CN105759957A - 利用两个输入类型和触觉的反馈输入数据的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用两个输入类型和触觉的反馈输入数据的方法和装置。方法包括步骤：探测接触位置；通过接触位置选择功能；探测压靠压力；由于超过第一力阈限触发选择的功能；输出触觉的反馈，时间上且地点上相邻的接触位置联合成接触轨迹并将接触轨迹按照接触手势分类，功能划分为接触功能和操作元件功能并第一触发区域中的操作元件关联有操作元件功能，由于在触发区域中超过第一力阈限触发操作元件功能，在超过第一力阈限时输出触觉反馈并在接下来低于第二力阈限之后输出另一触觉反馈，至少一个第二触发区域关联至少一个接触功能，通过规定的接触手势触发该接触功能，只有当压靠压力处在第一力阈限之下时才进行触发。本发明涉及有关的装置。

Description

利用两个输入类型和触觉的反馈输入数据的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种尤其在机动车中用于利用触觉的反馈输入数据的方法和装置。
背景技术
现代的机动车装备有大量附加功能，这些附加功能超越了机动车的纯粹的运送目的。这能够例如为用于接收无线电广播或放送媒体内容(如音乐、影片或图像)的多媒体系统、实现了世界范围的基于语音的或基于文本的通讯的通讯系统，或还有自动计算路线的导航系统，在该路线上能够尽可能省时间且避免堵塞地走完行驶路段。此外可想到这样的系统，即其给驾驶员或技术人员以所谓的车载计算机的形式提供关于机动车的状态的消息。对于所有的这些系统来说共同点是，这些系统实现了与车辆驾驶员或副驾驶员通过不同的输入通道和输出通道进行交互并且以此为前提。
从现有技术中已知可如何操作这样的系统的多个变型方案。除了在机动车中逐渐消失的实体地构造的按键、开关和调节器之外首先存在以虚拟的方式模仿的操作元件，其例如能够通过触敏式的显示器(触摸屏)来操纵或调整。为了在操作之后给使用者提供关于对开关或调节器进行操纵的回应，听觉的或触觉的反馈是普遍的。例如在按键按压之后听觉的信号能够给使用者表明和证实按键按压。触觉的反馈能够例如以触敏式的显示器的振动的形式来进行。这种振动通常借助于安置在壳体处的促动器来引起。
从文件DE102008035907A1中已知一种带有取决于接触力的附加功能的触敏式的输入仪器。装置涉及一种输入仪器，带有：操作区，该操作区用于通过可在操作区上运动的操纵元件或操作者的手指进行接触；用于探测操纵元件或手指在操作区上的位置和/或运动的器件；以及用于产生相应于探测的参量的控制信号的评估单元。输入仪器以下面的方式而出众，即操作区设计成由于通过操纵元件或手指产生的接触力在接触方向上从静止位置中弹性地屈服或以弹性地屈服的方式来支承并且在此对至少一个独立的用于产生与接触力成比例的信号的压力传感器产生影响并且将该压力传感器的信号输送给评估单元以用于产生另一控制信号。在此在超过力阈限时能够触发功能并且给出以振动的形式的触觉的反馈。此外该发明涉及一种有关的方法。
之前提及的装置和方法的缺点是，它们虽然提供了光标或选出位置在触敏式的显示器上的定位和通过超过力阈限来触发功能，但是严重限制了操作的交互性。
因此值得向往的是，提供这样的输入方法，即在其中提高了操作的交互性并且操作者能够直观地寻找、选出和触发功能。在此对于不同类型的操作而言还应当始终给出可区分的触觉的反馈，从而操作者更快速地熟悉，能够更可靠地调出功能并且不会或不太会导致误操作。
发明内容
因此本发明的问题在于，创造一种方法和一种装置，在其中输入不仅设计成灵活的而且设计成交互式的。
技术上的任务根据本发明通过带有专利权利要求1的特征的装置和带有专利权利要求12的特征的方法来解决。本发明的有利的设计方案由从属权利要求中获得。
本发明的思想在于，利用具有触摸屏的装置将交互式的操作方式(如同其从现代的触摸屏中已知的那样)与传统的、构造成实体的按键的交互原理进行组合。因此创造了两个不同的输入类型：接触手势形成一个输入类型、按压手势形成另一个输入类型。两个输入类型的创造实现了(尤其在机动车中)更灵活地、更有差别地且由此更加交互式地操作电子的系统。由于通过接触手势和触发与该接触手势相联系的接触功能进行控制的可行性保证了更快速地且可靠地控制例如图形化的图示。反之按压手势用于操纵构造为虚拟的操作元件的开关和按键。在此按压手势的特征在于，为了触发操作元件功能必须超过力阈限。超过力阈限阻止了误操作，如其例如通过由于车道不平坦而无意地运动的自由摆动的手臂而出现的那样。此外通过在按压手势期间进行触觉的反馈来模仿实体的按键的在感官上的印象。
定义
接触位置为操纵元件(例如手指)与触敏式的表面(例如可自由编程的触敏式的显示设备)的接触的地点，该表面允许确定接触的地点。在下文中始终以作为操纵元件的手指为出发点，然而操纵元件这一概念不受限于手指。
接触轨迹为多个接触位置的时间上且地点上的联合。接触轨迹具有确定的特性，这些特性从联合的接触位置的轨线(如例如方向、速度或加速度)中获得。接触轨迹具有起点和终点。接触位置不必必需地直接彼此相邻。例如双击也能够呈现出接触轨迹。方向、速度和加速度分别从促使接触的操纵元件的操纵运动的方向、速度或加速度中获得。
接触手势为已分类的接触轨迹。在此例如对至少一个接触轨迹的轨线的特性(如方向、速度或加速度)进行评估。
