CN103782260A - 机动车用操控组件和操作该机动车用操控组件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的操控组件（1），可利用该操控组件对手指（4）执行的操作动作进行检测，所述操控组件具有操作装置（2）和选择元件（3），为了进行选择，手指（4）可在该选择元件上进行定位并且该选择元件与操作装置（2）成预先规定的空间关系，优选地布置在操作装置（2）旁，更优地直接布置在操作装置（2）旁，其中可将操作装置（2）构造成能对手指（4）在选择元件（3）上的位置进行检测和依赖于所检测到的位置对操作动作进行区分。此外，还公开了一种对操控组件进行操作的方法。

Description

机动车用操控组件和操作该机动车用操控组件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的操控组件，利用该操控组件可对手指的操作动作进行采集/检测，本发明还涉及一种对用于机动车的操控组件进行操作的方法。

背景技术

现代机动车包括相应的操控组件，借助该操控组件、例如可利用触摸板或触摸屏对车辆的功能部件进行操作。可以将触摸板或触摸屏归属于机动车组合仪表的一部分。例如可利用触摸屏对导航系统、与机动车相连的手机、机动车信息系统或类似装置进行操作。为了对触摸屏上显示的选择元件进行选择，操作人员或机动车驾驶员可通过将手指放在触摸屏上的方式，利用触摸屏来执行相应的操作动作。驾驶员通常为此需要将视线离开道路和注视着触摸屏。这会大大降低行车安全。不然的话，为了能对触摸屏进行相应的操作，驾驶员就必须中断机动车的行驶。

通常通过操作人员将手指放在触摸板或触摸屏上来对这类操控组件进行操作。例如可通过电容传感器对手指的位置进行检测。

其他已知的技术方法为利用红外传感器对与操作表面平行的光幕进行拉伸并且通过对由手指反射的光进行判定来对手指的位置进行检测。但是这些方法的缺点是，传感器或者至少是传感器光学装置的一部分会凸出于操作表面之上，这出于设计方面的原因是不希望的。

最终还是存在采用分散的传感器系统的可能性，可利用设于其上的相机对手指在相应的选择元件上的位置进行检测。然而难以将这样的系统集成到机动车中，成本非常高昂，位于相机和选择元件之间的其他物体容易对被检测的手指造成遮挡。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是提供一种操作更简便、更直观、更有效的用于机动车的操控组件和一种对操控组件进行更简便、更直观、更有效操作的方法。

该技术问题通过本发明权利要求1所述的操控组件和权利要求11所述的方法解决。

从属权利要求的内容是本发明的有益的改进。

根据本发明的第一个方面，用于机动车的操控组件具有操作装置和选择元件，利用该操控组件可对由手指执行的操作动作进行检测，为了进行选择，手指可在该选择元件上进行定位，并且该选择元件与操作装置（12）成预先规定的空间关系，优选地布置在操作装置旁，更优地直接布置在操作装置旁，其中可将操作装置构造成能对手指在选择元件上的位置进行检测并依赖于所检测到的位置对操作动作进行区分。

在本发明中，选择元件单独于操作装置进行了布置。这样做可便于操作人员和乘客对选择元件进行触摸，而不必将视线离开道路。依赖于所检测到的操作人员的至少一个手指在选择元件上的位置，就可以启动相应的操作动作，通过该操作动作可对机动车的相应功能部件进行操控。因此使得特别简便、特别直观和特别安全的操控成为了可能。

根据一个配置方案，操作装置具有向手指发射信号的发射单元和接收由手指反射的信号的接收单元，其中可根据接收到的信号确定手指在选择元件上的位置。借助发射单元和接收单元可对手指的位置进行三维检测。在申请号为102011112567.5的德国专利申请中对这样的操作装置进行了描述，在此就该申请中的操作装置的特征进行参考。

发射单元和接收单元例如可以布置在操作装置的相应操作表面的下方。同样可设想将发射单元和接收单元直接布置在选择元件旁。发射单元例如可作为信号发射出红外波段的光。该信号不能被乘客察觉到，因而不会给乘客造成干扰或影响。也可以通过发射单元和接收单元对选择元件上方的手指的位置进行准确的判定。因此可以对相应的操作动作进行准确的检测和区分，该操作动作可分别被归属到选择元件上和/或选择元件上方的预先规定的位置中。

