CN109074181B - 触摸输入装置和用于机动车的电子系统以及机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作机动车的系统的触摸输入装置(1)，所述触摸输入装置具有由盖板材料制成的盖板(2)，所述盖板包括板上侧(3)和板下侧(4)，并且所述触摸输入装置进一步具有触摸传感器面(5)，其中，板上侧(3)具有操作面(6)，并且盖板(2)的板下侧(4)朝向触摸传感器面(5)。按照本发明，板下侧(4)具有至少一个倒角面(7)，所述倒角面倾斜于触摸传感器面(5)设置，其中，在板下侧(4)和触摸传感器面(5)之间构成自由空间(8)，操作面(6)至少部分地突出超过自由空间(8)，由至少一种填充材料制成的填充体(9)设置在自由空间(8)中，并且所述至少一种填充材料具有用于电场的介电常数，所述介电常数对应于或基本上对应于盖板材料的介电常数。此外，本发明涉及用于机动车的电子系统以及机动车。

Description

触摸输入装置和用于机动车的电子系统以及机动车
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的触摸输入装置，以用于操作机动车的系统、尤其是电子系统。此外，本发明涉及一种用于机动车的电子系统以及一种机动车。
背景技术
已知许多不同的触摸输入装置、例如平板电脑的触摸板或智能手机的触摸屏或类似物。触摸输入装置具有触敏或压敏的操作面并且构成用于确定操作面上的从外部触点接通或从外部施加有压力的位置。因此例如可确定操作者的在操作面上滑移的手指的运动轨迹。现代的触摸输入装置构成用于，除了确定接触或按压位置之外也确定按压强度。借助这样的触摸输入装置，高度复杂的控制指令也可传输给机动车的系统、尤其是电子系统、例如导航系统、娱乐系统、通讯系统、车辆参数监控系统或类似物。
常规的触摸输入装置具有触摸传感器面以及保护触摸传感器面的盖板，其中，操作面构成在盖板的背离触摸传感器面的板上侧上。已知的触摸传感器面具有电极栅格并且构成用于确定电极之间的电容。外部干扰因素，例如触摸输入装置的操作者引导到操作面上的手指，基于与空气强烈偏离的电介电常数引起电极之间的电容的变化。该电容变化可由触摸输入装置确定并且以这种方式可确定施加到操作面上的压力的位置和必要时的强度。
为了能够实现位置的高精确性，盖板尽可能面状以及无间隙地设置在触摸传感器面上。在盖板和触摸传感器面之间的区域中的空气间隙在该区域中导致电容因从外部的作用而与其余区域偏离的变化。这使得需要通过计算机单元对电容的由触摸传感器面确定的变化极性非常耗费地补偿并且可以尤其是在低性能的计算机单元中导致无意中延迟操作者的输入。使用特别高性能的计算单元的缺点在于高部件成本以及在触摸输入装置的运行中的高能量消耗。
发明内容
因此，本发明的任务是，在具有倒角面的触摸输入装置、包括这样的触摸输入装置的用于机动车的电子系统以及包括这样的系统的机动车中消除或至少部分地消除上述缺点。尤其是本发明的任务是，提供一种用于操作机动车的系统的触摸输入装置、一种用于机动车的电子系统以及一种机动车，其以简单且低成本的方式避免在倒角面的区域中的用户输入延迟并且要求较小地补偿电容的由触摸传感器面确定的变化。
前述任务通过所要求保护的触摸输入装置、通过所要求保护的电子系统以及通过所要求保护的机动车解决。本发明的其他特征和细节由所要求保护的其他技术方案、说明书和附图得出。在此，结合触摸输入装置说明的特征和细节当然也适用按照本发明的电子系统以及按照本发明的机动车并且反之亦然，从而关于各个发明方面的公开内容总是相互参考或可以相互参考。
