DE10047920A1 - Vorrichtung zum Erkennen einer Berührungsposition auf einem Bedienfeld - Google Patents
Vorrichtung zum Erkennen einer Berührungsposition auf einem BedienfeldInfo
- Publication number
- DE10047920A1 DE10047920A1 DE10047920A DE10047920A DE10047920A1 DE 10047920 A1 DE10047920 A1 DE 10047920A1 DE 10047920 A DE10047920 A DE 10047920A DE 10047920 A DE10047920 A DE 10047920A DE 10047920 A1 DE10047920 A1 DE 10047920A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- control panel
- guide body
- light guide
- control field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N (1s,3r,4e,6e,8e,10e,12e,14e,16e,18s,19r,20r,21s,25r,27r,30r,31r,33s,35r,37s,38r)-3-[(2r,3s,4s,5s,6r)-4-amino-3,5-dihydroxy-6-methyloxan-2-yl]oxy-19,25,27,30,31,33,35,37-octahydroxy-18,20,21-trimethyl-23-oxo-22,39-dioxabicyclo[33.3.1]nonatriaconta-4,6,8,10 Chemical compound C1C=C2C[C@@H](OS(O)(=O)=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2.O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
- G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
- B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
- B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
- B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
- B60K35/22—Display screens
- B60K35/223—Flexible displays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
- B60K35/80—Arrangements for controlling instruments
- B60K35/81—Arrangements for controlling instruments for controlling displays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
- B60K2360/143—Touch sensitive instrument input devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
- B60K2360/20—Optical features of instruments
- B60K2360/21—Optical features of instruments using cameras
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04109—FTIR in optical digitiser, i.e. touch detection by frustrating the total internal reflection within an optical waveguide due to changes of optical properties or deformation at the touch location
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
Eine Vorrichtung zum Erkennen einer Berührungsposition auf einem Bedienfeld weist eine Lichtquelle (1), einen Lichtleitkörper (2) und einen Detektor (5) auf. Das von der Lichtquelle (1) emittierte Licht wird in den Lichtleitkörper (2) eingekoppelt und an einer Oberfläche totalreflektiert. Durch Berühren des Bedienfeldes ändert sich das Reflexions- und Brechungsverhalten. Das Licht tritt aus dem Lichtleitkörper (2) aus und wird in einem Detektionsbereich des Detektors (5) detektiert. Durch Auswerten der in der Erfassungsfläche detektierten Lichtintensität wird die auf dem Bedienfeld berührte Position erkannt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen einer
Berührungsposition auf einem Bedienfeld, um gewünschte Funk
tionen einzuleiten oder auszuführen.
Es ist bekannt (EP 0 304 820 A2), mittels der Touchscreen- o
der der Touchpad-Technologie ein Bestimmen einer Berührungs
position auf einem Bildschirm oder einem Bedienfeld durchzu
führen. Bei der Touchscreen-Technologie wird durch das Berüh
ren des Bildschirms oder Bedienfelds mittels eines Fingers o
der eines anderen Berührungselements ein Kontakt zwischen ei
ner leitfähig beschichteten Polyester-Schutzschicht und einer
darunter liegenden und ebenfalls leitfähig beschichteten
Glasschicht hergestellt. Dadurch wird eine Spannung zwischen
den Schichten aufgebaut. Abhängig von der Spannung wird mit
tels einer elektrischen Schaltung die Berührungsstelle auf
dem Bedienfeld ermittelt und die Information ausgewertet.
Bei einer weiteren Ausführung der Touchscreen-Technologie
wird an den Eckpunkten des Touchscreens eine Prüfspannung an
gelegt. Die Elektroden erzeugen ein Spannungsfeld an einem
Sensor. Durch das Berühren des Bedienfeldes wird die Spannung
zu jeder Seite proportional der Entfernung zu den Eckpunkten
geteilt. Aus diesen Spannungsverhältnissen kann mittels einer
Auswerteeinheit der Berührungspunkt auf dem Bedienfeld fest
gestellt werden.