压力传感器为这样的设备，即该设备执行确定作用在物体(例如可自由编程的触敏式的显示设备)的表面上的压靠压力并且输出与压靠压力相关的、优选地成比例的(例如作为电的信号的)数值。这样的压力传感器能够例如实施为应变测量片、压电元件或感应式或电容式工作的传感器。
按压手势的特征在于，在接触位置处发生超过第一力阈限，以及发生接下来低于第二力阈限，其中第二力阈限小于第一力阈限。
接触功能为这样的功能，即其由接触手势来触发。这样的接触功能能够例如为滚动列表、在多页的文本或菜单中进行翻阅或放大和缩小视图。
操作元件功能为这样的功能，即其由于按压手势而触发。操作元件功能能够例如为与作为虚拟的操作元件被模仿的按键连接的(例如用于调出音乐标题或菜单项目的)功能。
触发区域为二维的区域，在其中能够或者触发接触功能或者触发操作元件功能。
虚拟的操作元件是实体的操作元件的虚拟的模仿。虚拟的操作元件具有图形化的图示。设置成用于借助于按压手势来触发的触发区域优选地与虚拟的操作元件的图形化的图示的图示区域重合。
触敏式的位置探测单元为二维的扁平的物体，当操纵元件位于该物体的表面附近或在该表面上时，在该物体的面向使用者的表面上能够确定至少一个接触位置。这样的触敏式的位置探测单元能够例如为触摸板或触摸屏。触敏式的表面被称作为接触面。
键盘表示大量相对彼此布置的构造为虚拟的操作元件的按键。键盘能够例如是以如在标准PC键盘中那样的QWERTZ布置方案的或数字小键盘的按键的虚拟的模仿。
只要在此提到探测或获取按压力或压靠压力，则指的是构造成与触敏式的位置探测独立的探测或获取。利用至少一个构造成附加于可编程的触敏式的显示设备的压力传感器来进行该探测或获取。
优选的实施方式
因此尤其创造了尤其在机动车中利用触觉的反馈的输入方法，其包括如下步骤：探测在可自由编程的触敏式的显示设备上的接触位置；通过接触位置选择功能；探测到可自由编程的触敏式的显示设备上的压靠压力；由于超过第一力阈限触发所选择的功能；输出触觉的反馈，其中时间上且地点上相邻的接触位置联合成接触轨迹并且将接触轨迹按照接触手势来分类，其中将功能划分为接触功能和操作元件功能并且在可自由编程的触敏式的显示设备上的第一触发区域中的操作元件关联有操作元件功能，如果在规定的时间间隔期间事先探测的接触位置处在至少一个虚拟的操作元件的触发区域中，由于在触发区域中超过第一力阈限而触发该操作元件功能，其中在这种超过第一力阈限时输出触觉的反馈并且在接下来低于第二力阈限之后输出与第一触觉的反馈不同的另一触觉的反馈，其中在可自由编程的触敏式的显示设备上的至少一个第二触发区域关联有至少一个接触功能，通过规定的接触手势来触发该接触功能。
此外以有利的方式创造了一种尤其在机动车中用于利用触觉的反馈进行交互式地输入数据的装置，该装置包括用于探测接触位置和呈现信息的可自由编程的触敏式的显示设备、与可自由编程的触敏式的显示设备直接地或间接地连接的用于探测压靠压力的压力传感器、与可自由编程的触敏式的显示设备直接地或间接地连接的用于输出触觉的反馈的促动元件以及控制设备，其中如此构造控制设备，即其使时间上且空间上相邻的接触位置联合成接触轨迹并且按照接触手势对接触轨迹进行分类并且控制设备在可自由编程的触敏式的显示设备上呈现出至少一个虚拟的操作元件，其中至少一个虚拟的操作元件关联有在可自由编程的触敏式的显示设备上的第一触发区域以及操作元件功能，其中控制设备监视压靠压力并且在超过第一力阈限时如果在规定的时间间隔期间事先探测的接触位置处在至少一个虚拟的操作元件(该操作元件与该操作元件功能关联)的触发区域中，触发操作元件功能，其中在这种超过第一力阈限时由控制设备将信号输出到促动元件处并且在接下来低于第二力阈限之后在促动元件处输出与第一信号不同的另一信号，其中控制设备使在可自由编程的触敏式的显示设备上的至少一个第二触发区域关联有至少一个接触功能并且在出现规定的接触手势时触发该至少一个接触功能。
本发明的优点在于，操作者不仅能够使用接触手势以用于简单地操作例如图形化的表面,而且能够使用从传统的按键已知的以按压手势的形式的按键按压以用于触发操作元件功能。关于接触手势能够例如实行菜单控制，如在列表中进行滚动或在菜单中进行翻阅。同样可想到的是使图像视图或地图视图移位或放大和缩小这些视图。但还能够定义其它的接触功能。使用以在促动元件处的两个依次进行的与力阈限耦联的彼此不同的信号的形式的触觉的反馈，以便模仿构造成实体的按键(例如PC键盘或移动电话的薄膜键盘的按键)的在感官上的印象。已表明，首先第二触觉的反馈对于逼真地模仿按键的在感官上的印象而言是必要的。因此给操作者提供关于该操作者的操作过程的宽泛的且有差别的在感官上的反馈。由此操作变得更加交互式、更简单并且由于两个不同的输入类型和更加有差别的触觉的反馈还引起了少的误操作，因为仅仅在超过第一力阈限之后触发操作元件功能是可行的。这首先在行驶时是大的安全受益，因为驾驶员必须不太经常地从车道中移开视线，以核实其输入。因此驾驶员使车道始终在视区中并且尽管如此仍能够有针对性地进行输入。此外保证了在(例如由于通过车道不平坦造成的车辆晃动而引起的)按压力的提高的情况下在从虚拟的操作元件中“滑脱”之后不会发生无意地触发操作元件功能，因为在超过第一力阈限时之前探测的接触位置必须处在虚拟的操作元件的触发区域之内，以便触发操作元件功能。这具有的优点是，减少了误操作。
