CN105751997A - 通过虚拟操作元件输入文字并具有触觉反馈的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及尤其在车辆(50)中输入文字并具有触觉反馈的设备(1)，该设备(1)包括用于确定二维的操控元件位置的触敏的位置检测装置(2)、至少一个与触敏的位置检测装置(2)直接或间接连接的用于触觉反馈的促动元件(3)和控制装置(4)，其中，控制装置(4)确定虚拟操作元件(20)的触发区域，并且其中，在通过二维的操控元件位置触及和离开虚拟操作元件(20)之一的触发区域时，分别在促动元件(3)上输出信号。本发明还包括与之对应的方法。

Description

通过虚拟操作元件输入文字并具有触觉反馈的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种尤其在车辆中通过虚拟操作元件输入文字同时具有模拟按键触觉的触觉反馈的设备和方法。
背景技术
目前的车辆配备很多超越车辆纯运输功能的附加功能。这些附加功能可以是例如用于接收无线电或发送媒体内容，诸如音乐、电影或图像的多媒体系统、能够实现全球的根据语音或文字的通信的通信系统或自动计算尽可能节省时间并且避免拥堵的路径的导航系统。此外，可考虑给驾驶员或技术员提供有关车辆状态的信息的、形式为所谓的车载电脑的系统。所有这些系统的共同点是，它们能够实现并且要求通过不同的输入和输出通道与车辆驾驶员或副驾驶员交互。
除了基于语音的输入可能性外，例如在导航系统中输入道路和地点名称时或在电话簿中输入人员名称时在键盘上的文字输入也发挥很重要的作用。
从现有技术中已知多个变型，如可以输入文字。除了车辆中越来越少使用的其中每个字母或数字与实物按键对应的真实键盘外，主要具有虚拟仿制的键盘，其按键可以要么直接地通过触敏的显示器(触摸屏)要么通过旋转压力传感器单独地选择和操作。为了根据按键压力给用户一个对按键操作的响应，通常是声音和触觉反馈。例如可以根据每个按键压力，声音信号为用户显示和确认按键压力。触觉反馈可以在此例如以触敏显示器振动的形式进行。该振动通常借助安设在壳体上的致动器引起。声音反馈通过车辆的多媒体系统输出。
前述设备和方法的缺点是，虽然一旦按下按键，该设备和方法会给出对按键压力的反馈，但在其他情况下对虚拟键盘的操作并不会提供触觉响应。这尤其在行驶时对车辆驾驶员是不利的，因为他必须可视地搜索和找到每个按键，这由于自由摆动的臂、振动和路面的颠簸变得更加困难并且必须重复地使视线离开路面。由于视线离开路面，在车辆导向时的安全性会受到不利的影响。
因此期望的是，提供在检测文字时改善操作的虚拟键盘。在此，应当保持由进行触敏的输入而产生的操作的便利性。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于检测文字的设备和方法，该设备的操作在检测时被改善。
该技术问题按本发明通过一种尤其在车辆中输入文字同时具有触觉反馈的设备和方法解决，该设备包括用于确定二维操控元件位置的触敏的位置检测装置、至少一个与触敏的位置检测装置直接或间接连接的用于触觉反馈的促动元件和控制装置，按本发明规定，控制装置确定虚拟操作元件的触发区域并且在通过二维操控元件位置触及和离开虚拟操作元件之一的触发区域时分别在促动元件上输出信号。
本发明基于这样的思想，已在最终按键压力之前发生的简单的操作步骤中，例如在虚拟键盘上搜索和发现一个确定字母或符号的虚拟操作元件时，通过安设在例如触敏的用于检测操控元件位置的检测装置上的促动元件给出一个形式为触觉信号的反馈。因此，通过在促动元件上的振动或脉冲可以显示例如单独按键的触及和离开。用户以这种方式识别出，他是否触及一个新的按键，用户是否离开该按键或是否用户仍然处于已选择的按键上。尤其是在一个车辆中，用户可以进行输入，而用户在此不必将视线离开路面。这不仅提高了在操作多媒体和控制系统时的舒适性，而且主要还提高了车辆驾驶的安全性。
因此，尤其是获得一种用于在车辆中输入文字的改进的设备和改进的方法。