Die Touchpad-Technologie basiert auf den gleichen Funktions
prinzipien wie die Touchscreen-Technologie. Anders als bei
der Touchscreen-Technologie ist das Bedienfeld jedoch meist
nicht transparent ausgeführt.
Bei der Touchscreen- und der Touchpad-Technologie ist für das
Erkennen der Berührungsposition auf dem Bedienfeld ein kom
plizierter Aufbau des Bildschirms notwendig. Die elektrische
Verkabelung des Touchscreens oder des Touchpads ist sehr auf
wändig und erfordert zum Teil viel Platzbedarf. Des Weiteren
ist die Touchscreen-Technologie sehr defektanfällig und auf
wändig in der Herstellung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Erkennen einer Berührungsposition auf einem Bedienfeld zu
schaffen, die einen einfachen Aufbau und eine geringe Defekt
anfälligkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dabei wird ein Bedienfeld der Vorrichtung an einer beliebigen
Position berührt. Diese Berührungsposition wird durch Auswer
ten von Signalinformationen erkannt. Unter Berührungsposition
wird dabei die Position verstanden, die auf dem Bedienfeld
berührt oder auf die auf dem Bedienfeld gedrückt wird.
Erfindungsgemäß ist das Bedienfeld durch optische Signale auf
die Erfassungsfläche eines Detektors abgebildet und die Be
rührungsposition wird durch Auswerten der in der Erfassungs
fläche detektierten Lichtintensität erkannt. Das Licht einer
Lichtquelle wird in einen Lichtleitkörper eingekoppelt. An
einer Oberseite des Lichtleitkörpers, die etwa parallel zum
Bedienfeld angeordnet ist, wird das eingekoppelte Licht zu
mindest teilweise totalreflektiert.
Das totalreflektierte Licht tritt aus dem Lichtleitkörper
aus, und wird in einer Erfassungsfläche durch ein Detektor
detektiert. Auf die Erfassungsfläche wird dabei ein derarti
ger Bereich der Oberseite optisch abgebildet, der dem Bedien
feld entspricht. Wird auf das Bedienfeld an einer beliebigen
Position gedrückt oder das Bedienfeld berührt, so ändert sich
das Reflexions- und Brechungsverhalten des Lichts an der zum
Bedienfeld etwa parallel angeordneten Oberseite des Licht
leitkörpers zumindest an dieser Berührungsposition.
Dabei wird an der Stelle der Berührungsposition das Licht nur
noch teilweise oder gar nicht mehr in die Erfassungsfläche
des Detektors reflektiert. Die Erfassungsfläche des Detektors
wird ausgewertet und der Bereich, in dem kein oder wenig
Lichtintensität detektiert wird, wird in seiner Position in
nerhalb der Fläche erkannt. Aus dem bekannten Lichtstrahlen
gang und dem bekannten Abbildungsverhältnis der Oberseite des
Lichtleitkörpers in die Erfassungsfläche des Detektors wird
die entsprechende Position, die auf dem Bedienfeld gedrückt
oder berührt wird, ermittelt.
Durch das Verwenden von optischen Signalen zum Erkennen einer
Berührungsposition auf einem Bedienfeld, um Schaltfunktionen
einzuleiten oder auszuführen, ist ein relativ einfacher und
platzsparender Aufbau der Vorrichtung möglich. Zudem weist
die Vorrichtung eine relativ geringe Defektanfälligkeit auf.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass ein mehrfa
ches, gleichzeitig durchgeführtes punktuelles Drücken oder
Berühren auf dem Bedienfeld oder auch ein Bewegen auf dem Be
dienfeld während des Berührens und Drückens als dynamischer
Vorgang detektiert und erkannt wird. Dadurch ist es möglich
mehrere Funktionen gleichzeitig auszuwählen oder zu kombinie
ren.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen an
gegeben.