因此尤其创造了用于机动车的用于输入数据的改善的装置和用于机动车的用于输入数据的改善的方法。
在一种实施方式中设置成，仅仅当压靠压力处在第一力阈限之下时，触发接触功能。由此保证了，例如当手指在操纵虚拟的操作元件时由于车辆晃动而从该操作元件中“滑脱”时，操作元件功能的触发尝试不能够被视为接触功能。
即使在虚拟的操作元件的触发区域上划动手指并且由于车道不平坦和由该车道不平坦导致的手指的运动超过了第一力阈限，也不会进行触发操作元件功能。误操作会被识别出并且不会触发属于虚拟的操作元件的操作元件功能。
一般而言本发明能够针对全部的交互式的操作和菜单形式来使用，例如在导航系统中的地图交互、在虚拟的键盘上进行文本输入(拼写程序)时、列表交互(例如在导航系统中进行目的地选取或在CD或MP3播放器中进行选出标题时)、竖直的列表交互或与菜单条进行交互、与图形化的列表(例如由音乐专辑的封面组成的列表(封面流(CoverFlow))进行交互，以及在调整滑动调节器、转动调节器、按压键、开关或其它的虚拟的操作元件的情况下。
特别有利的实施方式设置成，以与触觉的反馈同时或在后延迟(nachverzögert)或在先延迟(vorverzögert)的方式输出听觉的信号。在此听觉的信号能够例如为构造成实体的按键的声音样例(例如典型的在按压到按键上时产生的卡哒声)。但其它的声音也能够形成听觉的信号。对于每个单独的触觉的反馈的听觉的信号在此能够相同或不同。还可想到的是，接触轨迹触发听觉的信号，例如播放呈现出书页的翻页的声音的且在菜单中进行翻阅时播放的声音样例。附加的听觉的反馈的优点是，触觉的反馈由于感知心理上的效果被操作者更强烈地感知到。这能够通过下面的方式被充分利用，即通过例如减小触觉的反馈的强度，这有助于更小地磨损促动元件并且因此对于长的使用寿命而言是有利的。
特别优选地在扬声器处输出听觉的信号，该扬声器位于装置(特别优选地触敏式的位置探测设备)的位置处或其附近。那么操作者自动地将听觉的信号与触觉的反馈联系起来并且因此与在装置处的操作过程联系起来。同样可想到的是通过存在于机动车中的多媒体系统(例如多通道多媒体系统)的一个或多个扬声器输出听觉的信号。
本发明的一种优选的实施方式设置成，第一触发区域和第二触发区域彼此重叠。由此可行的是，将面型的区域不仅设有接触功能而且设有操作元件功能。由此例如能够将按键定位在地图中。那么例如能够通过接触手势移位地图，其中按键一起移位。那么如果操作者想要触发与按键联系的操作元件功能，则通过操作者超过第一力阈限的方式，操作者按压到按键上并且触发了操作元件功能。由此操作表面和交互能够设计成更灵活的。
理想地实现这样的实施方式，即在其中当在分类为接触手势的接触轨迹的一点处发生超过第一力阈限时，在超过第一力阈限时不触发操作元件功能。由此保证了当例如接触轨迹具有在虚拟的操作元件之外的起始点，但随该起始点之后的点位于虚拟的操作元件的区域中时，不导致误操作。
一种实施方式设置成，仅仅当压靠压力在探测接触位置(这些接触位置得出呈现出接触手势的接触轨迹)期间处在第一力阈限之下时，进行触发接触功能。
在另一实施方式中设置成，操作元件功能具有停歇时间。例如在由于超过第一力阈限而进行触发之后在某一时间之后才能够再度触发操作元件功能。这应当阻止了，发生不期望地多次触发操作元件功能以及由此发生不期望的误操作。
另一优选的实施方式设置成，同样在接触功能的情况下通过促动元件输出触觉的反馈。这实现了除了视觉的反馈之外进行另一在感官上的反馈。由此使操作变得容易并且减少了误操作。
另一实施方式设置成，除了第一和第二力阈限之外还定义了另外的力阈限，该另外的力阈限触发触觉的反馈。另外的力阈限和对应的触觉的反馈能够例如用来还更准确地模仿实体的按键的在感官上的感受。例如实体的按键在按键按压期间的力变化和特点能够被记录下来并且接着借助于第一、第二和另外的力阈限以及对应的触觉的反馈被模仿。由此可行的是，精确地模仿各种实体的按键。优选地同时实体的按键的听觉的特点被记录下来并且随后通过装置以与触觉的反馈同时或在后延迟或在先延迟的方式被播放。由此对于操作者而言产生操纵构造成实体的按键的印象。
在一种特别有利的实施方式中装置包括用于数据交换的接口。例如控制设备在接口处提供接触位置、被触发的操作元件功能或接触功能和/或另外的数据。接口能够为标准接口，例如在机动车中普遍的CAN总线。但还能够以其它方式实施接口。
在一种实施方式中控制设备通过接口来控制。这例如实现了方法和与该方法有关的装置通过外部的计算机或控制器例如机动车的主计算机来控制。由此例如菜单功能和虚拟的操作元件的触发区域的位置能够由主计算机通过接口发送到控制设备处，此后该控制设备将菜单功能和位置呈现在触敏式的显示器上。接着与操作者进行交互：操作者例如操纵虚拟的操作元件并且通过超过第一力阈限触发操作元件功能，其中触发操作元件功能通过接口发送到主计算机处，在该处继续处理信息。由此例如生成新的菜单页，此后该菜单页在通过接口与控制设备再度通讯之后呈现在可自由编程的触敏式的显示设备上。
在本发明的一种特别有利的实施方式中设置成，当触发了手势功能或操作元件功能时，呈现在可自由编程的触敏式的显示设备上的信息进行变化。例如虚拟的操作元件的图形化的图示能够在按压手势期间改变。由此例如能够通过3D动画或阴影投射来模仿实体的按键。在手势功能中例如能够以图形化的方式跟随接触轨迹。但还可想到如何能够使呈现出的信息变化的其它的可行性。这实现了附加的视觉的反馈或扩展的交互可行性。