虚拟操作元件是物理操作元件的虚拟模仿。虚拟操作元件具有触发区域和优选图示。设计用于借助压力手势触发的触发区域优选与虚拟操作元件的图示的显示区域全等。
触敏的位置检测装置是二维的平坦接触面，当操控元件，例如手指在接触面的表面附近或在接触面的表面上时，在该平坦接触面的面向用户的表面上可以确定至少一个操控元件位置。这种触敏的位置检测装置可以例如是触摸屏。
触发区域是二维区域，在该二维区域中在适合接触的操作时可以触发一个确定的与该区域关联的功能。触发区域与虚拟操作元件对应。
键盘表示大量的相互布置在一起的虚拟操作元件。键盘可以是例如以QWERTZ布置方式，如标准-PC-键盘或小键盘中虚拟模仿按键。
虚拟操作元件的触及表示的时刻是，在这一时刻中，操控元件位置位于配属虚拟操作元件的触发区域内部，但之前没有在触发区域内部检测到操控元件位置。
虚拟操作元件的离开表示这一时刻，在这一时刻中，操控元件位置位于配属虚拟操作元件的触发区域的外部，但之前在触发区域内检测到操控元件。
虚拟操作元件的选择表示在碰触和离开虚拟操作元件之间的状态。
对虚拟操作元件的操控表示一种动作，借助该动作触发与虚拟操作元件对应的功能。操作在触摸屏上进行的方式例如是，操作元件更长时间停留在触发区域的内部，亦即，停留时间位于与预先确定的极限值以上。同样可考虑，操作例如通过超过在操作元件的接触压力中的一定的力极限值进行。检测操作元件虚拟操作元件的触发区域内的接触位置不足以引起操作。
只要在此提到压力或接触压力的检测或确定，就指的是与触敏的位置检测分开设计的检测或确定。这通过至少一个作为触敏的位置检测装置补充设计的压力传感器进行。
因此，尤其创造一种用于在车辆中输入文字同时具有触觉反馈的设备，该设备包括触敏的用于确定二维的操控元件位置的位置检测装置、至少一个与触敏的位置检测装置直接或间接连接的用于触觉反馈的促动元件和控制装置，其中，控制装置确定虚拟操作元件的触发区域并且在通过二维操控元件位置触及和离开虚拟操作元件之一的触发区域时分别在促动元件上输出信号。
此外，有利地建议一种用于尤其在车辆中在虚拟键盘上输入文字同时具有触觉反馈的方法，该方法包括下列步骤：将触发区域与虚拟操作元件关联、检测操控元件位置、将操控元件位置与虚拟操作元件的触发区域比较，其中，在通过二维的操控元件位置触及和离开虚拟操作元件之一的触发区域时分别给出一个触觉反馈。
本发明的优点在于，已在操控虚拟操作元件之前向用户给出触觉反馈。因此对于用户可以感觉到虚拟操作元件。该搜索触觉允许明显更快速地找到被搜索的虚拟操作元件并且更简单地控制虚拟操作元件的选择。由此减少了错误输入的数量，从而又提高了在操作车辆中的多媒体或控制系统时的舒适性。因为进行触觉反馈，所以还必须更少地让车辆驾驶员的目光离开路面。由此他可以持续一心一意地盯住车辆前发生的事情并且对车辆附近的障碍物或危害更快速地反应。由此提高对车辆驾驶员、乘客和其他交通参与者的安全性。
特别有利的实施形式规定，设备包括显示装置。在显示装置上可以图示表示虚拟操作元件。由此，除了触觉反馈之外，操作者还获得有关触发区域和/或与虚拟操作元件关联的功能的视觉信息。
显示装置可以例如直接地定位在触敏的位置检测装置之后，使得触觉反馈在触及和离开虚拟操作元件的时与虚拟操作元件的视觉表现一致。同样也可考虑，显示装置或其他的显示装置安设在车辆内的另一个部位。对此可能的部位可以是例如车辆的前窗玻璃。例如投影到前窗玻璃中的显示器可以是这种显示装置(所谓的平视显示器或反射式瞄准器)。因此，驾驶员在操作时通过显示装置既能看见路面也能看见虚拟操作元件，这意味着获得安全性，因为他不必让视线离开路面。
理想地，在一种实施形式中，与虚拟操作元件关联的功能以图示表示在显示装置上。在此提供字母、数字或例如形式为标志牌的图表。此处，已知的或在一般交通中对与虚拟操作元件关联的确定功能的常用表示与用户的经验有关。这种表示例如可以是拉丁字母或图示，如一般在导航系统中所使用的，如目标标志或表示拥堵危险的交通符号的指路牌。通过此图示使操作明显更容易。