按照本发明的第一方面，所述任务通过一种用于操作机动车的系统的触摸输入装置解决。该触摸输入装置具有由盖板材料制成的盖板和触摸传感器面。盖板具有包括操作面的板上侧和板下侧，其中，盖板的板下侧朝向触摸传感器面。按照本发明，板下侧具有至少一个倒角面，所述倒角面倾斜于触摸传感器面设置，其中，在板下侧和触摸传感器面之间构成自由空间。操作面至少部分地突出超过自由空间。在所述自由空间中设置由至少一种填充材料制成的填充体，其中，所述至少一种填充材料具有用于电场的介电常数，所述介电常数大于空气的介电常数。优选地，填充材料的介电常数比空气的介电常数更接近盖板材料的介电常数。
盖板具有盖板材料并且基本上板状地构成。盖板具有板上侧和与板上侧背离的板下侧，其中，优选在一个区域中板上侧平行于板下侧设置。在板上侧上构成操作面，通过所述操作面，用户输入可传输给触摸输入装置。优选地，板上侧完全或至少基本上完全构成为操作面。
按照本发明，盖板可以构成用于满足许多不同的功能。盖板相对于操作者覆盖触摸传感器面并且因此保护触摸传感器面以防外部影响、例如灰尘、水或类似物。此外盖板是触摸输入装置的视觉和/或触觉的造型元件。通过镶嵌、涂敷、粘接或类似方式，盖板可以完全或至少部分地遮盖朝向触摸传感器面的视野。板上侧的尽可能光滑的、尤其是抛光的和/或平坦的表面是特别优选的，以便改善操作者手指在板上侧上的滑移。板上侧可以按照本发明也具有拱顶或成拱形地构成。附加或备选地可以按照本发明设置，板上侧具有指示或标示触摸输入装置的功能的局部突起和/或凹部和/或粗糙部。
触摸传感器面优选构成为常规的触摸传感器装置的触摸传感器面并且具有优选许多电极，所述电极尤其是均匀或基本上均匀以及交替地在触摸传感器面上分布。触摸输入装置或触摸传感器装置优选构成用于探测电极之间的电容的变化。
按照本发明，板下侧具有至少一个倒角面。倒角面在本发明的意义中理解为倾斜于触摸传感器面设置的面。倒角面优选倾斜于板下侧的主面设置，其中，主面可以构成为实际的、平坦的面或构成为板下侧的多个彼此倾斜设置的面的平均面。优选地，倒角面倾斜于板上侧设置。进一步优选地，主面平行于板上侧设置。倒角面可以例如包围或至少基本上或部分地包围主面并且优选环形地构成。备选地，主面可以由多个倒角面包围，所述倒角面相互优选环形或基本上环形设置。倒角面可以具有多个功能、例如视觉装饰触摸输入装置和/或标示触摸输入装置的功能，尤其是具有箭头状的构造。可以如下设置，倒角面构成为引起光的特别折射，以便例如产生颜色或彩虹效应。此外可以按照本发明如下设置，触摸输入装置具有至少一个发光装置，所述发光装置结合所述至少一个倒角面构成用于产生光效应、尤其是用于标示触摸输入装置的功能和/或状态。
通过倒角面相对于触摸传感器面的倾斜布置结构，在倒角面和触摸传感器面之间构成自由空间。操作面突出超过倒角面。为了在突出超过倒角面的区域中利用操作面时避免耗费的补偿，在自由空间中设置由至少一种填充材料制成的填充体。所述填充体优选柔性地构成，以便使盖板和填充体之间的配对变得容易或对其改善。此外填充体优选不具有空腔，以便避免介电常数的局部变化。可以设置的是，填充体借助粘合剂或借助填充材料与板下侧和/或触摸传感器面粘接。进一步可以设置的是，填充体具有不同的厚度，尤其是用于填充触摸传感器面和盖板之间的间隔。按照本发明，所述至少一种填充材料具有用于电场的介电常数，所述介电常数至少大于空气的介电常数。优选地，所述填充材料的介电常数至少基本上对应于盖板材料的介电常数。此外可以按照本发明设置的是，填充体也在板下侧和触摸传感器面之间的主面的区域中延伸。
这表示，通过填充体补偿或至少基本上补偿盖板在倒角面区域中的介电常数的变化，从而不需要借助昂贵的计算单元进行耗费地补偿。这具有如下优点，即，因此可以容易地在倒角面的区域中由用户输入，而不会由此引起过量的输入延迟。另一个优点是，不需要耗费的计算单元并且因此可节省制造成本。因此按照本发明的触摸输入装置能够实现在盖板的操作面的区域中的倒角面，而没有由此产生的缺点。