在一种优选的实施方式中触觉的反馈实施为可自由编程的显示面的接触面的脉冲形的偏移，其优选地具有接触面进行偏移和返回到静止位置或初始位置中以及如有可能一个或多个强烈衰减的后摆(Nachschwinger)或过摆(Überschwinger)。
在一种实施方式中尤其设置成，装置构造成用于集成到机动车的内部空间中，尤其集成到机动车的驾驶座舱，或头靠、车顶板或在机动车的后方的区域中的中控台中。
针对机动车来描述的全部的实施方式还能够在没有机动车的另外的实施方式中实现。由此根据本发明的输入方法和根据本发明的装置能够构造在全部的这样的领域中，即在这些领域中在人机界面处发生机人交互，例如在计算机、笔记本、平板计算机、智能手机、交互式工作台、自动售票机、信息栏(Infosäule)、交互式的控制装置中、在控制台中以及在支持盲人的计算机中。
附图说明
下面根据优选的实施例参考附图进一步阐述本发明。在此：
图1示出了用于利用触觉的反馈输入数据的装置的一种实施方式的示意图；
图2示出了在机动车中用于利用触觉的反馈输入数据的装置的一种实施方式的示意性的前视图；
图3示出了装置的一种实施方式的背侧的分解视图；
图4示出了在可自由编程的触敏式的显示设备上的地图视图和两个输入类型的示意图；
图5示出了在可自由编程的触敏式的显示设备上的键盘和两个输入类型的示意图；
图6示出了在可自由编程的触敏式的显示设备上的竖直的列表和两个输入类型的示意图；
图7示出了在可自由编程的触敏式的显示设备上的水平的列表和两个输入类型的示意图；
图8示出了在可自由编程的触敏式的显示设备上的封面列表和两个输入类型的示意图；
图9示出了在可自由编程的触敏式的显示设备上的滑动调节器和两个输入类型的示意图；
图10示出了在可自由编程的触敏式的显示设备上的位置调节器和两个输入类型的示意图；
图11a,b示出了压靠压力的变化以及第一和第二力阈限的示意图；
图12示出了方法的示意性的流程图；
图13示出了用于在人机界面60中输入数据的装置1的一种实施方式。
参考符号列表
1 装置
2 可自由编程的触敏式的显示设备
3 促动元件
4 控制设备
6 压力传感器
7 扬声器
8 接口
9 集成设备
10 分类设备
11 比较设备
12 接触面
20 虚拟的操作元件
21 街道地图
22 接触手势
23 按压手势
24 另外的虚拟的操作元件
25 键盘
26 输入区
27 选出列表
28 封面列表
30 操作者的手指
40 多媒体的显示操作装置
41 前面板
42 另外的壳体部件
43 连续转动调节器
44 构造成实体的按键
50 机动车
60 人机界面
80-83 按压手势的进展
101-115 方法步骤。
具体实施方式
在图1中示出了用于输入数据的装置1的一种实施方式。装置1在机动车50中位于乘客舱中，例如在中控台中。装置包括可自由编程的触敏式的显示设备2，与该显示设备直接地或间接地连接有促动元件3和压力传感器6。可自由编程的触敏式的显示设备2具有接触面12。可自由编程的触敏式的显示设备2、促动元件3以及压力传感器6与控制设备4连接。控制设备4包括集成设备9、分类设备10以及比较设备11。可选地装置1(优选地在可自由编程的触敏式的显示设备2处或在该显示设备的附近)能够具有与控制设备4连接的扬声器7。与控制设备4连接的用于与外部的仪器进行通讯的接口8同样为可选的。
由控制设备4定义了虚拟的操作元件及第一和第二触发区域。虚拟的操作元件在可自由编程的触敏式的显示设备2上呈现为图形化的表现物。此外通过控制设备4能够在可自由编程的触敏式的显示设备2上呈现出另外的图形化的表现物、标志、字母或象形图。由可自由编程的触敏式的显示设备2探测至少一个接触位置并且输送给控制设备4。集成设备9将时间上且地点上相邻的接触位置联合成接触轨迹并且将接触轨迹转交到分类设备10处。分类设备10按照接触手势将接触轨迹进行分类。
以与探测至少一个接触位置同时的方式由压力传感器6探测作用到可自由编程的触敏式的显示设备2上的压靠压力并且将该压靠压力传输到控制设备4处。此时比较设备11将已分类的接触轨迹和压靠压力例如与在比较设备11或控制设备4中储存的接触功能和操作元件功能的列表进行比较。如果已分类的接触轨迹满足在列表中存储的接触功能中的一个的标准，则触发相应的接触功能。可选地控制设备4在接触功能触发时能够同时使信号在促动元件3处输出和/或另一信号在扬声器7处输出。如果在压力传感器6处超过第一力阈限并且在预设的时间段内此前探测的接触位置全部地处在虚拟的操作元件的触发区域中，则触发与该操作元件相关联的操作元件功能并且控制设备4在第一力阈限超过时将信号在促动元件3处输出；如果接下来在压力传感器6处低于第二力阈限，则控制设备4将另一信号在促动元件3处输出。可选地在超过第一力阈限时和/或在低于第二力阈限时分别能够以同时或相对于到促动元件3处的相应的信号在后延迟或在先延迟的方式由控制设备4将一个信号或多个信号在扬声器7上输出。检查所有的接触位置在第一力阈限超过之前在预设的时间段内是否处在虚拟的操作元件的触发区域中例如能够由用于分类接触轨迹的比较设备来执行。为此，将关联有虚拟的操作元件的第一触发区域如第二触发区域那样来处理，其中当所有的接触位置处在预设的触发区域中时，将接触轨迹分类为稳定的或准稳定的。如果对于第一触发区域分类稳定的或准稳定的接触轨迹，只要接触轨迹至少包括在预设的时间段之内存在的所有接触位置，则满足条件。