在其他的特别有利的实施形式中，设备包括扬声器，与促动元件上的脉冲同时地在扬声器上输出声音信号。由此除了触觉外还向操作者给出其他的感觉反馈。例如可以播放模仿按键压力或点击声音的声音样本。附加的声音反馈基于感官心理影响能够实现，减小触觉反馈的强度，而不会损害感官能力。然后，可以减小施加在促动元件上的脉冲的幅度，使得更慢地磨损促动元件和所有与促动元件连接的其他元件。扬声器可以直接或间接地与设备连接。
样本可以选择性地也通过多媒体系统的扬声器输出。但感官更差，因为声音源的空间听觉通常与操控元件位置不一致。
因此，实施形式是特别有利的，其中，扬声器直接靠近设备或者位于设备或触敏的位置检测装置旁。与操控元件位置较小的间距对于操作者而言导致声音信号与虚拟操作元件的操作或与触觉反馈逻辑关联。
在本发明的有利的实施形式中规定，虚拟操作元件形成键盘。因此，可以例如为用户模仿已知的布置，如QWERTZ-键盘或小键盘。由此用户在搜索和操作虚拟操作元件时可以依据经验并且运用学到的运动图案。由此设备的操作对于用户来说凭直觉很快就明白并且只需很少的适应时间。
在特别有利的实施形式中，设备包括压力传感器，该压力传感器检测操控元件，例如手指在触敏的位置检测装置上的接触压力，并且给控制装置输入与接触压力优选成正比的信号。由此可行的是，除了操控元件在触敏的位置检测装置上的位置还分析接触压力并且也为了操作而考虑所述接触压力。对于本领域技术人员来说已知多种压力传感器，例如设计成应变计，感应式压力传感器或电容式压力传感器。
当操控元件位置刚好与虚拟操作元件的触发区域一致时，例如通过超过确定的力极限值，可以触发与虚拟操作元件关联的功能或动作。也可考虑其他力极限值，通过超出或低于该其他力极限值触发与虚拟操作元件关联的功能。
在特别有利的实施形式中，当超过确定的力极限值时，在促动元件上输出一个信号。通过该实施形式可以模仿物理按键的触觉。若操作者已经触及例如虚拟操作元件并且然后增大了定位在该虚拟操作元件上的操作元件，例如手指的压力，则当超过力极限值时操作者获得一个通过促动元件的触觉反馈和/或通过扬声器的声音反馈并且触发与虚拟操作元件对应的功能。
合理地在此也可以例如采用其他的力极限值，在超出或低于该力极限值的情况下在促动元件上输出一个信号和/或在扬声器上输出一个信号。因此，此处例如可以模拟标准-PC-键盘按键或真实移动电话键盘的触觉。两个图案对于操作者都是已知的并因此带来简化操作的识别效果。也可考虑个性化地由操作者选择的按键触觉，操作者可以根据个人品味挑选该按键触觉。
应注意的是，物理按键操作的印象主要通过两个触觉反馈的存在而产生：一个触觉反馈在按下按键时可感觉到，另一个触觉反馈在离开按键(也称作弹开和弹回)时感觉到。通过定义两个必须被超出或低于的不同的力极限值，并其中分别在促动元件上输出一个信号和/或同时在扬声器上输出一个信号，该感官体验可以模仿这种物理按键。
因此，优选通过超出和/或低于第一、第二和/或其他力极限值触发的触觉反馈彼此不同，以及与在触及和/或离开虚拟操作元件的触发区域时给出的触觉反馈不同。
同样，在触及和/或离开虚拟操作元件的触发区域时给出的触觉反馈优选彼此不同。这样有利于区分按键的触及和离开。
在一种实施形式中，在选择虚拟操作元件时进行不同于其他触觉反馈的另一个触觉反馈。例如促动元件持续的振动伴随着选择发生，该振动例如具有比另外的触觉反馈更小的强度并且在操作或离开虚拟操作元件之后才结束。
在其他的有利的实施形式中，在触及虚拟操作元件时虚拟操作元件的图形显示放大地显示在显示装置上。这除了触觉和可选择的声音反馈外还额外给出视觉反馈的可能。在此既可考虑在直接布置于触敏的位置检测装置之后的显示装置中放大示出，也可考虑在位于车辆前窗玻璃区域内的显示装置中放大示出。因此，在触及时可以放大示出例如键盘的字母或属于虚拟操作元件的标志牌，以便简化搜索。
理想地，在一种实施形式中，与虚拟操作元件关联的图示的内容或功能或动作以朗读文字的形式在扬声器上输出。因此，例如可以朗读键盘的单个字母。也可以考虑与虚拟操作元件关联的朗读标志牌语义内容。以这种方式，用户还获得另一个有关虚拟操作元件正好位于哪里的反馈。