Dabei kann vorgesehen sein, dass eine Steuereinheit vorhanden
ist, die mit dem Detektionselement elektrisch verbunden ist.
Wird eine Position auf dem Bedienfeld gedrückt oder berührt
und die Berührungsposition erkannt, wird durch die Steuerein
heit ein oder mehrere Steuersignale erzeugt. Mit diesen Steuersignalen
können Funktionen ausgeführt oder eingeleitet wer
den, die mit der Berührungsposition auf dem Bedienfeld, auf
dem die Funktionen symbolisch dargestellt werden, korreliert
sind.
Ein Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand schemati
scher Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäßen Vorrich
tung zum Erkennen einer Berührungsposition auf einem
Bedienfeld,
Fig. 2 eine Explosionszeichnung der Vorrichtung gemäß Fig.
1,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung beim Drücken auf
das Bedienfeld und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsge
mäßen Vorrichtung.
Eine Vorrichtung zum Erkennen einer Berührungsposition auf
einem Bedienfeld weist eine Lichtquelle 1 (Fig. 1) und einen
Lichtleitkörper 2 auf.
Etwa parallel zum Lichtleitkörper 2 ist ein lichtleitender
Bedienkörper 3 angeordnet, der das Bedienfeld aufweist. Der
Bedienkörper 3 ist durch eine Luftschicht 4 von dem Licht
leitkörper 2 getrennt. Das Material des Lichtleitkörpers 2
und das des Bedienkörpers 3 weisen in etwa gleiche Lichtbre
chungsindizes auf.
Das Licht der Lichtquelle 1 wird vorzugsweise unter einem
solchen Winkel an der Seitenfläche S1 in den Lichtleitkörper
2 eingekoppelt, dass das Licht an der Oberseite des Licht
leitkörpers 2, die an die Luftschicht 4 angrenzt, totalre
flektiert wird. Dazu ist es notwendig, dass der Brechungsindex
des Materials, aus dem der Lichtleitkörper 2 besteht,
größer ist als der Brechungsindex von Luft. Die Totalreflexi
on an der Grenzfläche zwischen dem Lichtleitkörper 2 und der
Luftschicht 4 tritt für diejenigen Winkel ein, die kleiner o
der gleich einem kritischen Einfallswinkel Θkrit sind. Für
diesen kritischen Einfallswinkel Θkrit, gilt die Gleichung:
n1, und n2 bezeichnen dabei die Brechungsindizes des Materials
des Lichtleitkörpers 2 bzw. von Luft.
Das totalreflektierte Licht wird aus dem Lichtleitkörper 2 an
der Seitenfläche S2 ausgekoppelt. Mit einem Detektor 5, wird
das austretende Lichtstrahlenbündel in einer Erfassungsfläche
des Detektor 5 detektiert. Die Erfassungsfläche wird ausge
wertet und daraus erhaltene Informationen an die Steuerein
heit 6 übertragen. Die Steuereinheit 6 erzeugt abhängig von
den übertragenen Informationen ein oder mehrere Steuersigna
le, mit denen Funktionen eingeleitet oder ausgeführt werden.
Das Totalreflektieren an der Oberfläche muss dabei zumindest
in einem Flächenbereich ABCD (Fig. 2) erfolgen. Die Größe
des Flächenbereichs ABCD entspricht dabei der Größe des Be
dienfelds, das durch den Flächenbereich EFGH dargestellt ist.
Auf dem Bedienfeld sind symbolisch Funktionen dargestellt,
die durch Drücken auf die entsprechende Position ausgewählt
werden können.
Die geometrische Form des Bedienfelds ist für die Erfindung
unwesentlich. Wichtig ist, dass die Fläche des Bedienfelds
einer Oberseite des Lichtleitkörpers 2 geometrisch entspricht
und die Fläche ABCD in die Erfassungsfläche des Detektors 5
infolge der Totalreflexion optisch abgebildet wird. Die Flä
che ABCD wird im Detektor 5 als helle, zweidimensionale
Lichtfläche detektiert, die eine etwa gleichmäßige Lichtintensitätsverteilung
über die gesamte Erfassungsfläche auf
weist.