根据触发的接触功能或操作元件功能的类型，控制设备4能够使在可自由编程的触敏式的显示设备2上的图形化的图示改变或不改变。可选地在接口8处能够输出接触位置、压靠压力、接触轨迹和/或另外的数据。同样可行的是，将控制设备4通过接口8(例如由机动车50的中央计算机)来定参。
优选地如此构造装置，即使得以软件的方式例如在唯一的计算机或微控制器中执行集成设备9、分类设备10、比较设备11、以及一般而言控制设备4的任务。
在图2中示意性地以前视图示出了装置1的一种实施方式。装置1在此集成到多媒体的显示操作装置40中，如其如今在中级和高级的机动车中普遍的那样。在前视图中仅仅可看见可自由编程的触敏式的显示设备2。控制设备4、压力传感器6和促动元件3，以及可选的扬声器7在前视图中不是可见的。在可自由编程的显示装置2旁边布置有构造成实体的按键44。这些按键实现了直接地选出在可自由编程的显示设备2上的某些操作情境。此外显示操作装置40包括两个构造成实体的连续转动调节器43，同样取决于情境来使用这些连续转动调节器，例如用于调整音量或无线电台。
图3示出了装置1的一种实施方式的透视的背侧的分解视图。在多媒体的显示操作装置40的前面板41的后方存在有可自由编程的触敏式的显示设备2。在可自由编程的触敏式的显示设备2的后方存在有支撑件，在该支撑件处构造有一个压力传感器6或多个压力传感器。在显示操作装置40的背侧处存在有控制设备4和与壳体直接地或间接地连接的促动元件3。由控制设备4为了触觉的反馈而在促动元件3处输出的信号传播经过显示操作装置40的支撑件直至可自由编程的触敏式的显示设备2并且因此传递到操作者的手指上。促动元件3在此能够或平行于或垂直于可自由编程的触敏式的显示设备2的平面来偏移。在一种实施方式中通过促动元件3引起的偏移仅仅平行于可自由编程的触敏式的显示设备2的面来进行。平行的偏移具有的优点是，可自由编程的触敏式的显示设备2鉴于在操纵方向上即垂直于显示面的偏移或弯曲能够实施成更刚性的，这使得操作者感到显示操作装置40的更高的品质价值。此外在平行的偏移的情况下在显示操作装置40的可自由编程的触敏式的显示设备2和前面板41或其它的元件之间的间距能够更小，从而由于更小的间隙尺寸引起了显示操作装置40的内部空间由于灰尘等而引起的更少的污染。反之促动元件3的垂直的偏移具有的优点是，操作者在手指处更强烈地感知到触觉的反馈并且由此在促动元件3处的信号能够不那么显著。
可选地在控制设备4处存在有扬声器7。扬声器7定位到触敏式的位置探测设备2和显示设备5的附近具有的优点是，由操作者将听觉的信号与显示操作装置40在机动车中的位置联系起来。这种由于感知心理上的考虑而促使的布置方案提高了反馈在操作者处的感知。由于共同的听觉的和触觉的反馈的加强的感知能够在相同的在感官上的印象的情况下减少在促动元件3处的信号的强度，这减少了促动元件3的磨损并且因此提高了促动元件3的使用寿命，另外的壳体部件42用于固定或加固多媒体的显示操作装置40。
在图4中示出了在可自由编程的触敏式的显示设备2上的(例如用于在导航系统中进行目的地引导或目的地输入的)街道地图21的示意图以用于解释两个输入类型。操作者30的手指能够直接地接触在可自由编程的触敏式的显示设备上的示出的位置，从而能够探测接触位置。在可自由编程的触敏式的显示设备上呈现出虚拟的操作元件20，例如与操作元件功能联系的用于调出新的目的地的按键。同样呈现出另外的虚拟的操作元件24，其与其它的操作元件功能相联系。操作者此时能够通过利用操作者30的手指进行接触来实行交互式的控制。例如能够通过接触手势22(例如利用操作者30的手指进行来回挥动)使街道地图21由于触发接触功能而移位。那么接触功能使呈现在可自由编程的触敏式的显示设备上的街道地图21的区域发生变化。同样对于街道地图21而言可想到的是例如用于使街道地图21放大或缩小、转动或居中的接触手势。用于接触功能的第二触发区域在该实施方式中与整个显示面相一致。在其它的实施方式中能够存在多个第二触发区域，其彼此不相交或重叠。在第二触发区域不相交的情况下相同的接触手势能够以取决于相应的触发区域的方式关联有不同的接触功能。
与虚拟的操作元件20和另外的虚拟的操作元件24相联系的操作元件功能仅仅能够通过按压手势23来触发。对此，操作者30的手指通过在虚拟的操作元件的触发区域中按压到可自由编程的触敏式的显示设备上必须超过第一力阈限。触发区域在此例如与虚拟的操作元件的图示区域相一致。在超过第一力阈限的情况下触发操作元件功能在此例如交互式地选出在街道地图21上的目标地点。同时通过促动元件进行触觉的反馈，该促动元件直接地或间接地与可自由编程的触敏式的显示设备连接。例如由于通过促动元件输出脉冲或其它的信号而引起的这种触觉的反馈传递到操作者30的手指上，从而操作者在感官上感知信号。
在按压手势23的继续的进展中操作者30的手指减小作用到可自由编程的触敏式的显示设备上的压靠压力并且在低于第二力阈限的情况下通过在促动元件处输出另一脉冲或信号进行另一触觉的反馈。通过第一和第二力阈限以及彼此不同的触觉的反馈可行的是，模仿在按压实体的按键时的在感官上的经历，从而能够给操作者提供更加有差别的在感官上的经历。可选地能够在扬声器处与触觉的反馈同时地相应输出听觉的信号，例如这样的声音样例，即其模仿在按压实体的按键时的声音。若有必要，这种信号能够相对于第一和/或第二力阈限在后延迟或在先延迟，以便补偿声响的行进时间或尽可能真实地来设计感知。优选地对于两个触觉的反馈的两个声音样例是不同的。