在另一个有利的实施形式中，根据语境去激活虚拟操作元件的一部分。若存在出现虚拟操作元件图像的显示装置，则未激活的虚拟操作元件表示为未激活。例如可以隐藏字母或以其他颜色示出字母。然后，与未激活的虚拟操作元件关联的功能可不再选择并且操作。若从先前输入的字母序列的语境中得知，不存在具有确定名字的目标地点，则在输入目标地点时可以去激活例如这个确定的字母。通过虚拟操作元件的根据语境的去激活明显降低了错误输入的危险。在触及和离开未激活的虚拟操作元件时，优选不产生触觉反馈。
在其他的实施形式中，当触及和离开未激活的虚拟操作元件时产生的反馈不同于在触及和离开已激活的虚拟操作元件时产生的反馈。在触及和离开未激活的虚拟操作元件时的反馈优选比在触及和离开已激活的虚拟操作元件时的反馈强度更弱。
在一个有利的实施形式中，触觉反馈在触及和离开时不同地设计。例如，在触及时给出比在离开时更强的反馈。由此操作者断定，他是触及还是离开虚拟操作元件。
在一种实施形式中，触觉反馈设计成脉冲式。例如在触及和/或离开虚拟操作元件时，在促动元件上输出单个的脉冲或许多脉冲，其中，触敏的位置检测装置的后冲(后振动)保持优选很小。亦即，优选接触面首先偏移，然后返回到原始位置。必要时存在一个或多个较大阻尼的后冲器或过冲器。
在一个实施形式中，该设备包括接口，在该接口上，输出由触敏的位置检测装置检测到的操控元件位置和/或与接触压力优选成正比的由压力传感器检测到的值和/或其他的数据。接口例如是标准化的接口，如在车辆中流行的CAN-总线，但它也可以不同地设计。
在一个实施形式中，尤其规定，该设备设计用于集成到车辆内部空间中，尤其是集成到车辆的驾驶舱或头靠、顶蓬或车辆后方区域的中心控制台中。
所有为了车辆描述的实施形式也可以以其他无车辆的实施形式实现。因此，按本发明的输入方法和按本发明的设备可以设计在人机-接口处进行人机交互的所有领域，例如在台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能电话、交互式桌子、自动售票机、信息站、交互式控制设备、控制室和辅助盲人的电脑中。
附图说明
下列根据优选的实施例并且参照附图进一步阐述本发明。此处示出：
图1是用于通过虚拟操作元件输入文字同时具有模拟按键触觉的触觉反馈的设备的实施形式的示意图；
图2是设备的实施形式的前视图，其中，触敏的位置检测装置和显示装置前后相续布置；
图3是设备的实施形式的单个元件的背面立体视图；
图4是由多个虚拟操作元件形成的键盘的示意图，其中，仅示出虚拟操作元件的触发区域；
图5是多个图4中的虚拟操作元件的对应图示的示意图；
图6是其中几个虚拟操作元件被去激活的图示的示意图；
图7是已选择的虚拟操作元件的图形显示的放大的预览视图的示意图；
图8是借助搜索触觉在键盘上代表性输入文字的示意图；
图9a至9f是在键盘上借助搜索触觉和按键触觉、压力传感器上示意性的测量信号和在促动元件与扬声器上的输出信号按键触觉一连串代表性输入文字的示意图；
图10是用于通过虚拟操作元件输入文字同时具有模拟按键触觉的触觉反馈的方法的示意性流程图；
图11是在人机-接口中的设备的其他实施形式的示意图。
具体实施方式
在图1中是设备1的一种实施形式的示意图。在车辆50的乘客舱内具有用于通过虚拟操作元件输入文字同时具有模拟按键触觉的触觉反馈的设备1。设备1包括至少一个触敏的位置检测装置2、至少一个促动元件3和控制装置4。所述一个触敏的位置检测装置2和促动元件3通过控制装置4控制。控制装置4将虚拟操作元件的触发区域定义到一个二维面上。为了触发功能，其中，该功能例如是输入导航系统地点信息的文字或输入电话簿中的名字或数字，操作者将操控元件，例如其手指定位到触敏的位置检测装置2上，该位置检测装置2检测操控元件位置并且将之传递给控制装置4。然后控制装置4确定，用户是否刚好在触及或离开虚拟操作元件时，然后相应地促使在促动元件3上输出脉冲。因为促动元件3直接或间接地与触敏的位置检测装置2连接，所以用户经历触觉反馈。
控制装置4优选设计成中央计算机或微控制器，其功能通过软件实施。