Wird auf das Bedienfeld des Bedienkörpers 3, welcher bei
spielsweise als dünne, flexible Kunststofffolie ausgeführt
ist, gedrückt (Fig. 3), so verändert sich das Reflexions-
und Brechungsverhalten des Lichts an dieser Berührungspositi
on. Dabei wird bei einem punktuellen Drücken auf das Bedien
feld mit einem Finger 7 die Luft zwischen Lichtleitkörper 2
und Bedienkörper 3 verdrängt und ein Kontakt zwischen dem
Lichtleitkörper 2 und dem Bedienkörper 3 hergestellt.
Da das Material des Lichtleitkörpers 2 und das Material des
Bedienkörpers 3 in etwa die gleichen Brechungsindizes aufwei
sen, wird das Licht an der Grenzfläche zwischen Lichtleitkör
per 2 und Bedienkörper 3 nicht mehr totalreflektiert. Das
Licht tritt an dieser, durch das Drücken auf das Bedienfeld
erzeugten Grenzfläche Lichtleitkörper 2 - Bedienkörper 3, in
den Bedienkörper 3 ein.
Erst an der Grenzfläche zwischen dem Bedienkörper 3 und dem
Finger 7 wird das Licht reflektiert und gebrochen. Durch den
veränderten Brechungsindexübergang an der Grenzfläche zwi
schen dem Bedienkörper 3 und dem Finger 7, wird ein Anteil
der einfallenden Lichtenergie gebrochen. Nur noch ein relativ
geringer Anteil an einfallender Lichtenergie wird reflek
tiert.
Durch Drücken auf das Bedienfeld ergibt sich zwischen dem Be
dienkörper 3 und dem Finger 7 eine Grenzfläche, die nicht pa
rallel zur Grenzfläche zwischen dem Lichtleitkörper 2 und der
Luftschicht 4 ist. Dadurch ergeben sich an den genannten
Grenzflächen unterschiedliche Ein- und Ausfallswinkel. Somit
erfolgt die Reflexion des Lichts im Bereich des Kontakts zwi
schen dem Bedienkörper 3 und dem Finger 7 zumindest teilweise
so, dass das Licht nicht mehr in der Erfassungsfläche des De
tektors 5 detektiert wird.
Die in der Erfassungsfläche detektierte Lichtintensität wird
in jedem Punkt der Fläche mit einem Schwellwert verglichen,
der durch diejenige Lichtintensität gegeben ist, die detek
tiert wird, wenn kein Drücken auf das Bedienfeld erfolgt. Ab
weichungen von diesem Schwellwert der Lichtintensität zu hö
heren oder niedrigeren Lichtintensitäten hin, werden erkannt
und ausgewertet.
Dieses Auswerten und Erkennen des Abweichens vom Schwellwert
in einem Bereich der Erfassungsfläche wird durch den Detektor
5 oder eine nicht dargestellte Auswerteeinheit durchgeführt.
Aus den Lichtstrahlengängen und dem Abbildungsverhältnis der
Oberseite des Lichtleitkörpers 2 in die Erfassungsfläche des
Detektors 5 wird daraus die Berührungsposition auf dem Be
dienfeld ermittelt.
Die durch das Auswerten erhaltenen Informationen bezüglich
der Berührungsposition werden an die Steuereinheit 6 weiter
gegeben. Abhängig von den erhaltenen Informationen leitet die
Steuereinheit 6 eine oder mehrere Funktionen ein.
Funktionen können beispielsweise das Bedienen, das Einschal
ten oder das Ausschalten einer Klimaanlage, eines Autoradios,
einer Scheibenwischwaschanlage oder von Scheinwerfern sein.