在图5中示意性地示出了用于通过两个输入类型进行交互的另一示例。在可自由编程的触敏式的显示设备上呈现出键盘25。键盘25具有一些按键，这些按键分别代表拉丁语的字母表的字母。每个按键为虚拟的操作元件，然而示例性地在此仅仅标记了一个针对用于字母“R”的按键的虚拟的操作元件20。其它的按键出于清楚明了的原因没有额外地进行标记。此时根据输入两个字母“F”和“A”来阐述典型的输入。操作者将手指30放置到属于字母“F”的虚拟的操作元件20的触发区域上。在该处操作者提高压靠压力并且利用该按压手势23超过第一力阈限。这种超过第一力阈限触发了操作元件功能，在这种情况中将字母“F”输入到输入区26中。同时通过促动元件输出脉冲或其它的信号。接着操作者的手指30减小压靠压力并且低于第二力阈限。该低于第二力阈限引起了通过促动元件继续输出另一脉冲或另一信号。可选地能够以同时或在后延迟或在先延迟的方式通过扬声器输出听觉的信号。在输入字母“F”之后操作者将手指30停留在触敏式的位置探测设备的表面上并且向左划过两个按键并且将手指30定位在虚拟的操作元件更确切地说属于字母“A”的按键上。在这种接触手势22的情况下能够触发(例如以输出触觉的、视觉的或光学的反馈的形式的)接触功能或不会触发功能。在到达到虚拟的操作元件上的情况下操作者的手指30再次实施按压手势23并且因此将字母“A”输入到输入区26中。以与上面叙述的到字母“F”的按键上的按压手势23相类似的方式进行触觉的或听觉的反馈。
与所描述的实施方式不同，还能够分别在低于第二力阈限时才进行输入或探测字母“F”和“A”。
在图6中示例性地示出了选出列表27以及两个输入类型。选出列表27具有虚拟的操作元件20和多个另外的虚拟的操作元件24。选出列表27能够通过接触手势(在此例如使操作者的手指30的接触位置向上和向下运动)来滚动，从而使虚拟的操作元件20和另外的虚拟的操作元件24移位，并且如果存在的话，其它的另外的虚拟的操作元件24变得可见且可选出。如果期望的话，能够通过接触手势22来触发，通过在促动元件处或在扬声器处输出相应的信号进行触觉的或听觉的反馈。如果此时操作者期望选出列表条目(例如音乐标题)，则操作者在列表条目上实施按压手势23并且由此实施(在此选出或播放音乐标题的)操作元件功能。以与图4和5的描述相类似的方式进行反馈。
在图7中示意性地示出了用于构造成水平的选出列表27的两个输入类型。在此通过到侧向上的方向上的接触手势22进行滚动列表。以与如在图6的描述中所叙述的那样类似的方式通过操作者的手指30的按压手势23进行选出列表条目和触觉的或听觉的反馈。
在图8中示出了用于封面列表28的两个输入类型，该封面列表由各种音乐专辑的封面组合而成。在此再度通过在侧向上的方向上的接触手势22进行滚动列表。以与如在图6和图7的描述中所叙述的那样类似的方式通过操作者的手指30的作用到虚拟的操作元件20上的按压手势23进行选出列表条目(在此专辑)以及触觉的或听觉的反馈。
图9示意性地示出了用于操作按钮和滑动调节器29的两个输入类型，按钮和滑动调节器分别构造为虚拟的操作元件20和另外的虚拟的操作元件24。滑动调节器29在该实施方式中通过简单的接触手势22而往复运动。但还可想到的是，滑动调节器29必须首先通过按压手势23来解锁，然后可通过接触手势22进行运动并且接下来必须再度锁止或锁定。通过按压手势23进行触发在此呈现出按钮的虚拟的操作元件20的操作元件功能。以与如在图4-8的描述中所叙述的那样类似的方式进行触觉的或听觉的反馈。
在图中将操作者30的手指始终作为操纵元件使用。但一般而言还可想到其它的操纵元件。例如操作元件能够为包围操作者30的手指的衣物，但或还为笔或其它的物品。
图10示意性地示出了用于操作模仿的按压键的两个输入类型，这些按压键分别构造为虚拟的操作元件20和另外的虚拟的操作元件24。通过在乘客舱的俯视图的图形化的图示上的接触手势22能够定位十字线，该十字线接下来例如限定为音乐放送的中间位置。与在其右边示出的按压键的虚拟的操作元件20相联系的操作元件功能(在此逐步地使音乐放送的中间位置(平衡)移位)通过按压手势23来触发。以与如在图4-9的描述中所叙述的那样类似的方式进行触觉的或听觉的反馈。
图11a和11b示例性地示出了压靠压力在按压手势期间的示意性的变化以及通过第一和第二力阈限触发的触觉的、和可选地听觉的反馈。在按压手势开始时将手指放上到可自由编程的触敏式的显示设备上80。此后操作者提高压靠压力，其中在此如在图11a中示出的那样以在可自由编程的触敏式的显示设备的垂直的偏移和所导致的更确切地说由压力传感器探测的压靠压力之间的线性的关系为出发点。此后压靠压力超过第一力阈限，这引起了输出触觉的反馈81。可选地以同时或时间上在后延迟或在先延迟的方式通过扬声器输出听觉的反馈。接着压靠压力超过最大值并且此后再度变小。在低于第二力阈限时通过促动元件输出另一触觉的反馈，并且可选地相对于该另一触觉的反馈通过扬声器输出另一听觉的反馈82。在按压手势的最后再度抬起手指83。但还可想到的是，使手指保持在可自由编程的触敏式的显示设备上，以便例如执行另外的接触手势或按压手势。