设备1可选择地包括显示装置5，显示装置5示出虚拟操作元件的图示。理想地，显示装置5这样地定位在触敏的位置检测装置2的后方，使得与虚拟操作元件对应的图示与虚拟操作元件在触敏的位置检测装置2上的区域一致。显示装置5被控制装置4控制。
同样可选择直接或间接地安设在设备1上的压力传感器6。理想地，压力传感器6这样地安设在触敏的位置检测装置2上，使得可以检测到操控元件的接触压力，例如操作者手指的压力。压力传感器6检测操作者的压力并且将与该压力成正比的值传递给控制装置4。当超过或低于压力传感器6上的一个或多个力极限值时，可以通过控制装置4在促动元件3上输出一个信号。与被按压的虚拟操作元件关联的功能或动作同样可以通过高于或低于力极限值触发。
另一个可选择的特征是定位在设备1中或设备1上的扬声器7。在操作设备1的过程中产生通过促动元件3的触觉反馈，因此同时一个信号可以从控制装置4输出到扬声器7上。信号可以是例如模仿按键压力的声音的样本。
设备1可选择地包括接口8，该接口8输出由控制装置4收集的并且处理的数据用于进一步处理。这一接口8可以是例如车辆中流行的CAN-总线，但它也可以不同地设计。
在图2中，示意性示出设备1的实施形式。设备1在此集成到多媒体的显示-操作设备40中，如它目前通常在中级和高级车辆中的那样。在前视图中可见前板41、触敏的位置检测装置2和显示装置5。控制装置4和促动元件5在前视图中不可见。此外，显示-操作设备40包括两个旋转压力传感器42和多个实物按键42。
图3示出设备1的实施形式的单独特征的背面立体视图。在多媒体显示-操作设备40的前板41后方具有触敏的位置检测装置2，并且在位置检测装置2后方具有显示装置5。触敏的位置检测装置2和显示装置5也可以联合地在唯一的结构元件中设计成所谓的触摸屏。在显示装置5后方具有压力传感器6。在显示-操作设备40的背面具有控制装置4和与壳体直接或间接连接的促动元件3。在触及、离开或操作虚拟操作元件时从控制装置4向促动元件3输出的信号通过显示-操作设备40的壳体传送至触敏的位置检测装置2并因此传给操控元件，例如操作者的手指。促动元件3可以在此或者平行或者垂直于显示装置5的平面偏移。平行偏移的优点是，触敏的位置检测装置2可以设计得刚性更大，这给操作者一种显示-操作设备40更大价值的印象。此外，在平行偏移时，在触敏的位置检测装置2和前板41或显示-操作设备40的其他元件之间的距离可以更小，使得显示-操作设备40的内部空间更少被灰尘等弄脏。而促动元件3的垂直偏移的优点是，操作者更强烈地感觉信号，例如通过他的手指并由此促动元件3上的信号会更不明显。
在控制装置4上具有扬声器7。扬声器7定位在触敏的位置检测装置2附近，显示装置5的优点是，操作者将声音信号与车辆中的显示-操作设备40的地点关联。这种通过感官心理思考激发的布置提高了操作者对反馈的感知能力。
在图4中示出虚拟操作元件20的示意图。在此，仅与虚拟操作元件关联的触发区域表示为封闭的矩形。
在图5中示出与图4对应的、虚拟操作元件的图示21。虚拟操作元件和图示21可以形成例如键盘，拉丁字母以其顺序形象地反映在键盘上。但也可以考虑其他布置和图示21。在图5中也可见输入区22，在该输入区22中借助键盘可以输入文字。
图6示出与图5相似的、虚拟操作元件的图示21。但图示划分成两种。根据语境，即例如已经输入的文字和可能的后面的字母，激活或去激活几个虚拟操作元件。相应地，激活的虚拟操作元件23的图示和未激活的虚拟操作元件24的图示不同。例如，图示上的字母颜色可以不同。因此，激活的虚拟操作元件23例如可以具有白色的字母颜色，而未激活的虚拟操作元件24具有灰色的字母颜色。
在图7中示意性示出激活的虚拟操作元件23的图示的预览视图30的实施形式。若操控元件，例如操作者25的手指位于激活的虚拟操作元件23上，此处例如字母“O”上，则该图示例如放大地示出。因此，给操作者一个附加的视觉反馈。若操作元件，此处操作者25的手指位于例如未激活的虚拟操作元件24上，则不显示预览视图30。但对于激活的虚拟操作元件23和未激活的虚拟操作元件24也都可以考虑其他的预览视图30。
