CN113906373A - 具有在电容式检测面上可移动的手柄并具有电容式耦合装置的输入设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种输入设备(1),具有:电容式检测装置(2),电容式检测装置具有检测面(10),同时形成与检测面(10)相关联的第一阵列电极阵列(X1至Xn,Y1至Yn);与阵列电极(X1至Xn,Y1至Yn)电连接的电子分析单元(14),以便借助于第一阵列电极阵列(X1至Xn,Y1至Yn)形成相关的测量电场阵列,测量电场阵列用于对检测面(10)上的电容影响进行空间分辨检测;手柄(3),手柄沿着与检测面(10)平行的调节路径能够移动地支承在检测面(10)上,以便借助于手动造成的在移动方向上的移动、例如在由操作者(B)接触手柄(3)的情况下进行操作输入;与手柄(3)一起移动的定位器(4);以及牢固地布置在检测面(10)上的耦合装置(5),耦合装置具有面向检测面(10)的第一面和面向定位器(4)且背离检测面(10)的第二面,在第一面上形成有用于与阵列电极(X1至Xn,Y1至Yn)电容式耦合的第二耦合电极阵列(6a,6b,6c),在第二面上形成有由多个相对彼此间隔开布置的接触面(7a,7b,7c)形成的第三阵列,其中接触面沿着一个或多个与调节路径平行的轨道如下布置,使得接触面选择性地与所述定位器(4)触碰接触,具体取决于手柄(3)沿着调节路径的位置;其中耦合装置(5)包含多个导电连接(8a,8b,8c),以便取决于位置来电容式影响测量场阵列;并且其中电子分析单元(14)被形成为用于检测取决于位置的对测量场阵列的影响。

Description

具有在电容式检测面上可移动的手柄并具有电容式耦合装置 的输入设备
本发明涉及一种输入设备,所述输入设备具有电容式检测装置,其中所述检测装置具有检测面,同时形成与所述检测面相关联的第一阵列电极阵列。这个第一阵列例如由两组电极形成,所述电极被布置为按组彼此平行且同时预先设定组定向,并且所述电极在向共同的平面上的垂直的假想的投影中从一组到另一组多次交叉、例如正交地交叉,但是其中它们同时相对彼此电绝缘地布置。于是形成了规则的网格结构,同时在交叉位置处形成所谓的结点。在由组定向限定的两个方向中最邻近结点的距离描述了网格结构的周期。通常,最邻近结点的距离在由组定向预先设定的两个方向中是一致的。所述检测装置例如为电容式触摸屏或电容式触摸板。在这种属类的输入设备中,还设置有与所述阵列电极电连接的电子分析单元,以便借助于所述第一阵列电极阵列形成相关联的测量电场阵列,所述测量电场阵列用于对检测所述检测面上的电容影响进行空间分辨检测。测量场阵列的各个测量场通常通过对应的操控以时间顺序产生。
此外,在由检测装置限定的检测面上还可移动地布置有手柄,其位置应借助于检测装置来检测。为此,手柄具有随同移动的定位器,以便实现可以由检测装置检测的对所述测量场中的至少一个测量场的影响,由此可以推导出位置信息和/或运动信息。由触摸板或触摸屏与可移动地布置在其上的手柄的组合构成的此类输入设备变得越来越受欢迎,因为由此可以产生灵活的输入可能性并且尤其在触摸屏的情况下由于灵活的显示可能性而可以将多种多样的功能和功能提示指配给手柄。但是另一方面,手柄提供了习惯的触觉反馈并且用户可以在没有视觉接触的情况下容易通过感觉定位。由于如所希望地使用用于位置检测的电容式电极结构的位于手柄下方且被手柄跨接的区域,需要在手柄、尤其设置在那里的定位器与第一阵列电极阵列之间的电容式耦合。在此常常面对的电容式耦合的问题来源于:在沿着调节路径手动移动手柄时定位器所覆盖的轨道不能完全与由第一阵列电极阵列预先设定的结构重合并且由此至少对于若干手柄位置而言位置检测是不可靠且容易出故障的。
在此背景下,需要一种属类的输入设备,其中对于手柄的所有位置实现了改进的(即更均匀的)电容式耦合并且由此实现了改进的位置检测,并且尤其改进了电容式检测装置(例如电容式触摸屏)与手柄的定位器之间的电容式耦合。这个目的通过根据权利要求1所述的输入设备来实现。同样有利的用途是独立权利要求的主题。有利的设计方案分别是从属权利要求的主题。要注意的是,在权利要求书中单独详述的特征可以以任意的技术上有意义的方式彼此组合并且展现出本发明的其他设计方案。尤其与附图结合的说明附加地表征并详述本发明。
