuring bar
4242
Kraftsensorforce sensor
4444
Verbindungsstelleconnection point
4646
erste Signalleitungfirst signal line
4848
zweite Signalleitungsecond signal line
5050
erste Energieleitungfirst power line
5252
zweite Energieleitungsecond power line
5454
KontaktContact
5656
Dehnungsmessstreifenstrain gauges
5858
Messabschnittmeasurement section
6060
Befestigungsabschnittattachment section
6262
erstes Endefirst end
6464
zweites Endesecond end
6666
Bauteilcomponent
6868
Anschlusskontakteconnection contacts
7070
Durchkontaktierungvia
7272
Führungskonturguide contour
7676
Verbindungssteckelementconnector plug
7878
LeitungManagement
8080
Aussparungrecess
8282
Flachbandsteckerribbon connector
8484
Steuerplatinecontrol board
8686
Mikroprozessormicroprocessor
8888
SpeicherStorage
9090
Fensternwindows
9292
Befestigungsöffnungmounting hole
9494
Kragencollar
9696
Anschlagattack
9898
Befestigungselementfastener
100100
BereichArea
102102
Befestigungsfortsatzattachment extension
104104
Oberflächesurface

Claims (11)

Elektronische Eingabevorrichtung, mit einem Rahmen (16) und einer berührungsempfindlichen Anzeigeeinheit (14), die dazu ausgebildet ist, eine Berührung eines Benutzers zu erkennen, wobei die Anzeigeeinheit (14) an einer ersten Seite (28) des Rahmens (16) befestigt ist und der Rahmen (16) zumindest einen Kraftsensor (42) aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine auf die Anzeigeeinheit (14) ausgeübte Kraft zu detektieren und ein entsprechendes elektrisches Signal (S1, S2) bereitzustellen, wobei der Rahmen (16) ein Steckanschlusselement (36) aufweist, das elektrisch mit dem Kraftsensor (42) verbunden ist und das von einer zweiten Seite (32) des Rahmens (16) kontaktierbar ist.An electronic input device comprising a frame (16) and a touch-sensitive display unit (14) adapted to detect a user's touch, the display unit (14) being attached to a first side (28) of the frame (16) and the frame (16) has at least one force sensor (42) which is designed to detect a force exerted on the display unit (14) and to provide a corresponding electrical signal (S 1 , S 2 ), the frame (16) having a Has a plug connection element (36) which is electrically connected to the force sensor (42) and which can be contacted from a second side (32) of the frame (16). Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Seite des Rahmens (16) entgegengesetzte Seiten des Rahmens (16) sind.input device claim 1 , characterized in that the first and second sides of the frame (16) are opposite sides of the frame (16). Eingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (10) einen Hinterrahmen (18) aufweist, der eine Hintergrundbeleuchtungseinheit (24) der Anzeigeeinheit (14) aufweist, wobei der Rahmen (16) zumindest abschnittsweise am Hinterrahmen (18) befestigt ist, insbesondere an der zweiten Seite (32) des Rahmens (16).input device claim 1 or 2 , characterized in that the input device (10) has a rear frame (18) which has a backlighting unit (24) of the display unit (14), the frame (16) being attached at least in sections to the rear frame (18), in particular to the second Side (32) of frame (16). Eingabevorrichtung nach Anspruch 3, dass das Steckanschlusselement (35) bei befestigtem Hinterrahmen mit einer Steuerplatine (84) kontaktierbar ist.input device claim 3 that the plug connection element (35) can be contacted with a control circuit board (84) when the rear frame is fastened. Eingabevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterrahmen (18) im Bereich des Steckanschlusselements (36) eine Ausnehmung oder eine Aussparung (80) aufweist, über die das Steckanschlusselement (36) kontaktierbar ist.input device claim 4 , characterized in that the rear frame (18) in the region of the plug-in connection element (36) has a recess or recess (80) via which the plug-in connection element (36) can be contacted. Eingabevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Hinterrahmen (18) ein an das Steckanschlusselement (36) angepasstes Verbindungssteckelement (76) ausgebildet ist, wobei das Steckanschlusselement (36) in das Verbindungssteckelement (76) eingesteckt ist und über das Verbindungssteckelement (76) elektrisch kontaktierbar ist.input device claim 4 , characterized in that a plug-in connection element (76) adapted to the plug-in connection element (36) is formed on the rear frame (18), the plug-in connection element (36) being plugged into the plug-in connection element (76) and being electrically contactable via the plug-in connection element (76). . Eingabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckanschlusselement (36) zumindest eine Durchkontaktierung (70) aufweist, die sich von der ersten Seite (28) zur zweiten Seite (32) des Rahmens (16) erstreckt, wobei der Kraftsensor (42) auf der ersten Seite des Rahmens (16) elektrisch mit der Durchkontaktierung (70) verbunden ist.Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the plug connection element (36) has at least one via (70) which extends from the first side (28) to the second side (32) of the frame (16), the force sensor ( 42) on the first side of the frame (16) is electrically connected to the via (70). Eingabevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchkontaktierung (70) von der zweiten Seite (32) des Rahmens (16) wegerstreckt und um die Durchkontaktierung (70) umfänglich eine Führungskontur (72) angeordnet ist, die sich von der zweiten Seite (32) des Rahmens (16) wegerstreckt.input device claim 7 , characterized in that the via (70) from the second side (32) of the Rah mens (16) and a guide contour (72) is arranged circumferentially around the via (70) which extends away from the second side (32) of the frame (16). Eingabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckanschlusselement (36) genau einem Kraftsensor (42) zugeordnet ist.Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the plug connection element (36) is assigned to precisely one force sensor (42). Eingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmen (16) zumindest ein weiterer Kraftsensor (42) angeordnet ist, der elektrisch mit dem Steckanschlusselement (36) verbunden ist.Input device according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that at least one further force sensor (42) is arranged on the frame (16) and is electrically connected to the plug connection element (36). Eingabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (14) eine LCD-Einheit (22) umfasst, die stoffschlüssig am Rahmen (16) befestigt ist.Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the display unit (14) comprises an LCD unit (22) which is materially attached to the frame (16).
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