在图8中示意性解释搜索触觉的操作原理。可见虚拟操作元件的图示21。操控元件，此处例如操作者25的手指位于激活的虚拟操作元件23，此处例如具有拉丁字母的按键的触发区域以内的第一位置26上。通过操作，例如通过增大压力超过触发极限值或备选地通过保持在接触位置上不动持续时间长于激活的虚拟操作元件23的触发极限时间，可以输入字母。在操作中可选择地进行不同于在触及和离开虚拟操作元件时的触觉和/或声音反馈的触觉和/或声音反馈。在输入或不输入字母之后，操作者25的手指离开第一位置26。在离开激活的虚拟操作元件23的触发区域时通过在促动元件上输出信号进行触觉反馈29并且可选地通过在扬声器上输出信号同时进行声音反馈29。操作者25的手指现在跟随轨迹28，其中，操作者控制下一个虚拟操作元件以便输入。为了使操作者25的手指更容易搜索，在触及下一个激活的虚拟操作元件23时又进行触觉反馈和可选择的声音反馈29，该下一个激活的虚拟操作元件23的触发区域处于第二位置27处，以便给操作者显示下一个激活的虚拟操作元件23的触及。划过未激活的虚拟操作元件28不会导致触觉和/或声音反馈。
在图9a至9f中，示意性示出代表性文字输入的过程。在此，既表示了在搜索确定的虚拟操作元件时的搜索触觉，也表示了在操作虚拟操作元件时的按键触觉。图9a示出虚拟操作元件的一部分的图示的被考虑的局部，该图示在此是字母键盘。在图9b中，描述了单独的步骤，操作者在一段时间内通过操作元件，此处例如他的手指进行单独的步骤，以便搜索和操作虚拟操作元件。在图9c中示意性示出操作者在图示或触敏的位置检测装置上的动作。图9d示出压力传感器上的测量信号既在搜索触觉的模式，又在按键触觉的模式中随时间变化的曲线。图9e图9f示出在促动元件和可选择的扬声器上输出的信号的曲线。
在第一步骤中，操作者触及例如激活的虚拟操作元件，该激活的虚拟操作元件代表字母“O”。在触及时，在搜索触觉模式中通过在促动元件上输出信号，此处是简单的脉冲80进行触觉反馈。可选择地，可以通过同时在扬声器上输出脉冲81有助于触觉反馈。操作者现在选择输入字母“O”并因此提高触敏的位置检测装置上的压力，以便操作用于字母“O”的虚拟操作元件。升高的压力由压力传感器检测到并且在按键触觉的模式中，当超过第一力极限值70时进行触觉反馈82和可选择的声音反馈83。通过超过第一力极限值70，此处同样触发一个功能，此处例如将字母“O”输入输入区。当然后低于第二力极限值71时通过在促动元件或扬声器上输出信号总是一直在按键触觉的模式中进行其他的触觉反馈84并因此可选择的声音反馈85。在此，按键触觉的模式中的信号具有比在搜索触觉的模式中的信号例如更大的幅度。因此，可以向操作者说明按键压力。在按键压力之后并且在低于第二力极限值71之后，操作者朝右侧离开字母“O”的虚拟操作元件。在离开时，在搜索触觉的模式中，在促动元件上输出脉冲86并且可选地在扬声器上输出脉冲87，以便向操作者显示离开。然后，操作者触及未激活的虚拟操作元件，此处例如用于字母“P”的按键。因为该按键属于未激活的虚拟操作元件，所以不给出触觉或声音反馈。然后，操作者再次划过未激活的虚拟操作元件，例如用于字母“Q”的按键。此时仍然不存在反馈。在触及下一个激活的虚拟操作元件，此处例如字母“R”时他才又通过促动元件上的信号获得触觉反馈88和可选择的声音反馈89。因此对于操作者在每个时刻都清楚，他在还是不在激活的虚拟操作元件上。
在促动元件和扬声器上输出的信号可以是任何的信号并且在此仅为了示意性说明表示为简单的脉冲80-89。例如可考虑在扬声器上输出模仿物理按键声音的声音样本。
同样可考虑在促动元件上的更复杂的信号：与声音样本相似，可以确定，然后通过促动元件上的信号模仿例如实际设计的按键的力特征。也可以考虑数学函数，该数学函数将虚拟操作元件，此处操作者的手指的前后关系、操控元件位置和/或操作元件的接触压力和/或其他的参数用作输入参数，以便计算用于促动元件和可选择的扬声器的信号。