按照本发明的一种优选的扩展方案可以在触摸输入装置中设置的是，填充体面状地触点接通板下侧和触摸传感器面。面状的触点接通在本发明的意义中理解为连续的或基本上连续的触点接通，从而没有或基本上没有在填充体、板下侧和触摸传感器面之间构成间隙。触点接通因此通过共同的接触面进行。通过面状的触点接通，自由空间通过填充体至少在操作面的区域中完整或基本上完整地填充，从而盖板和填充体的配对的介电常数至少在操作面上可以保持恒定或基本上恒定。所述接触面可以例如圆形或环形地构成。
按照本发明优选的是，填充体具有填充体形状，所述填充体形状与自由空间的自由空间形状互补地构成。由此改善填充体和盖板的面状触点接通。互补的形状具有如下优点，即，盖板和填充体可以尽可能大面积地触点接通。通过弹性的填充体材料，可进一步改善这样的触点接通。
优选地，填充体至少部分地构成为注塑件或3D打印件。备选或附加地优选地，所述至少一种填充材料有注塑能力地构成。因而填充体例如可在装入自由空间中之前制造或备选地作为可流动的填充材料可引入自由空间中，以便在自由空间中硬化。这样的填充体可容易地以及以简单的方式并且低成本地制造并且可优化地适配自由空间的形状。
进一步优选地，所述至少一种填充材料是聚酰胺或至少具有聚酰胺。聚酰胺可良好地以及低成本地获得并且可容易地处理。尤其是聚酰胺基于轻微的可熔性而良好适用于注塑过程。
按照本发明可以设置的是，所述至少一种填充材料由模铸树脂形成或至少具有模铸树脂和/或粘合剂。这样的填充材料可以可流动的形式引入自由空间中以便产生填充体并且可以良好地在自由空间中分布。随后填充材料通过冷却和/或通过添加硬化剂而可硬化成填充体。基于这样的模铸树脂的用于制造填充体的制造方法能够相对低成本地且容易地以及以简单的方式实施。
在本发明的一种有利设计中，填充体具有空隙，板下侧被接纳在所述空隙中。在此至少板下侧的具有所述至少一个倒角面且与操作面相交的区域设置在所述空隙中。优选地，板下侧的主面也设置在空隙中。以这种方式盖板可优选形锁合地由填充体接纳，从而已经在触摸输入装置可组装时，以简单方式以及可靠地，盖板可设置在填充体上或填充体可设置在盖板上。可以按照本发明设置的是，不存在盖板和触摸传感器面之间的直接接触，而是只存在通过填充体的接触。在环形的填充体中，也可以在主面的区域中存在盖板和触摸传感器面之间的直接接触。环形的填充体优选具有三角形的横截面。按照本发明，在倒角面的区域中，不设置在盖板和触摸传感器面之间的直接接触，而是只设置通过填充体的接触。
进一步优选地，所述至少一个倒角面设置在盖板的边缘区域上。主面因此由倒角面向外在至少一个方向上被限定。优选地，主面在此基本上或完全包围倒角面。在此倒角面优选这样构成，使得主面比倒角面更靠近触摸传感器面设置。盖板因此具有在边缘区域中通过倒角面径向向外变细的厚度。
在本发明的一种有利设计中，板下侧具有多个倒角面，所述倒角面以磨削切面的形式设置在板下侧上。优选地，倒角面三角形地构成。借助倒角面的这样的布置结构，可取得许多不同的光学效果。因此倒角面的箭头状构造例如可以指示触摸输入装置的操作功能或操作方向。
优选地，盖板材料是玻璃或至少具有玻璃。在此，盖板优选透明或至少透光。可以设置的是，板下侧的触点接通触摸传感器面和/或填充体的区域具有涂层。该涂层优选不透明和/或不透光和/或镀银。所述涂层优选构成为漆和/或膜并且进一步优选与盖板粘接或材料锁合地连接。因此触摸传感器面可以简单的方式且低成本地被掩盖。这样的具有玻璃的盖板材料可容易地以及以简单方式并且低成本地制造并且特别适用于特别的光效应、尤其是光折射。
