CN102971693A - 操纵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的操纵装置(1)，其带有可移动的操纵机构用于操纵至少一个开关元件用于产生开关信号。操纵装置(1)包括布置在操纵机构处的传感面(2)和反射式光学传感装置(3)，其具有用于光辐射(6)的至少一个光电二极管(5)和至少一个发光二极管(4)。在尤其借助于使用者的手指(7)靠近传感面处(2)和/或接触传感面(2)时，可产生信号。

Description

操纵装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的操纵装置。
背景技术
这样的操纵装置被应用在机动车中用于由使用者操纵最不同的功能。
本身已知一种这样的操纵装置，其带有传感面(Sensorflaeche)且带有反射式光学传感装置(其具有用于光辐射的至少一个发光二极管和至少一个光电二极管)。通过由发光二极管发出的光辐射由操纵元件至少部分地反射至光电二极管并且该所反射的光辐射相应地被评估，在操纵元件(例如使用者的手指)靠近传感面时并且/或者在借助于操纵元件接触传感面时，借助于传感装置可产生信号。这样的操纵装置因此以触摸板(Touchpad)的类型工作。
此外，在机动车中已知应用以多功能操纵元件的类型的操纵装置用于由使用者激活不同功能。这样的多功能操纵元件具有可移动的操纵机构，其用于操纵至少一个电气开关元件。所操纵的开元元件又产生电信号，其然后引起所希望的功能的激活。
发明内容
本发明目的在于改进该操纵装置，尤其提升其功能性。
该目的在这种类型的操纵装置中通过权利要求1的特征部分的特征来实现。
根据本发明的操纵装置不仅具有触摸板而且具有多功能操纵元件。在此，传感面布置在操纵机构处并且触摸板因此集成到多功能操纵元件中。这样的操纵装置给使用者提供相对于传统的单独的装置(即触摸板和多功能操纵元件)扩大的操纵可能性。总体上因此在根据本发明的操纵装置中功能性被高度提升。本发明的另外的设计方案是从属权利要求的内容。
在构造为带有操纵机构的多功能操纵元件的操纵装置的另一设计方案中，传感面这样布置在操纵机构处，使得以风玫瑰(Windrose)的类型的方向信号可通过相应的操纵而产生。操纵机构以前摆动到不同方向上在该情况下通过靠近和/或接触在传感面处的相应部位来代替。为了必要时还实现附加的操纵功能，操纵机构能够通过旋转和/或按压功能可操纵。这些功能也可借助于传感面来实现。然而在此为了简单以及人体工程学起见对于使用者建议通过旋转和/或按压使操纵机构移动用于附加的操纵功能。在此，操纵机构为了附加的操纵功能作用于电气开关元件用于产生相应的电信号。
在适宜的以及紧凑的设计方案中，多功能操纵元件具有罩壳。操纵机构可移动地支承在罩壳中并且为了由使用者来操纵而从罩壳中突出。附加地，还有另外的操纵元件可位于罩壳处，其作用于电气开关。由此通过使用者可激活另外的功能，例如由此可实现在机动车的屏幕上某一菜单的直接选择。
为了在传感面上选择不同部位并且/或者为了实现操纵元件在传感面处的追踪，反射式光学传感装置可具有多个发光二极管和/或多个光电二极管。适宜地，发光二极管和/或光电二极管可矩阵状地来布置。那么这使相应产生的信号的评估容易。
建议的是，发光二极管和/或光电二极管位于印刷电路板(Leiterplatte)上，这使操纵装置的装配容易。当然，在印刷电路板上还可容纳有另外的电气构件和/或电子构件。例如，用于信号的评估的微处理器也可布置在印刷电路板上。在紧凑的结构类型中，印刷电路板可布置在操纵机构中。