本发明涉及一种输入设备,所述输入设备包含电容式检测装置,并且其中所述检测装置具有检测面,同时形成有与所述检测面相关联的第一阵列电极阵列。所述阵列电极例如被布置在一个公共平面中或者被布置在两个或更多个平行的平面上。这个第一阵列例如由两组阵列电极形成,所述电极被布置为按组彼此平行且同时预先设定组定向,并且所述电极在向共同的平面上的垂直的假想的投影中从一组到另一组多次交叉、例如正交地交叉,但是其中它们同时相对彼此电绝缘地布置。于是形成了规则的网格结构,同时在交叉位置处形成所谓的结点。在由组定向限定的两个方向中最邻近结点的距离描述了网格结构的周期。通常,结点的距离在由组定向预先设定的两个方向中是一致的。在此,待由阵列电极产生的测量场的位置分别由结点的位置限定。
名称“电极”应表示由传导材料、例如由金属或金属合金形成所涉及的阵列电极。例如涉及在投射电容技术中的电容式检测装置、尤其在互电容构造中的电容式检测装置。在互电容构造中,分别在两个电绝缘的互相交叉的阵列电极之间的结点处产生如上所述的测量场。结点在市售的触摸板或触摸屏中布置在直角网格中。
根据本发明还设置有与所述阵列电极电连接的、优选导电连接的电子分析单元,以便借助于所述第一阵列电极阵列形成优选以时间顺序产生并随时间变化的相关的测量电场阵列(下文中称为测量场阵列),所述测量场阵列用于对所述检测面上的电容影响进行空间分辨检测。
分析单元能够测量对电容式产生的测量场的影响。当相应的测量场被从外部接近的物体影响时,通过分析单元测量的电学影响(例如在所涉及的结点处)被改变和被检测到并且可以基于优选按行列划分的阵列电极结构与检测面上的一个位置相关联。
根据本发明,所述输入设备具有手柄,所述手柄借助于支承器件沿着与所述检测面平行的调节路径可移动地布置在检测面上,优选通过支承器件被紧固,以便在移动、尤其在操作者触碰手柄时进行操作输入。例如涉及沿着在与检测面平行的方向上的直线调节路径可平动运动地支承的手柄。所述手柄优选围绕与所述检测面正交的旋转轴线可旋转运动地支承在所述检测面处,并且所述输入设备的手柄由此符合用作旋转调节器的标准。
根据本发明,还设置有与所述手柄一起运动且由此与所述手柄同步运动的定位器。例如,所述定位器为例如形成为弹簧片(Federzunge)的电导体。所述定位器例如形成为相对于所述分析单元电绝缘。所述定位器可以是一件式或多件式的,其中多个零件优选导电连接。在一个设计方案中,所述定位器与所述手柄的面向操作者的表面导电连接,以便在操作者触碰时被充电或放电。
另外设置有牢固布置在所述检测面上的一件式或多件式的耦合装置。所述耦合装置具有面向所述检测面的第一面,在所述第一面上形成有用于与上述阵列电极电容式耦合而没有电接触的第二耦合电极阵列。所述耦合装置此外具有面向所述定位器且背离所述检测面的第二面,在所述第二面上由多个彼此间隔开布置的接触面形成第三阵列。所述接触面沿着一个或多个与所述调节路径平行的轨道如下布置,使得所述接触面选择性地与所述定位器触碰接触,具体取决于所述手柄沿着所述调节路径的位置。所述接触面由导电材料形成。所述接触面例如通过基底上的导电涂层(例如在电路板中)形成。
所述耦合装置包含多个导电连接,其数量至少对应于所述接触面的数量并且所述导电连接被形成为用于分别将所述耦合电极之一与一个接触面导电连接,以便在与所述定位器触碰接触时取决于位置来电容式影响至少一个测量场且优选主要是所述测量场阵列的测量场中的一个。在一个优选的设计方案中,设置至少一个耦合电极,所述至少一个耦合电极经由多个导电连接与多个接触面导电地连接,由此所述连接的数量相对于所述接触面的数量增大。
根据本发明,所述电子分析单元被形成为用于基于至少一个电容式耦合来检测对所述测量场的影响,其中在此所选择的接触面由所述定位器的位置决定,所述电容式耦合分别在耦合电极与(由第一阵列电极阵列产生的)所述测量场阵列的邻近布置的且相关的测量场之间产生,耦合电极是由定位器通过接触面和相应的电气连接以位置相关的方式被接触。如先前阐述的,例如可能的是,基于多重的电容式耦合,在所述定位器的一个或多个位置中出现对不同阵列电极的多个测量场的影响,因为根据一个设计方案,所述接触面与多个耦合电极分别经由连接导电连接,或者所述定位器在一个位置中并行地接触多个接触面。所述电子分析单元能够检测先前阐释的取决于位置的对所述测量场的影响,以便获得并且输出所述手柄的位置信息和/或运动信息。换言之,所述分析单元能够识别由所述手柄的位置以及所述定位器的位置所涉及的测量场的影响,并将位置信息与所述影响关联,并且例如将所述位置信息输出给上级的控制装置以便执行控制功能或开关功能。