Die Korrelation kann auch so gestaltet sein, dass durch das
Drücken auf eine bestimmte Position des Bedienfelds lediglich
ein Wechsel von einem Funktionenauswahlmenü zu einem oder
mehreren anderen Funktionenauswahlmenüs erfolgt, aus denen
neue, wiederum auf dem Bedienfeld symbolisch dargestellte
Funktionen ausgewählt werden können.
Mit welcher Einkoppelvorrichtung das von der Lichtquelle 1 e
mittierte Licht in den Lichtleitkörper 2 eingekoppelt wird,
ist für die Erfindung unerheblich. Die Lichtquelle 1 emit
tiert genügend Lichtenergie, um mit dem an der Seitenfläche
S2 ausgekoppelten und detektierten Licht ein Auswerten und
Erkennen der Berührungsposition durchführen zu können. Wich
tig ist allerdings, dass im Ausführungsbeispiel Totalreflexi
on an der Grenzfläche zwischen dem Lichtleitkörper 2 und der
Luftschicht auftritt. Dies ist nur dann möglich, wenn der
Brechungsindex des Mediums zwischen Lichtleitkörper 2 und Be
dienkörper 3 kleiner ist, als der Brechungsindex des Mediums
aus dem der Lichtleitkörper 2 besteht.
Es ist auch möglich, dass das Einkoppeln des Lichts in den
Lichtleitkörper 2 unter einem derartigen Winkel erfolgt, dass
das Licht an der Grenzfläche zwischen Lichtleitkörper 2 und
Luftschicht 4 gerade nicht mehr totalreflektiert wird. Der
Detektor 5 detektiert in diesem Falle kein aus dem Lichtleit
körper 2 ausgekoppeltes Licht. Erst wenn das Bedienfeld ge
drückt wird, stellt sich Totalreflexion ein und das reflek
tierte Licht wird derart aus dem Lichtleitkörper 2 ausgekop
pelt, dass es vom Detektor 5 detektiert wird. An der Stelle
des Drückens auf das Bedienfeld erscheint in der detektierten
Lichtfläche ein heller Fleck.
Das Medium, das den Lichtleitkörper 2 vom Bedienkörper 3
trennt, kann eine Flüssigkeit, ein Gas oder ein anderes Medi
um sein. Wichtig ist dabei, dass der Brechungsindex des Medi
ums kleiner ist als die Brechungsindizes des Lichtleitkörpers
2 und des Bedienkörpers 3 und durch Drücken auf das Bedien
feld ein Kontakt zwischen dem Lichtleitkörper 2 und dem Be
dienkörper 3 möglich ist.
Der Lichtleitkörper 2 und der Bedienkörper 3 können auch aus
derartigen Medien gestaltet sein, dass die Brechungsindizes
der Medien innerhalb des Lichtleitkörpers 2 und des Bedien
körpers 3 inhomogen sind. Lediglich die an die Luftschicht 4
angrenzenden Oberseiten des Lichtleitkörpers 2 und des Be
dienkörpers 3 müssen jeweils einen Brechungsindex aufweisen,
der in etwa gleich groß und im Ausführungsbeispiel größer als
der Brechungsindex von Luft ist. Um durch Drücken auf das Be
dienfeld einen Kontakt zwischen dem Bedienkörper 3 und dem
Lichtleitkörper 2 herzustellen, muss der Bedienkörper flexi
bel ausgeführt sein.
Dadurch kann erreicht werden, dass die Lichtquelle 1, der
Lichtleitkörper 2 und der Detektor 5 zum Einkoppeln, Reflek
tieren und Auskoppeln des Lichts in verschiedener Weise zu
einander angeordnet werden können und daher in verschiedenen,
geometrisch begrenzten Bereichen eingesetzt werden können.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, in dem das Prinzip der
Totalreflexion zum Einleiten von Schaltfunktionen verwendet
wird, ist das Bedienfeld direkt auf einer Oberseite des
Lichtleitkörpers 2 (Fig. 4) angeordnet. Das Bedienfeld ist
durch die Fläche ABCD begrenzt. Das Licht der Lichtquelle 1
wird an der Seitenfläche S1 des Lichtleitkörpers 2 eingekop
pelt.