根据另一个配置方案，选择元件具有传感器单元，可通过该传感器单元检测手指与选择元件之间的接触。可以附加地利用相应的电容式传感器对接触到选择元件进行识别。由此可通过手指的位置和接触状态来获得所有为选择元件的功能所需的信息。取决于手指是否接触到选择元件，这使得对多个操作动作进行区分成为了可能。可按照这种方式来提供扩展的操作方案。

根据另一个配置方案，将传感器单元构造成对由手指在选择元件的至少一个区域上作为操作动作而施加的压力进行检测。可以附加地通过一个与选择元件相连的相应的传感器装置通过在选择元件上施加一触发力来进行操作动作。因此可以附加地通过简单的方式对选择元件的功能性能进行扩展。

根据另一个配置方案，选择元件具有金属或是由金属制成。为了对用手指对这种纯金属-选择元件的相应接触进行检测，可以将整个选择元件构造成电容式传感器电极。由金属制成的选择元件的触感通常有别于选择元件周围的例如由塑料制成的部件。因此可特别便于对选择元件进行触摸，而不需要操作人员将视线离开道路。此外，可通过选择元件的发光和触感特性来获得非常高的质量。选择元件也可以由一种不同于金属的材料制成。

根据另一个配置方案，选择元件相对于操作装置凸起。因此可以更简单地对选择元件和操作装置进行区分，由此简化操作。

根据另一个配置方案，选择元件具有执行器，可通过该执行器发出反馈，优选地可向放在选择元件上的手指发出触觉反馈。作为对操作动作的响应，执行器可通过激起选择元件振动的方式来产生触觉反馈，为此可以或者采用一个永久作用的触觉机构（微型开关），或者采用一个可控型机电触觉机构（例如和电磁执行器组合在一起的位移传感器）。在第二种情况下，可根据操作动作对操作触觉进行打开或关闭，并且可通过对执行器进行不同的控制来产生不同的触觉效果。在这种情况下同样可设想选择元件和操作装置利用单独的触觉机构或是利用同一个触觉机构。

根据另一个配置方案，操控组件的操作装置是触摸板。可以在触摸板上和/或触摸板中布置额外的传感器，可通过该传感器对手指在选择元件上的位置进行检测。

根据本发明的第二个方面，对用于机动车的操控组件进行操作的方法包括：利用与选择元件以预先规定的空间关系、优选地布置在选择元件旁、更优地直接布置在选择元件旁的操作装置对手指在选择元件上的位置进行检测；和依赖于手指在选择元件上的位置确定操作动作。

这种操控组件根据第一个方面或其配置方案进行构造，并具有操作装置和单独于操作装置布置的选择元件。将操作装置构造成可对操作人员的一个或多个手指在选择元件上或选择元件上方的位置进行准确的检测。为了这个目的，操作装置可以包括例如向手指发射信号的发射装置和接收由手指反射的信号的接收装置。可利用信号的传输时间或所接收信号的强度来对手指的位置进行三维检测。

选择元件单独于操作装置布置，并且可以由另外一种材料、特别是由金属制成，或者可以具有另外一种材料。此外，选择元件可以相对于操作装置凸起。因此可便于操作人员对选择元件进行触摸，而不需要操作人员将视线离开道路。所以可以对操控组件进行特别安全可靠的操作。

根据一个配置方案，可通过操作动作在机动车的应用之间进行切换。例如可在属于操控组件的显示元件上对机动车的相应应用进行显示。这种应用可以是导航系统、娱乐和信息系统、相应的数据连接或类似装置。在接触选择元件后，可对例如通过相应符号的形式来实现的显示元件上的应用显示进行相应的光学效果突出。操作人员和机动车驾驶员可沿着选择元件移动手指和由此对各个应用进行相应的选择。选择元件上的每个位置都归属于机动车的相应应用中。和显示元件上的显示配合在一起，操作人员总是能可靠准确地知道他的手指恰好放在选择元件上、该如何执行相应的操作动作和可以在哪里找到那些功能。所以可以对操控组件进行更可靠的操作。