根据本发明,所述耦合装置具有由电绝缘材料(如塑料)形成的基底,并且所述导电连接至少局部被形成为由所述基底的导电涂层提供的导体路径。由此相对简单地补偿了接触面与相关的阵列电极之间的偏移,因为所述偏移从一个接触面到另一个接触面可能变得不同,尤其因为第一阵列和第二阵列在其结构中有所不同并且无法以一致的方式形成,这是因为调节路径不对应于第一阵列的结构定向,例如相对于第一阵列的网格弯曲地延伸或倾斜于网格延伸。所述导电连接的其余部分例如可以作为冲裁件由金属或金属合金形成。所述导电连接优选在其在接触面与耦合电极之间的总长度上形成为基底的导电涂层。
为了简化制造,优选地,所述接触面和/或所述耦合电极同样被形成为所述基底或另一个基底的导电涂层。例如所述基底在两侧被涂覆。
优选地,所述导体路径基本上平行于所述检测面延伸。换言之,主要的延伸方向是平行于检测面。所述导体路径优选布置在与所述检测面平行的平面中。
优选地,至少两个导体路径、优选多于两个导体路径、最优选至少一半至全部的导体路径在长度上有所不同。导体路径理解为接触面与耦合电极之间的导电连接的位于基底上的部分。导体路径的长度理解为位于基底上的部分的长度,其中到耦合电极或到接触面的过渡部分别由其外部轮廓确定。所述接触面通过基于所述定位器的轨道确定的触碰面的外部轮廓来预先设定。
多个、优选一半至全部的导体路径优选被形成为用于将此类接触面与此类耦合电极连接,其几何中心点在投影到所述检测面上时彼此交错地排列。
根据一个优选的设计方案,所述第一阵列电极阵列通过具有最小周期、如最邻近结点之间的最小距离的规则的假想的结构、优选网格结构来描述,并且所述第二阵列具有具有由周期性、特别是规律性决定的结构。所述耦合电极的几何中心点例如具有与最邻近结点之间的最小距离的整数倍相对应的距离。
优选地,所述至少两个连接在其导体路径的长度方面相差至少所述第一阵列电极阵列的所述规则的假想的结构的最小周期。长度在绝对值上例如至少相差描述所述第一阵列的网格结构的最邻近结点之间的最小距离。
所述耦合装置优选具有包含所述基底的由多个层形成的层结构,如多层电路板,并且所述接触面和/或所述耦合电极被形成为所述层结构的导电涂层。所述导体路径优选被集成到所述层结构中以便在所述接触面与所述耦合电极之间进行电连接。
优选地,设置有卡合装置,以便产生卡合触感并且对所述手柄沿着所述调节路径的预先设定的位置进行预先设定。所述卡合装置例如具有卡合凸起和卡合轮廓,其中卡合凸起与卡合轮廓处于有效接合且针对卡合轮廓被预张紧,并且在调节手柄时在卡合轮廓上终止,以便分别在越过卡合抬升部之后接合到卡合凹陷部中,其中卡合凹陷部限定了预先设定的位置。
根据本发明设置有至少一个耦合电极,所述耦合电极经由多个导体路径与多个接触面导电连接,所述导体路径优选在长度上有所不同。
所述耦合装置优选被形成为在调节方向上沿着所述调节路径调节所述手柄时经过多个直接相邻且预先设定的位置,其中在所述位置中借助于所述定位器总共接触的耦合电极中的至少两个、优选所有耦合电极被布置为使其空间距离大于所述第一周期、优选大于所述第一阵列的最邻近结点之间的最小距离。
根据一个设计方案,所述定位器导电地与为了操作者的触碰而形成且布置的传导表面连接,使得所述定位器由此可以被施加电势。但是优选地提出,所述耦合装置被形成为使得所述定位器经由所述耦合装置与至少一个阵列电极的电场电容式耦合。
所述耦合装置优选在其第一面上具有至少一个馈送电极并且在其第二侧面上具有至少一个与所述馈送电极导电的馈送接触面,借助于所述馈送接触面,所述定位器至少在所述预先设定的位置中处于触碰接触,以便将所述定位器与至少一个阵列电极的电场进行电容式耦合。
在手柄相对于相关的旋转轴线可旋转运动地支承的情况下,所述馈送电极优选相对于第二耦合电极阵列径向向外布置。
在手柄相对于相关的旋转轴线可旋转运动地支承的情况下,所述馈送接触面优选相对于第三接触面阵列径向向外布置。
本发明另外还涉及上述实施方式之一中的输入设备在机动车辆中的应用。
参考以下附图详细阐述本发明。附图在此应理解为仅是示例性的并且仅形成实施例的优选变体。在附图中:
图1示出根据本发明的输入设备1的一个实施方式的透视俯视图;
图2示出一个示例性实施方式中的根据本发明的输入设备的耦合装置5的截面图;
图3示出一个示例性实施方式中的根据本发明的输入设备的耦合装置5的面向定位器5的第二侧面的俯视图;
图4示出一个示例性实施方式中的根据本发明的输入设备的耦合装置5的面向定位器5的第一侧面的俯视图,其中为了更好地理解,隐藏了位于其下方的第一耦合电极阵列;