Das Einkoppeln erfolgt so, dass das Licht an der Oberseite
ABCD totalreflektiert wird, an der Seitenfläche S2 ausgekop
pelt und durch den Detektor 5 detektiert wird. Wie im ersten
Ausführungsbeispiel wird die Fläche ABCD durch das totalre
flektierte Licht in die Erfassungsfläche des Detektors 5 ab
gebildet.
Durch Berühren einer beliebigen Position der Oberseite ABCD
ändert sich das Reflexions- und Brechungsverhalten an der
Grenzfläche zwischen dem Lichtleitkörper 2 und dem Finger
7aufgrund des veränderten Brechungsindexübergangs. Dadurch
wird das Licht an dieser Berührungsposition nicht mehr total
reflektiert. Ein Teil des einfallenden Lichts wird gebrochen.
Ein geringer Teil des einfallenden Lichts wird reflektiert,
so dass im Bereich der Berührungsposition nur noch wenig
Lichtenergie in die Erfassungsfläche des Detektors 5 detek
tiert wird. Wie im ersten Ausführungsbeispiel kann die Berüh
rungsposition durch punktuelles Auswerten der zweidimensiona
len Erfassungsfläche erkannt werden. Die weiteren Ausführun
gen entsprechen denen im ersten Ausführungsbeispiel.
In beiden Ausführungsbeispielen ist auch möglich, dass das
Bedienfeld an zwei oder mehreren Positionen gleichzeitig be
rührt wird. Die durch den Detektor 5 detektierte Lichtfläche
weist dann entsprechend zwei oder mehrere Bereiche auf, in
denen die detektierte Lichtintensität von dem Schwellwert der
Lichtintensität deutlich abweicht. Dadurch können mehrere
Funktionen gleichzeitig eingeleitet oder ausgeführt werden.
Beispielsweise kann dann an einem Bedienfeld in einem Kraft
fahrzeug zugleich ein Waschvorgang der Windschutzscheibe und
der Heckscheibe eingeleitet werden.
Wird der Finger 7 während des Berührens oder Drückens auf das
Bedienfeld über das Bedienfeld bewegt, ist es möglich diesen
dynamischen Vorgang zu detektieren und eine gewünschte Funk
tion damit zu korrelieren und einzuleiten oder auszuführen.
Beispielsweise kann damit die Lautstärke eines Autoradios o
der eine Temperaturregulierung eingestellt werden.
Ein punktuelles Drücken einer oder mehrerer Positionen auf
dem Bedienfeld kann über eine kurze oder lange Zeitdauer er
folgen. Beispielsweise kann eine Position des Bedienfelds so
lange gedrückt werden, bis die gewünschte Lautstärke des Au
toradios erreicht wird.
Über den Detektor 5 wird die Berührungsposition und die ent
sprechende Zeitdauer des Drückens oder Berührens detektiert
und ausgewertet. Das Berühren oder Drücken kann somit nicht
nur örtlich, sondern auch zeitlich ausgewertet werden.
Es kann auch vorgesehen sein, das reflektierte Licht an der
selben Seitenfläche, an der das Einkoppeln durchgeführt wird,
wieder auszukoppeln. Die Lichtquelle 1 und der Detektor 5
werden dann an der gleichen Seitenfläche, des Lichtleitkör
pers 2 angeordnet. Die Seitenfläche, die der Seitenfläche, an
der ein- und ausgekoppelt wird, gegenüberliegt, und/oder die
Unterseite des Lichtleitkörpers 2 werden in diesem Falle ver
spiegelt, um ein Austreten der Lichtstrahlen zu verhindern.
Das Bedienfeld kann zusätzlich mit einem Projektor beleuchtet
werden. Dadurch wird erreicht, dass die auswählbaren und sym
bolisch dargestellten Funktionen auf das Bedienfeld proji
ziert werden können.