根据另一个配置方案，可通过操作动作在机动车的显示元件和/或装置之间进行切换。可通过至少一个手指在选择元件上完成相应的操作动作来选择操作装置是否被归属于组合显示屏、机动车音响（Head-Unit）或车内后视镜的一部分。为此可将操作装置构造成相应的触摸板，使用该触摸板可对机动车的相应装置进行操作。按照这种方式，使得对机动车的不同装置进行简单可靠的操作成为了可能。

根据另一个配置方案，可通过操作动作对机动车的功能部件进行定量设定。换句话说，每次进行相应的设定时，都需要对选择元件进行操作。例如可以首先借助操作装置或触摸板对这样的功能进行选择。如果选择了相应的功能，则可以借助选择元件对相应的数值进行量值设定。这种量值的设定例如可以是对机动车娱乐和/或信息系统的高音、低音、音量或类似数值进行设置。同样可以为此使用选择元件对机动车的空调系统的温度进行相应的设定。可在显示元件上对相应的功能或设定值进行显示。为了使更好的定向成为可能，在这种情况下可通过相应的背景光照对当前的设定值进行显示。因此可以对量值功能进行特别简便、可靠的设定。

根据另一个配置方案，可在属于操控组件一部分的显示元件上通过操作动作对屏幕显示内容进行移动。为了能进入显示页面的遮盖区域，可以通过对显示元件进行操作来将显示元件上显示的内容移到旁边去。例如这可用于网页的滚动，且该网页的全屏显示大于显示元件和屏幕上的显示页面。此外，可通过对显示图像上的选择元件进行相应的操作来对相应的区域进行移动，可通过操作装置或触摸板对该区域进行操作——该区域小于显示元件上的显示。因此在可操作区域内对指针和光标进行更准确的控制是可能的。

同样可以通过选择元件、不依赖于显示元件的显示、对机动车功能部件的全球定位进行设定。例如可以不依赖于显示元件而对收音机的电台进行切换或是对收音机的响度进行调整。当显示元件当下正用于其他目的时，这一点特别有益。例如可通过相应的手势-例如手指沿着选择元件滑动或是手指在选择元件上完全定位来使用选择元件进行相应的设定。同时可以为此将选择元件构造成对由手指在选择元件上作为操作动作而施加的压力进行检测。可按照这种方式来提供扩展的操作方案。

根据另一个配置方案，选择元件具有多个区块，并且将机动车的应用和/或装置归属到各区块中。如果操作人员例如想在机动车的相应应用之间进行切换或是想对机动车的屏幕和/或装置进行操控，将选择元件在逻辑上划分为多个区域则是有益的。这可通过例如对选择元件进行相应的定型和构造来成为可能。在这种情况下同样可设想选择元件具有多个区块。将每个区域归属到一个相应的应用和/或装置中。这样操作人员可以简单的方式、通过对选择元件的相应区块和相应区域进行接触来对机动车的相应应用和/或装置进行选择和操控。

根据另一个配置方案，操作装置具有一执行器，可通过该执行器根据操作动作发出反馈，优选地可向放在选择元件上的手指发出触觉反馈。因此可以例如通过选择元件的相应振动来向操作人员发出触觉反馈。当操作人员接触选择元件并且用手指沿着选择元件的表面进行移动时，可通过一个触觉信号来表明在选择元件的相应区域或区块之间进行转换。因此，将选择元件灵活地划分为分开的区域是可行的。进而可大大简化操作。

而且操作人员可以对操控组件的选择元件进行自由地设置。换句话说，操作人员可以自行选择将前面所述功能中的哪些功能归属到选择元件和选择元件的相应区域中。此外，可以根据情形将前面所述功能中的多个功能动态地归属到选择元件中。在这种情况下例如可设想，可通过相应的手势-例如在选择元件上长时间按压-对事先定义的基本功能（例如主菜单操作）进行调取。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的说明。

图中：

图1为机动车用操控组件的示意图；

图2为机动车用操控组件的显示元件的显示示意图；和

图3为根据图1对选择元件进行操控时的画面。

具体实施方式

如图1所示，操控组件1具有一个操作装置2和一个选择元件3，为了进行选择，手指4可在该选择元件3上进行定位。选择元件3以预先规定的空间关系、优选地在操作装置2旁、更优地直接在操作装置2旁布置。