图5示出另一个示例性实施方式中的根据本发明的输入设备的耦合装置5的面向定位器5的第一侧面的俯视图,其中为了更好地理解,再次隐藏了位于其下方的第一耦合电极阵列。
图1示出本发明的输入设备1,所述输入设备具有作为电容式检测装置2工作的触摸屏。检测装置2限定了面向操作者B的检测面10,手柄3借助支承器件(在图1中出于观看清晰原因没有展示)围绕旋转轴线D可旋转运动地布置在检测面上并且因此形成所谓的旋转调节器。电容式检测装置2具有平行延伸的阵列电极X1至X3以及垂直于其延伸的阵列电极Y1至Y3作为对电极,由此形成第一阵列。由阵列电极X1至X3、Y1至Y3形成的第一阵列在图中没有完全标示且未按比例标示,并且应仅用于示意性展示原理结构。阵列电极X1至X3与阵列电极Y1至Y3的交叉点分别形成想象的结点(分别为电容性测量场的原点)。在图中出于清晰的目的仅详细展示了一个结点,即K31。其他结点的编号与之类似地得出。
电子分析单元14与阵列电极X1至X3和Y1至Y3电连接,一些阵列电极(例如电极X1至X3)选择性地且按时间顺序被分别施加相关的电势以产生相关的测量场,以便借助于对这个测量场的影响来检测由操作者B进行的触碰或者依据所涉及的结点相对于手柄3的定位来检测手柄3的位置。为了影响所涉及的测量场,手柄3在其面向检测面10的侧面上具有定位器4,所述定位器在当前的实施方式中被布置为在操作者B触碰手柄3时相对于操作者电绝缘而不受操作者B的电势影响,所述定位器是与阵列电极中的至少一个阵列电极的电场电容式耦合。设置有尤其均匀地分布在手柄3的调节路径上的多个预先设定的位置,其中在图1中示出一个可能的位置。这些位置由未展示的卡合装置预先设定。
为了在定位器4与依据位置位于结点K11至K33处的测量场之间的改进的电容式耦合,设置有固定地布置在检测面10上的耦合装置5。耦合装置具有面向检测面10的第一面和面向定位器4的第二面。第一面被布置为例如邻接检测面。在图4和图5中以两个可能的实施方式示出第一面。在图3中以一个实施方案示出第二面。第一面仅承载在图1中仅局部示出的第二耦合电极阵列6a、6b、6c,而第二面承载在图1中同样仅局部示出的第三接触面阵列7a、7b、7c。第二阵列的耦合电极6a、6b、6c在第一侧面上的放置与第三阵列的接触面7a、7b、7c在第二侧面上的放置并不重合,这归因于,接触面7a、7b、7c的放置所受到的要求不同于耦合电极6a、6b、6c。为了实现有效的耦合,耦合电极在第一阵列的网格结构处如此定向,使得耦合电极6a、6b、6c的几何中心点分别与一个结点、例如来自图1的K31对置,而耦合电极6a、6b、6c和触摸屏的阵列电极X1至X3和Y1至Y3不接触。
相反,在手动移动手柄3时,接触面7a、7b、7c在定位器4的轨道处沿着轨道移动并且取决于位置来产生与接触面7a、7b、7c中的至少一个接触面的触碰接触。现在为了以位置相关的方式借助于定位器4经由耦合电极6a、6b、6c之一来电容式影响阵列电极的测量场之一,分别设置从接触面7a、7b、7c出发延伸到耦合电极6a、6b、6c的导电连接8a、8b、8c。为了解决耦合电极6a、6b、6c与接触面7a、7b、7c的布置问题,耦合装置5具有在图2中以截面图示出的由电绝缘材料形成的基底9a,在所述基底上,导电连接8a分别至少局部地被形成为由基底9a的导电涂层提供的导体路径8a、8b、8c。在当前的设计方案中,基底9a为纤维增强的塑料或塑料箔并且是属于耦合装置的层结构9的一部分。导体路径8a、8b、8c优选被集成到层结构中。接触面7a、7b、7c以及耦合电极6a、6b、6c分别形成为层结构9的外层的导电涂层。例如层结构为多层电路板,其中导体路径8a、8b、8c嵌入到多层中。
虽然仅示出了来自图1的导体路径8a、8b、8c之一,但是从图2更明显看出的是,导体路径8a、8b、8c基本上平行于来自图1的检测面10延伸并且分别用于跨接接触面7a、7b、7c的几何中心点与耦合电极6a、6b、6c的几何中心点之间的偏移。另外明显看出的是,至少两个连接在其导体路径(即8b和8c)的长度方面有所不同。借助于图3,明显看出耦合装置5在其面向定位器4的第二面上的构造。为了进行展示,在四个相邻的预先设定的位置中叠加地标示了定位器4,其中点12标识其弹簧片的位置,定位器利用所述弹簧片取决于位置地触碰接触接触面7a、7b、7c但是还触碰环形的馈送接触面11,以便由此与至少一个阵列电极的电场耦合,因为馈送接触面11与布置在耦合装置5的第一面上的多个馈送电极13处于电接触。用虚线标示的是位于耦合装置5的第一面上的耦合电极6a、6b、6c的位置和轮廓,所述耦合电极经由集成到层结构9中的导体路径8a、8b、8c而被接触。