图10示出用于通过虚拟操作元件输入文字同时具有以搜索触觉和可选择的按键触觉方式的触觉反馈的方法的示意性流程图。在第一步骤中，将虚拟操作元件与触发区域关联101。然后，通过触敏的位置检测装置检测操作者的操控元件位置102。将检测到的操控元件位置与虚拟操作元件的触发区域比较103。在触及和离开虚拟操作元件时，在促动元件上输出信号104。可选择地同时可以在扬声器上输出另一个信号105。同样通过压力传感器可选择地检测压力106。在超过第一力极限值时，在促动元件上输出另一个信号，可选择地在扬声器上输出另一个信号107。通过超过第一力极限值也可以可选择地触发与虚拟操作元件关联的功能，例如字母的输入108。此外，可选择地在低于第二力极限值时在促动元件上输出另一个信号，并且可选择地向扬声器输出另一个信号109。
通过在按键搜索时的反馈，让操作者更容易找到被搜索的虚拟操作元件。此外，通过检测压力和与两个力极限值关联的触觉或声音反馈还可以模仿在操作实际设计的按键时的触觉和声音感觉。因此，操作者获得更完整的有关其动作的信息，这改善了在行驶中的输入并且降低了错误操作。
在图11中示出在人机-接口60中的用于通过虚拟操作元件输入文字同时具有模拟按键触觉的触觉反馈的设备1的示意图。
人机-接口60可以是例如计算机、笔记本电脑、台式电脑、智能电话、交互式桌子、自动售票机、信息站、交互式控制设备、控制室和辅助盲人的电脑。
设备1包括至少一个触敏的位置检测装置2、至少一个促动元件3和控制装置4。所述一个触敏的位置检测装置2和促动元件3通过控制装置4控制。控制装置4将虚拟操作元件的触发区域定义在二维面上。为了触发功能，其中，它是例如输入用于银行汇款的文字、名字、搜索关键词或另外的数据，操作者将操控元件，例如其手指定位到触敏的位置检测装置2上，该位置检测装置2检测操控元件位置并且将之传送给控制装置4。然后，控制装置4确定，用户是否刚好在触及或离开虚拟操作元件时，然后相应地促使在促动元件3上输出脉冲。因为促动元件3直接或间接地与触敏的位置检测装置2连接，所以用户经受触觉反馈。
控制装置4优选设计成中央计算机或微控制器，并且其功能通过软件实施。
设备1可选择地包括显示装置5，该显示装置5示出虚拟操作元件的图示。理想地，显示装置5这样地定位在触敏的位置检测装置2的后方，使得属于虚拟操作元件的图示与虚拟操作元件在触敏的位置检测装置2上的区域一致。显示装置5被控制装置4控制。
同样，可选择直接或间接地安设在设备1上的压力传感器6。理想地，压力传感器6这样地安设在触敏的位置检测装置2上，使得可以检测操控元件的接触压力，例如操作者手指的压力。压力传感器6检测操作者的压力并且向控制装置4传递与该压力成正比的值。在超过或低于压力传感器6上的一个或多个力极限值时，可以通过控制装置4在促动元件3上输出信号。同样可以通过高于或低于力极限值触发与按压的虚拟操作元件关联的功能或动作。
另一个可选择的特征是定位在设备1中或设备1上的扬声器7。在操作设备1的过程中产生通过促动元件3的触觉反馈，因此同时来自控制装置4的信号在扬声器7上输出。信号可以是例如模仿按键压力声音的样本。
设备1可选择地包括接口8，该接口8输出由控制装置4收集并且处理的数据以便进一步处理。这一种接口8可以例如与总线系统、网络构造或英特网连接。但接口8也可以设计成虚拟接口。
附图标记列表
1设备
2触敏的位置检测装置
3促动元件
4控制装置
5显示装置
6压力传感器
7扬声器
8接口
20虚拟操作元件
21图形显示
22输入区
23激活的虚拟操作元件
24未激活的虚拟操作元件
25操作者手指
26第一位置
27第二位置
28手指轨迹
29反馈
30预览视图
40显示-操作设备
41前板
42旋转压力传感器
43实物按键
50车辆
60人机-接口
70第一力极限值
71第二力极限值
80-89反馈
101-108方法步骤

Claims (22)

1.一种尤其在车辆(50)中用于输入文字并具有触觉反馈的设备(1)，包括
用于确定二维的操控元件位置的触敏的位置检测装置(2)、
至少一个与触敏的位置检测装置(2)直接或间接连接的用于触觉反馈的促动元件(3)，
控制装置(4)，