在图12中示出了用于在机动车中通过两个输入类型来探测数据的方法的示意性的流程图。首先利用虚拟的操作元件来限定至少一个第一触发区域101。接着限定至少一个第二触发区域102。接着时间上且地点上探测(例如在可自由编程的触敏式的显示设备上的)至少一个接触位置103。附加地探测压靠压力104。接着时间上且地点上进行将相邻的接触位置联合成接触轨迹105，该接触轨迹此后按照接触手势来分类106。如果超过第一力阈限107，则进行触觉的反馈108。可选地能够以同时或在后延迟或在先延迟的方式进行附加的听觉的反馈109。由于超过第一力阈限触发与第一触发区域相联系的操作元件功能110。在接下来低于第二力阈限时进行另一触觉的反馈111以及可选地另一听觉的反馈111。如果没有超过第一力阈限107，则取决于接触手势触发与第二触发区域相联系的接触功能113。可选地能够在触发接触功能时输出触觉的反馈114并且同样可选地能够以与触觉的反馈同时或在后延迟或在先延迟的方式输出听觉的反馈115。接着进行重新运行该方法。只有当在通过探测的压靠压力超过第一力阈限之前在预设的时间段内所探测的接触位置处在相应与此相联系的操作元件功能的第一触发区域中时，才实行或实施利用参考符号108至115标出的步骤和/或行为。
在图13中示出了用于输入数据的装置1的一种实施方式。在人机界面60中存在有装置1。这样的人机界面60能够例如为(例如在控制台中的)交互式的控制装置、计算机、笔记本、平板计算机、智能手机、交互式工作台、自动售票机、信息栏。装置1包括可自由编程的触敏式的显示设备2、与该显示设备直接地或间接地连接有促动元件3和压力传感器6。可自由编程的触敏式的显示设备2具有接触面12。可自由编程的触敏式的显示设备2、促动元件3和压力传感器6与控制设备4连接。控制设备4包括集成设备9、分类设备10和比较设备11。可选地装置1(优选地在可自由编程的触敏式的显示设备2处或在该显示设备附近)能够具有与控制设备4连接的扬声器7。与控制设备4连接的用于(例如通过总线系统、其它的网络或因特网)与外部的仪器进行通讯的接口8同样位可选的。
由控制设备4定义了虚拟的操作元件及第一和第二触发区域。虚拟的操作元件在可自由编程的触敏式的显示设备2上呈现为图形化的表现物。此外通过控制设备4能够在可自由编程的触敏式的显示设备2上呈现出另外的图形化的表现物、标志、字母或象形图。由可自由编程的触敏式的显示设备2探测至少一个接触位置并且将接触位置输送给控制设备4。集成设备9将时间上且地点上相邻的接触位置联合成接触轨迹并且将接触轨迹转交到分类设备10处。分类设备10按照接触手势将接触轨迹进行分类。
以与探测至少一个接触位置同时的方式由压力传感器6探测作用到可自由编程的触敏式的显示设备2上的压靠压力并且并将压靠压力传输到控制设备4处。此时比较设备11将已分类的接触轨迹和压靠压力例如与在比较设备11或控制设备4中储存的接触功能和操作元件功能的列表进行比较。如果已分类的接触轨迹满足在列表中存储的接触功能中的一个的标准，则触发相应的接触功能。可选地控制设备4在触发接触功能时能够同时使信号在促动元件3处输出和/或另一信号在扬声器7处输出。如果在压力传感器6处超过第一力阈限并且在预设的时间段内此前探测的接触位置全部地处在虚拟的操作元件的触发区域中，则触发与该操作元件相关联的操作元件功能并且控制设备4在第一力阈限超过时将信号在促动元件3处输出；如果接下来在压力传感器6处低于第二力阈限，则控制设备4将另一信号在促动元件3处输出。可选地在超过第一力阈限时和/或在低于第二力阈限时分别能够以同时或相对于到促动元件3处的相应的信号在后延迟或在先延迟的方式由控制设备4将一个信号或多个信号在扬声器7上输出。检查所有的接触位置在超过第一力阈限之前在预设的时间段内是否处在虚拟的操作元件的触发区域中例如能够由以用于分类接触轨迹的比较设备来执行。为此，将与虚拟的操作元件关联的第一触发区域如第二触发区域那样来处理，其中当所有的接触位置处在预设的触发区域中时，将接触轨迹分类为稳定的或准稳定的。因此如果对于第一触发区域分类稳定的或准稳定的接触轨迹，只要接触轨迹至少包括在预设的时间段之内存在的所有接触位置，则满足条件。
根据触发的接触功能或操作元件功能的类型，控制设备4能够使在可自由编程的触敏式的显示设备2上的图形化的图示改变或不改变。可选地在接口8处能够输出接触位置、压靠压力、接触轨迹和/或另外的数据。同样可行的是，将控制设备4(例如由人机界面60的中央计算机)通过接口8来定参。
优选地如此构造装置1，即使得以软件的方式例如在唯一的计算机或微控制器中执行集成设备9、分类设备10、比较设备11、以及一般而言控制设备4的任务。

Claims (16)

1. 一种尤其在机动车(50)中利用触觉的反馈的输入方法，包括如下步骤：
在可自由编程的触敏式的显示设备上呈现出至少一个虚拟的操作元件(103)；
探测在所述可自由编程的触敏式的显示设备上的接触位置(103)；
通过所述接触位置选择功能(110)；
探测作用到所述可自由编程的触敏式的显示设备上的压靠压力(104)；
由于超过第一力阈限触发所选择的功能(110)；
输出触觉的反馈(108)；
其特征在于：
时间上且地点上相邻的接触位置联合成接触轨迹(105)并且将所述接触轨迹按照接触手势来分类(106)；