图4是耦合装置5的面向检测面10的第一侧面的视图,其中将其与检测面10以及与检测面相关联的第一阵列电极阵列X1至Xn、Y1至Yn叠加,以便展示耦合电极6a、6b、6c的位置。这个阵列形成假想的规则的网格结构,其中结点的位置限定了最小周期,所述最小周期通过最邻近结点之间的最小距离a预先设定。明显地,在每种情况下,耦合电极以其几何中心点放置在相关的结点上。在图4中例如K1n被标记为许多结点之一。与这种命名方式相对应地,耦合电极6a与结点K71相关联。在手柄3的对应位置处,耦合电极6a至6c用于提供定位器4与位于所指配的结点处的测量场之间的电容式耦合,从而在结点区域中对相应的测量场产生影响,这可以被分析单元14检测到并且用于分析单元14的位置检测,使得分析单元能够输出位置信息或至少输出运动信息。虽然图4示出了耦合装置5的一个实施方式,其中耦合电极6a、6b、6c的数量对应于手柄的预先设定的位置的数量,以便由此完全检测到位置,但是如下实施方式是可设想的,其中仅进行相对检测,其中仅需要检测旋转的程度和/或旋转方向作为运动信息。在图5中示出了一个此类的实施方式,其中多个接触面与一个耦合电极6a、6b连接。于是,如所示出的,仅设置两个耦合电极6a、6b,其中接触面7a、7b、7c在围绕旋转轴线D的环绕方向上交替地与耦合电极6a、6b之一连接。在这种情况下,相关联的电连接具有导体路径8a、8b、8c,所述导体路径在其长度上相差最邻近结点之间的最小距离a的多倍。

Claims (12)

1.一种输入设备(1),具有:
电容式检测装置(2),所述电容式检测装置具有检测面(10),同时形成与所述检测面(10)相关联的第一阵列电极阵列(X1至Xn,Y1至Yn);
与所述阵列电极(X1至Xn,Y1至Yn)电连接的电子分析单元(14),以便借助于所述第一阵列电极阵列(X1至Xn,Y1至Yn)形成相关联的测量电场阵列,所述测量电场阵列用于对所述检测面(10)上的电容影响进行空间分辨检测;
手柄(3),所述手柄沿着与所述检测面(10)平行的调节路径能够移动地支承在所述检测面(10)上,以便借助于手动造成的在移动方向上的移动、例如在由操作者(B)接触所述手柄(3)的情况下进行操作输入;
与所述手柄(3)一起移动的定位器(4);
以及
牢固地布置在所述检测面(10)上的耦合装置(5),所述耦合装置具有面向所述检测面(10)的第一面和面向所述定位器(4)且背离所述检测面(10)的第二面,在所述第一面上形成有用于与所述阵列电极(X1至Xn,Y1至Yn)电容式耦合的第二耦合电极阵列(6a,6b,6c),在所述第二面上形成有由多个相对彼此间隔开布置的接触面(7a,7b,7c)形成的第三阵列,其中所述接触面沿着一个或多个与所述调节路径平行的轨道布置,使得所述接触面选择性地与所述定位器(4)触碰接触,具体取决于所述手柄(3)沿着所述调节路径的位置;
其中所述耦合装置(5)包含多个导电连接(8a,8b,8c),其数量至少对应于所述接触面(7a,7b,7c)的数量并且所述导电连接被形成为用于分别将所述耦合电极(6a,6b,6c)之一与一个接触面(7a,7b,7c)导电连接,以便在与所述定位器(4)触碰接触时取决于位置来电容式影响所述测量场阵列的测量场中的至少一个;
并且其中所述电子分析单元(14)被形成为用于检测取决于位置的对所述测量场阵列的影响,以便获得并且输出所述手柄(3)的位置信息和/或运动信息,其中所述耦合装置(5)具有至少一个由电绝缘材料形成的基底(9a)并且所述导电连接分别至少局部被形成为由所述基底(9)的导电涂层提供的导体路径(8a,8b,8c),并且至少两个连接(8a,8b,8c)在其导体路径(8a,8b,8c)的长度上有所不同。
2.根据前一权利要求所述的输入设备(1),其中所述导体路径(8a,8b,8c)基本上平行于所述检测面(10)延伸。
3.根据前述权利要求之一所述的输入设备(1),其中所述耦合装置(5)具有由多个包含所述基底(9a)的层形成的层结构(9)并且所述接触面(7a,7b,7c)和/或所述耦合电极(6a,6b,6c)被形成为所述层结构(9)的外层的导电涂层。
4.根据前述权利要求之一所述的输入设备(1),其中多个、优选一半至全部的导体路径(8a,8b,8c)被形成为用于将接触面(7a,7b,7c)与耦合电极(6a,6b,6c)连接,其几何中心点在垂直投影到所述检测面(10)上时彼此交错地排列。