操作装置2包括一个发射单元5和一个接收单元6。将发射单元5构造成可将信号发射给手指4。这样的信号可是光学信号或电磁信号。优选地，这个信号是红外波段的光。将接收单元6构造成可接收由手指4反射的信号。为了这个目的，接收单元6例如包括一个相应的传感器芯片，利用该传感器芯片可对被反射的信号进行检测。发射单元5和接收单元6通过一个控制单元7进行连接。利用控制单元7可对发射单元5发出的和被接收单元6重新接收的信号的传输时间进行计算。所以，可以根据信号的传输时间对手指4的位置进行准确的确定。可替代地，控制单元7可以根据接收单元6所检测到的信号的强度对手指4的位置进行确定。

发射单元5、接收单元6和控制单元7被布置在操作表面元件8的下方背离手指4的一侧。将操作表面元件8构造成可以被信号透射。为了这个目的，对操作表面元件8的材料的透射率进行选择，使得信号能在不受干扰的情况下透过操作表面元件8。

可以借助通过控制单元7相连的发射单元5和接收单元6对定位在选择元件3上的手指4的位置进行准确的确定。同样，当手指4定位在选择元件3上方时可以对手指4的位置进行准确的确定。因此，可以对不同的操作动作进行区分，视手指4是否实际接触到选择元件3而定。为了能额外地对手指4是否实际接触到选择元件3进行准确的确定，选择元件3包括一个这里未示出的传感器，例如一个电容传感器。

此外，选择元件3可以包括一个相应的传感器单元，可通过该传感器单元对手指4施加在选择元件3上的压力进行检测。选择元件3同样和控制单元7相连。只有检测出手指4对选择元件3的接触之后，才可以检测例如手指4在选择元件3上的准确位置。为了这个目的，相应的信号可从选择元件3的传感器单元传递给控制单元7。

选择元件3优选与操作装置2相关地布置，使得操作人员的手指4始终从朝向操作装置2的一侧靠近选择元件3。在本发明中通过箭头9对手指4这时进行的移动进行了显示。

选择元件3相对于操作装置2和操作装置2的操作表面元件8凸起。这样做可更便于手指4对选择元件3进行触摸。选择元件3优选地由金属制成。与选择元件3周围的通常不是由金属制成的其余元件相比，这样做可更便于触摸，因为选择元件3具有另一种触感和温度。操作人员和乘客似乎不用低头就可以触摸选择元件3，而不需要他为此必须将其视线离开道路。

为此，选择元件3和/或操作装置2还可包括一个这里未示出的执行器/致动器，利用该执行器可向手指4发出一个触觉反馈。因此，可以例如依赖于操作动作地发出一个相应的触觉效果。

图2示出了图1中所显示的机动车用操控组件1的显示元件的显示10的一个画面。该操控组件1包括操作人员和机动车驾驶员的手指4可以定位在其上的选择元件3。此外，操控组件1包括操作装置2，该操作装置优选地布置在选择元件3旁，更优地直接布置在选择元件3旁。将操作装置2构造成可检测手指4在选择元件3上的位置。依赖于所检测到的手指在选择元件3上的位置，确定相应的操作动作。

选择元件3单独于操作装置2布置。选择元件3可以相对于操作装置2凸起。此外，选择元件3可以由另外一种材料，特别是一种金属制成或可具有另外一种材料，特别是一种金属材料。因此可以非常简便地触摸到选择元件3。操作装置2可以是一个相应的触摸板，可将该触摸板构造成能确定手指4在选择元件3上或选择元件3上方的位置。选择元件3可以优选地被划分为多个区块和区域。优选地选择元件3可具有相应的波形。

另外，屏幕显示10包括选择元件3的一个画面11。屏幕显示10包括机动车不同功能的画面。可通过相应的符号来显示这些画面并可以例如通过对操作装置2或触摸板进行操作来对这些画面进行选择。在图2的画面中没有对选择元件3进行操控。