在根据本发明的操纵装置的另一设计方案中，光辐射具有不处于对于人眼可见的光的范围中的波长。尤其地，光辐射是红外线-辐射。在该情况中反射式光学传感装置具有至少一个红外线(IR)-发光二极管和/或至少一个红外线(IR)-光电二极管。传感面对于光辐射基本上透明而对于可见光基本上不透明。因此对于使用者的眼睛传感面是不透明的，由此传感装置对于使用者被遮盖。因此在机动车中提供一触摸板作为操纵元件，例如中心的操纵单元，基于光学上的感光，即借助于红外线-技术。
适宜地，传感面具有对于可见光可透过的区域。这些区域可以是可照亮的，并且因此用于显示符号、功能指示等，然而其中，有利地触摸板的其余表面是不透明的。在紧凑的实施方案中建议的是，传感面设计为由可透光的第一塑料层和不可透光的而可透过红外线(IR)的第二层构成的标签(Plakette)。为了简单的且成本有利的可制造性起见，标签可被制造为两组分(2K)-部件。
下面可确定一特别优选的设计方案。与电容传感器相比，可能利用基于红外线(IR)的传感器来探测到操纵区(Bedienfeld)处的靠近，以便在一平面上经由操纵区激活动作。在接触平面上可实现另外的/其他的功能。通过将多个IR-二极管和/或IR-传感器布置为矩阵，在显示屏下方也可识别手指、笔和/或手在空间中的位置。同样可识别运动和/或运动速度和/或方向。由此那么可得出相应的动作。由在接触平面上的电容传感器和在靠近平面上的IR-传感器构成的组合同样是可能的。
利用本发明所获得的优点尤其在于，提供一种用于在机动车中借助于手指或类似的对象操纵各个功能直至用于文字识别的触摸板。与现今的应用相比，触摸板已识别该靠近并且因此利用简单的电子构件可识别运动。在此可根据所接收的信号来评估3D-运动，从而可考虑借助于操纵单元的最不同的输入可能性。因此有利地，特别在机动车中利用靠近功能、多点触摸、文字识别等成功实现触摸板，其中，触摸板提供在不同水平中的操纵的可能性。
附图说明
带有不同改进方案和设计方案的本发明的实施例在附图中示出并且接下来更详细地来阐述。其中：
图1显示用于操纵装置的工作方式的原理图，
图2以另外的设计方案显示了用于操纵装置的原理图，
图3以透视性的视图显示了设计为多功能操纵元件的操纵装置，
图4以分解图示显示了图3中的操纵装置，
图5显示了穿过操纵机构以及穿过图3中的罩壳的一部分的剖示图，
图6显示了图3中的多功能操纵元件的俯视图，其中，在操纵机构处的传感面透光地示出，以及
图7显示图3中的在操纵机构中的传感装置。
具体实施方式
在图1中作为原理图示出尤其用于机动车的操纵装置1，其带有传感面2且带有反射式光学传感装置3。传感装置3具有用于光辐射6的至少一个发光二极管4和至少一个光电二极管5。在借助于操纵元件(在此例如使用者的手8的手指7)靠近传感面2和/或接触传感面2时，信号可借助于电子仪器9产生。在此经由发射二极管(Sendediode)4以及接收二极管5来识别光辐射6通过手指7或通过手8、尤其其运动的反射。
操纵装置1由此允许鉴于手指7的速度和/或方向的靠近识别(Annaeherungserkennung)。此外能够识别借助于手指7从左向右或从上向下或者反过来的擦过(überwischen)。最终，还实现用于借助于两个手指7的旋转的“多点”识别。该识别不仅在传感面2附近而且在远场的类型中(例如在距传感面2大于5cm处)是可能的。
为了探测手指7和/或手8的复杂的运动，根据图2可布置有多个发射二极管4和/或接收二极管5。在此，多个发射二极管4在图2中矩阵状地布置，其中，仅仅一个接收二极管5与这些发射二极管4共同起作用。当然，在需要时也可以以相应的方式设置多个接收二极管5，这在图7中详细示出。
在图3中显示设计为多功能操纵元件1'的操纵装置。多功能操纵元件1'具有罩壳10，用于由使用者来操纵的操纵机构11从其中突出。操纵机构11可移动地支承在罩壳10中。亦即操纵机构11是可旋转的以及可按压的，以便产生相应的开关信号、即旋转信号以及输入信号。在操纵机构11的上侧处布置有作为传感面的标签2'。在图7中可见的传感装置3位于操纵机构11的内部中。由此在手指7靠近标签2'和/或借助于手指7接触标签2'时，如上面已说明的那样，可产生相应的信号。