5.根据前述权利要求之一所述的输入设备(1),其中所述第一阵列电极阵列(X1至Xn,Y1至Yn)通过具有最小周期、如最邻近结点(K1n,K31)之间的最小距离(a)的规则的假想结构、优选网格结构来描述,并且所述第二阵列具有通过所述周期预先设定的结构。
6.根据前述权利要求之一所述的输入设备(1),其中所述至少两个连接(8a,8b,8c)在其导体路径(8a,8b,8c)的长度方面相差至少所述第一阵列电极阵列(X1至Xn,Y1至Yn)的所述规则的假想结构的最小周期。
7.根据前述权利要求之一所述的输入设备(1),其中设置有卡合装置,以便产生卡合触感并且对所述手柄(3)沿着所述调节路径的预先设定的位置进行预先设定。
8.根据前一权利要求所述的输入设备(1),其中设置有至少一个耦合电极(6a,6b),所述耦合电极经由多个导体路径(8a,8b,8c)与多个接触面(7a,7b,7c)导电连接,所述导体路径优选在长度上有所不同。
9.根据前述权利要求之一所述的输入设备(1),其中所述耦合装置(5)被形成为在调节方向上沿着所述调节路径调节所述手柄(3)时经过多个直接相邻且预先设定的位置,其中在所述位置中借助于所述定位器(4)总共接触的耦合电极(6a,6b,6c)中的至少两个、优选所有耦合电极被布置为使其空间距离大于所述最小周期、例如最邻近结点之间的最小距离(a)。
10.根据前述权利要求之一所述的输入设备(1),其中所述耦合装置(5)被形成为使得所述定位器(4)经由所述耦合装置(5)与至少一个阵列电极的电场电容式耦合。
11.根据前一权利要求所述的输入设备(1),其中所述耦合装置(5)在其第一面上具有至少一个馈送电极(13)并且在其第二面上具有至少一个与所述馈送电极导电连接的馈送接触面(11),借助于所述耦合装置(5),所述定位器(4)至少在所述预先设定的位置中处于触碰接触,以便将所述定位器(4)与至少一个阵列电极(X1至Xn,Y1至Yn)的电场耦合。
12.根据前述权利要求之一所述的输入设备(1)在机动车辆中的应用。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021077093A (ja) * 2019-11-08 2021-05-20 株式会社東海理化電機製作所 指示入力装置
DE102020128423A1 (de) 2020-10-29 2022-05-05 Preh Gmbh Eingabevorrichtung mit beweglicher Handhabe auf kapazitiver Detektionsfläche und kapazitiven Koppeleinrichtungen

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101063914A (zh) * 2006-04-25 2007-10-31 安华高科技光纤Ip(新加坡)私人有限公司 基于电容的旋转定位式输入装置
CN101203901A (zh) * 2004-08-30 2008-06-18 安华高科技Ecbuip(新加坡)私人有限公司 带有旋转检测的基于手持式光标器的输入设备
CN102339178A (zh) * 2010-07-28 2012-02-01 义隆电子股份有限公司 改善线性响应的电容式触控板
CN102540630A (zh) * 2010-12-10 2012-07-04 佳能株式会社 检测对转动操作构件的不同操作的电子设备
CN102681692A (zh) * 2011-03-10 2012-09-19 佳能株式会社 在检测操作中使用电容式传感方法的输入装置和电子设备
US20130027062A1 (en) * 2011-07-29 2013-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Input detection device, control method thereof and recording medium
US20130181935A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-18 Research In Motion Limited Device and accessory with capacitive touch point pass-through