按照本发明优选地，所述至少一种填充材料的介电常数最多与盖板材料的介电常数偏离30％。进一步优选地，所述介电常数最多偏离15％。按照本发明特别优选地，所述至少一种填充材料的介电常数最多与盖板材料的介电常数偏离5％。介电常数的尽可能小的偏离具有如下优点，即，在倒角面的区域中对操作面操作时不需要或只需要对所确定的电容变化进行非常小的补偿。所述至少一种填充材料的介电常数越多地对应于盖板材料的介电常数，则需要的补偿并且因此需要的计算花费越小。因此可减少或可节省用于耗费的计算单元的成本。
可以按照本发明设置的是，盖板具有凹版和/或压印。凹版和/或压印可以在此根据盖板材料设置在板上侧上和/或在盖板材料透明时设置在板下侧上。这具有如下优点，即，触摸输入装置的特别功能可被用户知晓并且因此使操作变得容易。
优选地，板上侧平坦和/或圆滑地或基本上圆滑地构成。备选或附加地，板上侧可以至少部分地也凸和/或凹地构成。这样成形的盖板具有如下优点，即，借此使许多输入指令容易地成为可能。
按照本发明的第二方面，该任务通过用于机动车的电子系统解决。所述电子系统具有至少一个输入装置，其中，所述至少一个输入装置构成为按照本发明的触摸输入装置。电子系统具有与先前已经关于按照本发明的触摸输入装置说明的优点相同的优点。因而电子系统具有如下优点，即，电子系统的触摸输入装置的盖板具有至少一个倒角面，其中，因此在倒角面的区域中可以使用户的输入变得容易，而不会由此引起过量的输入延迟。另一个优点在于，电子系统不需要耗费的计算单元并且因此可节省制造成本。按照本发明的电子系统因而以有利的方式具有触摸输入装置，所述触摸输入装置包括在盖板的操作面的区域中的倒角面，而不会由此产生在操作时的缺点。
按照本发明的第三方面，该任务通过包括至少一个按照本发明的电子系统的机动车解决。所述机动车具有与先前已经关于按照本发明的触摸输入装置以及电子系统说明的优点相同的优点。因而所述机动车具有如下优点，即，机动车的电子系统的触摸输入装置的盖板具有至少一个倒角面，其中，在倒角面的区域中可以使用户的输入变得容易，而不会由此引起过量的输入延迟。另一个优点是，电子系统不需要耗费的计算单元并且因此可节省制造成本。按照本发明的机动车因而以有利的方式具有电子系统，所述电子系统包括触摸输入装置，所述触摸输入装置包括在盖板的操作面的区域中的倒角面，而不会由此产生在操作时的缺点。
附图说明
接着借助附图进一步解释按照本发明的用于操作机动车的系统的触摸输入装置。分别示意性示出：
图1 按照本发明的触摸输入装置的一种优选实施形式的俯视图；
图2 图1的没有填充体的触摸输入装置的侧视图；
图3 图1的填充体的侧视图；以及
图4 图1的触摸输入装置的侧视图。
具体实施方式
具有相同的功能和作用方式的元件在图1至4中分别设有相同的附图标记。
在图1中示意性示出按照本发明的触摸输入装置1的一种优选实施形式的俯视图。触摸输入装置1具有包括圆形的板上侧3的盖板2。在中央区域中，板上侧3具有多个凹版12，所述凹版例如标示触摸输入装置1的不同的功能或输入选项。在该实施例中，盖板2由透明的盖板原料、例如玻璃形成。因此可看出在边缘区域11中在盖板2的板下侧4(参见图2)上构成的三角形的倒角面7以及板下侧4的由倒角面7包围的主面13。操作面6在整个板上侧3上并且因而在边缘区域11和主面13上延伸。
如由图2较好可看出的那样，盖板2具有板下侧4，所述板下侧沿整个板上侧3延伸。在边缘区域11中设置的多个三角形倒角面7同样在该视图中良好可看出。倒角面7在整个周界上包围板下侧4的主面13。相邻于板下侧4，触摸输入装置1具有触摸传感器面5，所述触摸传感器面沿整个板下侧4板状延伸。在该实施例中，在主面13和触摸传感器面5之间构成间隙14，从而不存在触摸传感器面5和盖板2之间的直接接触。