与此相比，图3中的画面显示了相应的屏幕显示10，在该屏幕显示中对选择元件3进行了操作。为了这个目的，操作人员例如可以用手指4接触选择元件3。在这种情况下同样可设想操作人员的手指4在选择元件3上施加了相应的压力。通过对选择元件3进行操作，可将屏幕显示10的行12放大显示。同样可以对被归属到机动车的相应应用中的单个符号进行放大显示。对当前所选择的应用的符号13进行相应的光学效果突出。在本发明中，对所选择的应用的符号13进行高亮显示。可通过手指4在选择元件3上方的移动来对机动车的应用的相应符号进行选择。为此可通过例如在选择元件3上施加压力来对相应的符号进行选择。

使用选择元件3同样可以在机动车的屏幕和/或装置之间进行切换。此外，可以对机动车功能部件的相应的定量功能进行相应的设定。而且可以移动显示元件10上所显示的相应屏幕内容。

虽然在前面已经结合实施例和附图对本发明进行了描述，然而可以理解成在不脱离本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围的前提下，可以进行各种改动和修改以及各种形式的架构和布置。

针对本发明的其他特征和优点，可详细参阅对附图进行的图示。

Claims (19)

1.用于机动车的操控组件（1），能够利用该操控组件对手指（4）执行的操作动作进行检测，该操控组件具有：

操作装置（2），和

相对于操作装置（2）以预先规定的空间关系布置的选择元件（3），手指（4）能够定位在该选择元件上以进行选择，其中

所述操作装置（2）构造成能对手指（4）在选择元件（3）上的位置进行检测和依赖于所检测到的位置对操作动作进行区分。

2.根据权利要求1所述的操控组件（1），其特征在于：所述选择元件（3）布置在操作装置（2）旁，优选地直接布置在操作装置旁。

3.根据权利要求1或2所述的操控组件（1），其特征在于：所述操作装置（2）包括向手指（4）发射信号的发射单元（5）和接收由手指（4）反射的信号的接收单元（6），其中能够根据所接收到的信号确定手指（4）在选择元件（3）上的位置。

4.根据权利要求1-3中任何一项所述的操控组件（1），其特征在于：所述选择元件（3）具有传感器单元，通过该传感器单元能够检测手指（4）对选择元件（3）的触摸。

5.根据权利要求4所述的操控组件（1），其特征在于：所述传感器单元构造成对手指（4）在选择元件（3）的至少一个区域上作为操作动作而施加的压力进行检测。

6.根据权利要求1-5中任何一项所述的操控组件（1），其特征在于：所述选择元件（3）的材料具有金属或者所述选择元件（3）由金属制成。

7.根据权利要求1-6中任何一项所述的操控组件（1），其特征在于：所述选择元件（3）相对于所述操作装置（2）凸起。

8.根据权利要求1-7中任何一项所述的操控组件（1），其特征在于：所述选择元件（3）具有执行器，通过该执行器能够发出反馈。

9.根据权利要求8所述的操控组件（1），其特征在于：利用所述执行器能够向定位在所述选择元件（3）上的手指（4）发出触觉反馈。

10.根据权利要求1-9中任何一项所述的操控组件（1），其特征在于：所述操作装置（2）是一触摸板。

11.对用于机动车的操控组件进行操作的方法，包括以下步骤：

利用相对于选择元件（3）以预先规定的空间关系布置的操作装置（2）对手指（4）在选择元件（3）上的位置进行检测；和

依赖于所检测到的手指（4）在选择元件（3）上的位置确定操作动作。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述选择元件（3）布置在所述操作装置（2）旁，或者更优地直接布置在所述操作装置旁。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于：能够通过操作动作在机动车的应用之间进行切换。

14.根据权利要求11-13中任何一项所述的方法，其特征在于：通过操作动作在机动车的显示元件和/或装置之间进行切换。

15.根据权利要求11-14中任何一项所述的方法，其特征在于：通过操作动作对机动车的功能部件进行定量设定。

16.根据权利要求11-15中任何一项所述的方法，其特征在于：通过操作动作移动属于操控组件的显示元件（10）上的屏幕显示内容。

17.根据权利要求11-16中任何一项所述的方法，其特征在于：所述选择元件（3）包括多个区块，其中将或能够将机动车的应用和/或装置归属到各区块中。

18.根据权利要求11-17中任何一项所述的方法，其特征在于：通过操作装置（2）的执行器根据操作动作发出反馈。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：所述反馈是向定位在所述选择元件（3）上的手指发出的触觉反馈。