US20140042004A1 (en) * 2012-08-13 2014-02-13 Wistron Corporation Controlling device of turning knob and controlling method of touch panel
CN104423758A (zh) * 2013-09-10 2015-03-18 赛普拉斯半导体公司 电容传感阵列的交错传感元件
KR20160082902A (ko) * 2014-12-31 2016-07-11 엘지디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
WO2018109833A1 (ja) * 2016-12-13 2018-06-21 三菱電機株式会社 タッチパネル付きディスプレイ装置、ならびにタッチパネルの制御装置および制御方法
WO2018137944A1 (de) * 2017-01-25 2018-08-02 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Bedienvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102017120952A1 (de) * 2017-09-11 2019-03-14 Preh Gmbh Fahrzeug-Benutzer-Schnittstelle mit berührsensitiver Eingabefläche und resistiv detektierendem Drehsteller
DE102017121896A1 (de) * 2017-09-21 2019-03-21 Preh Gmbh Drehsteller zur Anordnung auf einem kapazitiven Touchscreen oder Touchpad

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2012222413A1 (en) * 2011-03-01 2013-10-24 Printechnologics Gmbh Input element for operating a touch-screen
DE102015118587A1 (de) * 2015-10-30 2017-05-04 Preh Gmbh Bedienanordnung aus Betätigungsteil mit Eingabefläche und auf der Eingabefläche angeordnetem Drehsteller
DE102017212056A1 (de) * 2017-07-13 2019-01-17 Zf Friedrichshafen Ag Bedienvorrichtung zum Bedienen einer berührungssensitiven Oberfläche für ein Fahrzeug, Oberflächenbedienvorrichtung mit einer Bedienvorrichtung und Verfahren und Steuergerät zum Betreiben einer berührungssensitiven Oberfläche mittels einer Bedienvorrichtung
US10747367B2 (en) * 2018-09-28 2020-08-18 GM Global Technology Operations LLC OBDII failure diagnostics techniques for knobs and buttons
WO2020079729A1 (ja) * 2018-10-15 2020-04-23 三菱電機株式会社 タッチパネル入力装置、タッチパネル入力方法、及びプログラム
FR3098323B1 (fr) * 2019-07-05 2021-07-16 Hap2U Dispositif de commande 3D pour interface tactile capacitive