将功能划分为接触功能和操作元件功能(101,102)，
其中所述操作元件功能中的一个与所述至少一个虚拟的操作元件关联，并且当所述接触位置在规定的时间间隔期间处在与所述操作元件功能关联的所述至少一个虚拟的操作元件的触发区域中时，选择这一个操作元件功能，并且当在选择这一个操作元件功能期间超过所述第一力阈限时，进行触发这一个操作元件功能(110)，其中在超过所述第一力阈限时输出触觉的反馈(108)并且在接下来低于第二力阈限之后输出与第一触觉的反馈不同的另一触觉的反馈(111)；以及在所述可自由编程的触敏式的显示设备上的至少一个第二触发区域关联有至少一个接触功能，通过规定的接触手势触发该接触功能(113)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以与所述触觉的反馈同时的方式输出听觉的信号(109,112,115)。
3. 根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一触发区域和所述第二触发区域彼此重叠。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，当在被探测的是分类为接触手势的接触轨迹的组成部分的接触位置处发生超过所述第一力阈限时，在这种超过时不触发操作元件功能。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述触觉的反馈实施为可自由编程的显示面(2)的接触面(12)的脉冲形的偏移。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在触发接触功能时或之后给出触觉的反馈(114)。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在超过用于触发操作元件功能的所述第一力阈限之后存在有另外的力阈限，在这些另外的力阈限的情况下通过超过或低于来给出触觉的反馈。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，如此实施所述第一力阈限和所述第二力阈限和若存在的话所述另外的力阈限以及与它们有关的触觉的反馈，即使得模仿实体学的按键。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在接口处提供探测的接触位置、关于触发的操作元件功能和接触功能的信息和/或另外的数据。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，通过接口控制输入方法。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，取决于触发了接触功能还是操作元件功能改变在触敏式的显示器上呈现的信息。
12. 一种尤其在机动车(50)中用于利用触觉的反馈进行交互式地输入数据的装置(1)，包括：
用于探测接触位置和呈现信息的可自由编程的触敏式的显示设备(2)；
与所述可自由编程的触敏式的显示设备(2)直接地或间接地连接的用于探测压靠压力的压力传感器(6)；
与所述可自由编程的触敏式的显示设备(2)直接地或间接地连接的用于输出触觉的反馈的促动元件(3)；
控制设备(4)，
其特征在于：
如此构造所述控制设备(4)，即使得其将时间上且空间上相邻的接触位置联合成接触轨迹并且按照接触手势对接触轨迹分类；
所述控制设备(4)构造成，将至少一个虚拟的操作元件(20)呈现在所述可自由编程的触敏式的显示设备上，其中所述至少一个虚拟的操作元件关联有在所述可自由编程的触敏式的显示设备上的第一触发区域以及操作元件功能，
并且所述控制设备(4)构造成，监视所述压靠压力并且在第一力阈限超过时如果在规定的时间间隔期间事先探测的接触位置处在与所述操作元件功能关联的所述至少一个虚拟的操作元件的触发区域中则触发所述操作元件功能，其中在超过所述第一力阈限时由所述控制设备(4)将信号输出到所述促动元件(3)处并且在接下来低于第二力阈限之后在所述促动元件(3)处输出与所述第一信号不同的另一信号；
所述控制设备(4)使在所述可自由编程的触敏式的显示设备(2)上的至少一个第二触发区域关联有至少一个接触功能并且在出现规定的接触手势时触发所述至少一个接触功能。
13. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述控制设备在触发接触功能时将信号输出到所述促动元件(3)处。
14. 根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述装置包括扬声器(7)，并且在该扬声器(7)处以相对于输出所述触觉的反馈同时或在后延迟或在先延迟的方式由所述控制设备(4)输出听觉的信号。
15. 根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括接口(8)，在该接口处能够由所述控制设备(4)输出和接收数据。
16. 根据权利要求15所述的装置，其特征在于，由中央计算机或其它的微控制器控制所述控制设备(4)。
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