在图3中示意性在侧视图中示出图1的按照本发明的触摸输入装置1的优选实施形式的填充体9。填充体9由优选均一的填充材料形成。填充体包括具有三角形横截面的环形边缘15以及盘区域16。在边缘15和盘区域16之间构成用于接纳盖板2的空隙10。
在图4中示意性地在侧视图中描绘图1的触摸输入装置1。填充体9设置在间隙14(参见图2)中以及设置在板下侧4和触摸传感器面5之间的自由空间8(参见图2)中。在按照本发明的触摸输入装置1中，可以在不通过计算单元进行耗费补偿的情况下基于填充材料的与盖板材料的介电常数对应或基本上对应的介电常数而利用在整个板上侧3上延伸的操作面6。
附图标记列表
1触摸输入装置
2盖板
3板上侧
4板下侧
5触摸传感器面
6操作面
7倒角面
8自由空间
9填充体
10空隙
11边缘区域
12凹版
13主面
14间隙
15边缘
16盘区域

Claims (12)

1.用于操作机动车的系统的触摸输入装置(1)，该触摸输入装置具有由盖板材料制成的盖板(2)，所述盖板包括板上侧(3)和板下侧(4)，并且该触摸输入装置还具有触摸传感器面(5)，其中，板上侧(3)具有操作面(6)，并且盖板(2)的板下侧(4)朝向触摸传感器面(5)，
其特征在于，
板下侧(4)具有至少一个倒角面(7)，所述倒角面倾斜于触摸传感器面(5)设置，其中，在板下侧(4)和触摸传感器面(5)之间构成自由空间(8)；操作面(6)至少部分地突出超过自由空间(8)；由至少一种填充材料制成的填充体(9)设置在自由空间(8)中；并且所述至少一种填充材料具有用于电场的介电常数，所述介电常数大于空气的介电常数并且基本上对应于盖板材料的介电常数；填充体(9)具有空隙(10)，板下侧(4)被接纳在所述空隙中，所述至少一个倒角面(7)设置在盖板(2)的边缘区域(11)上，并且板上侧(3)平坦地构成，所述至少一个倒角面(7)具有如下功能，即：视觉装饰所述触摸输入装置和/或标示所述触摸输入装置的功能。
2.按照权利要求1所述的触摸输入装置(1)，
其特征在于，
填充体(9)面状地触点接通板下侧(4)和触摸传感器面(5)。
3.按照权利要求1或2所述的触摸输入装置(1)，
其特征在于，
填充体(9)具有填充体形状，所述填充体形状与自由空间(8)的自由空间形状互补地构成。
4.按照权利要求1或2所述的触摸输入装置(1)，
其特征在于，
填充体(9)至少部分地构成为注塑件或3D打印件。
5.按照权利要求1或2所述的触摸输入装置(1)，
其特征在于，
所述至少一种填充材料是聚酰胺或至少具有聚酰胺。
6.按照权利要求1或2所述的触摸输入装置(1)，
其特征在于，
所述至少一种填充材料由模铸树脂形成或至少具有模铸树脂和/或粘合剂。
7.按照权利要求1或2所述的触摸输入装置(1)，
其特征在于，
板下侧(4)具有多个倒角面(7)，所述多个倒角面以磨削切面的形式设置在板下侧(4)上。
8.按照权利要求1或2所述的触摸输入装置(1)，
其特征在于，
盖板材料是玻璃或至少具有玻璃。
9.按照权利要求1或2所述的触摸输入装置(1)，
其特征在于，
所述至少一种填充材料的介电常数最多与盖板材料的介电常数偏离30％。
10.按照权利要求1或2所述的触摸输入装置(1)，
其特征在于，
盖板(2)是凹版(12)和/或具有压印。
11.用于机动车的电子系统，其具有至少一个输入装置，
其特征在于，
所述至少一个输入装置构成为按照权利要求1至10之一所述的触摸输入装置(1)。
12.包括至少一个电子系统的机动车，
其特征在于，
所述至少一个电子系统构成为按照权利要求11所述的电子系统。
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