DE102020128423A1 (de) * 2020-10-29 2022-05-05 Preh Gmbh Eingabevorrichtung mit beweglicher Handhabe auf kapazitiver Detektionsfläche und kapazitiven Koppeleinrichtungen

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101203901A (zh) * 2004-08-30 2008-06-18 安华高科技Ecbuip(新加坡)私人有限公司 带有旋转检测的基于手持式光标器的输入设备
CN101063914A (zh) * 2006-04-25 2007-10-31 安华高科技光纤Ip(新加坡)私人有限公司 基于电容的旋转定位式输入装置
CN102339178A (zh) * 2010-07-28 2012-02-01 义隆电子股份有限公司 改善线性响应的电容式触控板
CN102540630A (zh) * 2010-12-10 2012-07-04 佳能株式会社 检测对转动操作构件的不同操作的电子设备
CN102681692A (zh) * 2011-03-10 2012-09-19 佳能株式会社 在检测操作中使用电容式传感方法的输入装置和电子设备
US20130027062A1 (en) * 2011-07-29 2013-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Input detection device, control method thereof and recording medium
US20130181935A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-18 Research In Motion Limited Device and accessory with capacitive touch point pass-through
US20140042004A1 (en) * 2012-08-13 2014-02-13 Wistron Corporation Controlling device of turning knob and controlling method of touch panel
CN104423758A (zh) * 2013-09-10 2015-03-18 赛普拉斯半导体公司 电容传感阵列的交错传感元件
KR20160082902A (ko) * 2014-12-31 2016-07-11 엘지디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
WO2018109833A1 (ja) * 2016-12-13 2018-06-21 三菱電機株式会社 タッチパネル付きディスプレイ装置、ならびにタッチパネルの制御装置および制御方法
WO2018137944A1 (de) * 2017-01-25 2018-08-02 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Bedienvorrichtung für ein kraftfahrzeug
CN110462569A (zh) * 2017-01-25 2019-11-15 贝洱海拉温控系统有限公司 用于机动车辆的操作装置
DE102017120952A1 (de) * 2017-09-11 2019-03-14 Preh Gmbh Fahrzeug-Benutzer-Schnittstelle mit berührsensitiver Eingabefläche und resistiv detektierendem Drehsteller
DE102017121896A1 (de) * 2017-09-21 2019-03-21 Preh Gmbh Drehsteller zur Anordnung auf einem kapazitiven Touchscreen oder Touchpad

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Publication number Publication date
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