通过由使用者在标签2'处的相应的操纵，当前可产生以风玫瑰的类型的方向信号。为了标记用于方向信号的在标签2'处的相应的操纵位置，在那里根据图4设置有相应的方向箭头22。借助于由使用者的旋转和/或按压，如已提及的那样，操纵机构11可移动用于附加的操纵功能。为了这些附加功能的操纵，如以下所说明的那样，操纵机构11作用于电气开关元件用于产生相应的电信号。
在图4中可见多功能操纵元件1'的更详细的结构。操纵机构11包括光导体12，用于它的以光环(Korona)的形式的照明。此外，操纵机构11具有引导件13、用于旋转运动的铬环14、带有用于操纵机构11的运动的消音的软部件的杆15以及引导盘18。在罩壳10中存在用于容纳操纵机构11的防扭转部(Verdrehsicherung)19。开关垫(Schaltmatte)17与位于罩壳10中的盘20(其用作对开关垫17的逆极(Gegenpol))共同作用，用于通过操纵机构11的按压产生输入信号。除了用作电气开关元件的开关垫17之外，在罩壳10中还存在另外的、未详细示出的电气开关元件，其用于在铬环14在操纵机构11处旋转运动时产生电气开关信号。当然，代替电转换元件也可使用光学的、电光的等开关元件用于产生开关信号。
在图5中可见通过操纵机构11以及通过罩壳10的上部的剖面。由此更详细地得出可旋转的操纵机构11的支承。此外更详细地也可见用于输入信号的信号产生部。最后，根据图4或者图5在操纵机构11中存在可变的印刷电路板16。印刷电路板16此外用于容纳发光二极管4以及光电二极管5，如根据图6可见的那样。
如另外从图3得悉，多功能操纵元件1'具有另外的位于罩壳10中的用于以选择不同的另外的功能的电气开关的操纵元件21。例如借助于操纵元件21，在机动车中的屏幕上可选择用于导航系统的菜单的图示。操纵机构21又作用于位于罩壳10中的电气开关用于产生相应的开关信号。
在图7中更详细地显示用于在操纵机构11中的传感装置3的发射二极管4以及接收二极管5的矩阵状的布置，用于由使用者识别操纵方向。最后，利用这样的布置，如在图7的位于左边的原理图中可识别出的那样，作为操纵构件也可能实现“水平滑块”。
建议的是，光辐射6具有不处于对于人眼可见的光的范围中的波长。尤其地，光辐射6是红外线-辐射，其中，那么发射二极管4由红外线(IR)-发光二极管而接收二极管5由红外线(IR)-光电二极管构成。在图1中示出的传感面2对于光辐射6基本上透明地而对于可见光基本上不透明地来设计。因此虽然为了操纵装置1的功能性从传感装置3发出的光辐射6可穿透传感面2而例如在手指7处反射的光辐射6又可被传感装置3接收。然而另一方面，传感面2对于人眼是不透明的，因此操纵机构11可完全对应于用于操纵装置1的设计规定来设计。
尤其建议的是，传感面2由可透光的第一塑料层和不可透光的、然而可透过红外线(IR)的第二层构成。这样的传感面2可作为两组分(2K)-部件以注塑方法来制造。用于操纵机构11的标签2'可以以该方式设计为两组分(2K)-部件。在标签2'中在透明的聚碳酸酯层之上布置有可透过红外线的、然而对于人眼不透明的层。同样地，用于光环照射的光导体12和标签2'可设计为2K部件。只要需要，传感面2、2'具有对于可见光可透过的区域用于示出符号、功能指示等，这例如适合于在图4中示出的方向箭头22。
本发明不限于所说明的和示出的实施例。而是它也包括在由权利要求所限定的本发明的范围中的所有专业的改进方案。本发明由此不仅可应用于机动车中的所有操纵元件而且可应用于其它装置，例如家用器具、机床、电脑控制器等等。
附图标记清单
1: 操纵装置
1': 多功能操纵元件
2: 传感面
2': 标签
3: 传感装置
4: 发光二极管/发射二极管