其特征在于，所述控制装置(4)确定虚拟操作元件(20)的触发区域，并且在通过所述二维的操控元件位置触及和离开虚拟操作元件(20)之一的触发区域时分别在所述促动元件(3)上输出信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备(1)包括显示装置(5)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，与所述促动元件(3)上的脉冲同时地在扬声器(7)上输出声音信号。
4.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，所述虚拟操作元件(20)形成键盘。
5.根据权利要求1至4之一所述的设备，其特征在于，所述设备(1)包括压力传感器(6)，其中，所述压力传感器(6)检测操控元件在触敏的位置检测装置(2)上的接触压力，给所述控制装置(4)输入与接触压力相应的值。
6.根据权利要求1至5之一所述的设备，其特征在于，对压力传感器(6)上的力极限值的超过被用于操纵位于触发区域中的虚拟操作元件(20)，该触发区域正好与操纵元件位置一致。
7.根据权利要求1至6之一所述的设备，其特征在于，通过超过压力传感器(6)上的力极限值，在所述促动元件(3)上输出信号。
8.根据权利要求1至7之一所述的设备，其特征在于，所述虚拟操作元件(20)以在所述显示装置(5)上的图形显示(21)表示。
9.根据权利要求1至8之一所述的设备，其特征在于，在通过所述二维的操控元件位置触及和离开虚拟操作元件(20)的触发区域时所述虚拟操作元件(20)的内容放大地表示在所述显示装置(5)上。
10.根据权利要求1至9之一所述的设备，其特征在于，在通过所述二维的操控元件位置触及和离开虚拟操作元件(20)之一的触发区域时将所述虚拟操作元件(20)的内容以朗读文字的形式在所述扬声器(7)上输出。
11.根据权利要求1至10之一所述的设备，其特征在于，所述虚拟操作元件(20)的一部分根据语境去激活并且相应地以一种视图标注在显示装置上。
12.根据权利要求1至11之一所述的设备，其特征在于，所述控制装置包括接口(8)，所述接口(8)输出由所述触敏的位置检测装置(2)和所述压力传感器(6)检测到的值和/或其他数据。
13.根据权利要求1至12之一所述的设备，其特征在于，在所述扬声器(7)上输出与所述接触压力成正比的信号。
14.一种尤其在车辆(50)中在虚拟键盘上输入文字并具有触觉反馈的方法，所述方法包括下列步骤：
将触发区域与虚拟操作元件关联(101)，
检测操控元件位置(102)，
将操控元件位置与所述虚拟操作元件(103)的触发区域比较，
其特征在于，
在通过所述操控元件位置触及和离开虚拟操作元件之一的触发区域时分别给出触觉反馈(104).
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，除了所述操控元件位置外还检测接触压力(106)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在超过接触压力的力极限值时给出触觉反馈(107)。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在超过接触压力的另一个力极限值时触发(108)与所述虚拟操作元件关联的功能，所述操控元件位置刚好位于虚拟操作元件的触发区域内。
18.根据权利要求14至17之一所述的方法，其特征在于，与所述触觉反馈同时地进行声音反馈(105)。
19.根据权利要求15至18之一所述的方法，其特征在于，在低于力极限值时给出触觉反馈(109)。
20.根据权利要求15至19之一所述的方法，其特征在于，在低于力极限值时附加地给出声音反馈。
21.根据权利要求14至20之一所述的方法，其特征在于，所述触觉反馈在触及和离开按键时不同地实施。
22.根据权利要求14至21之一所述的方法，其特征在于，所述触觉反馈脉冲式实施。
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