5: 光电二极管/接收二极管
6: 光辐射
7: 手指
8: 手
9: 电子仪器
10: 罩壳
11 : 操纵机构
12: 光导体
13: 引导件
14: 铬环
15: 杆
16: 印刷电路板
17: 开关垫/开关元件
18: 引导盘
19: 防扭转部
20: 盘
21: 操纵元件
22: 方向箭头(在标签处)。

Claims (9)

1. 一种用于机动车的尤其以多功能操纵元件(1')的类型的操纵装置(1)，其带有：可移动的操纵机构(11)，其用于操纵至少一个开关元件(17)用于产生开关信号；带有传感面(2')且带有反射式光学传感装置(3)，其具有用于光辐射(6)的至少一个光电二极管(5)和至少一个发光二极管(4)，这样使得在尤其借助于使用者的手指(7)靠近所述传感面(2')和/或接触所述传感面(2')时，能够产生信号，其特征在于，所述传感面(2')布置在所述操纵机构(11)处。
2. 根据权利要求1所述的操纵装置，其特征在于，所述传感面(2')这样布置在所述操纵机构(11)处，使得以风玫瑰的形式的方向信号能够通过在所述操纵机构(11)处所述传感面(2')的相应操纵来产生，并且优选地，所述操纵机构(11)为了附加的操纵功能通过旋转和/或按压能够移动，其中，尤其地，所述操纵机构(11)为了所述附加的操纵功能作用于所述开关元件(17)用于产生所述开关信号。
3. 根据权利要求1或2所述的操纵装置，其特征在于，所述多功能操纵元件(1')具有罩壳(10)，优选地，所述操纵机构(11)可移动地支承在所述罩壳(10)中，进一步优选地，所述操纵机构(11)为了由使用者来操纵而从所述罩壳(10)中突出，并且更进一步优选地，操纵元件(21)位于用于电气开关的所述罩壳(10)处。
4. 根据权利要求1、2或3所述的操纵装置，其特征在于，所述反射式光学传感装置(3)具有多个发光二极管(4)和/或多个光电二极管(5)，其中，尤其地，所述发光二极管(4)和/或所述光电二极管(5)矩阵状地布置。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述发光二极管(4)和/或所述光电二极管(5)位于印刷电路板(16)上，并且优选地，所述印刷电路板(16)布置在所述操纵机构(11)中。
6. 一种尤其用于机动车的操纵装置，其带有传感面(2)且带有反射式光学传感装置(3)，所述传感装置(3)具有用于光辐射(6)的至少一个光电二极管(5)和至少一个发光二极管(4)，这样使得在尤其借助于使用者的手指(7)靠近所述传感面(2)或/和接触所述传感面(2)时，能够产生信号，尤其根据权利要求1至5中任一项所述，其特征在于，所述光辐射(6)具有不处于对于人眼可见的光的范围中的波长，尤其地，所述光辐射(6)是红外线-辐射，并且所述传感面(2)对于所述光辐射(6)基本上透明而对于可见光基本上不透明。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述反射式光学传感装置(3)具有至少一个红外线(IR)-发光二极管(4)和/或至少一个红外线(IR)-光电二极管(5)。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述传感面(2, 2')具有对于可见光可透过的区域用于显示符号、功能指示等。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的操纵装置，其特征在于，所述传感面(2')设计为由可透光的第一塑料层和不可透光的而可透过红外线(IR)的第二层构成的标签，并且优选地所述标签(2')作为两组分(2K)-部件来制造。
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