Das symbolische Darstellen der auswählbaren Funktionen auf
dem Bedienfeld kann auch durch grafisches Aufdrucken der
Funktionssymbole auf das Bedienfeld ausgeführt werden.
Der Detektor 5 kann beispielsweise als Kamera - CMOS- oder
CCD-Kamera - oder als mehrere, matrixförmig angeordnete Emp
fangsdioden ausgeführt sein, mit denen der Detektionsbereich
detektiert wird. Der Detektor 5 kann in einem Abstand zum
Lichtleitkörper angeordnet sein, oder direkt in den Licht
leitkörper 2 integriert sein.
Die Lichtquelle 1 kann beispielsweise punktförmig - Photodio
de, Infrarotdiode oder LED - oder als Flächenstrahler ausge
führt sein. Zusätzlich kann eine Optik, beispielsweise eine
Linse vorhanden sein, mit der das Lichtbündel der Lichtquelle
1 parallelisiert, gebündelt oder aufgeweitet werden kann, um
das Licht in den Lichtleitkörper 2 einzukoppeln. Die Licht
quelle 1 kann dabei in einem Abstand zum Lichtleitkörper 2
angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass die Lichtquelle 1
in den Lichtleitkörper 2 integriert ist.
Der Lichtleitkörper 2 kann beispielsweise aus Glas, lichtlei
tendem Kunststoff, wie Acrylglas oder Polycarbonat oder ähn
lichem Material hergestellt sein.
Das Berühren des Bedienfeldes oder das Drücken auf das Be
dienfeld kann auch mittels anderer Berührungselemente, wie
beispielsweise eines Stifts erfolgen.
Die Vorrichtung kann auch prinzipiell dort eingesetzt werden,
wo ein Bedienfeld manuell über eine Tastatur bedient wird.
Beispielsweise sind Tastaturen an Telefonen, Bedienfelder an
Audio- und Videogeräte oder Bedienfelder zur Codeeingabe zum
Öffnen oder Schließen von Sicherheitsschlössern zu nennen.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Erkennen einer Berührungsposition auf ei
nem Bedienfeld,
mit einer Lichtquelle (1),
mit einem Lichtleitkörper (2), der eine Oberseite auf weist, die etwa parallel zum Bedienfeld angeordnet ist und Licht der Lichtquelle (1) an dieser Oberseite to talreflektiert wird, wobei durch Berühren oder Drücken des bzw. auf das Bedienfeld ein Reflektieren des Lichts an zumindest dieser Oberseite des Lichtleitkör pers (2) verändert wird, und
mit einem Detektor (5), der eine Erfassungsfläche auf weist, auf die der Bereich der Oberseite des Licht leitkörpers (2), der dem Bedienfeld entspricht, abge bildet wird und die in der Erfassungsfläche punktuell detektierte Lichtintensität zum Erkennen der Berüh rungsposition ausgewertet wird.
mit einer Lichtquelle (1),
mit einem Lichtleitkörper (2), der eine Oberseite auf weist, die etwa parallel zum Bedienfeld angeordnet ist und Licht der Lichtquelle (1) an dieser Oberseite to talreflektiert wird, wobei durch Berühren oder Drücken des bzw. auf das Bedienfeld ein Reflektieren des Lichts an zumindest dieser Oberseite des Lichtleitkör pers (2) verändert wird, und
mit einem Detektor (5), der eine Erfassungsfläche auf weist, auf die der Bereich der Oberseite des Licht leitkörpers (2), der dem Bedienfeld entspricht, abge bildet wird und die in der Erfassungsfläche punktuell detektierte Lichtintensität zum Erkennen der Berüh rungsposition ausgewertet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung einen flexiblen Bedienkörper (3) auf
weist, der parallel und mit einem Abstand zur Oberseite
des Lichtleitkörpers (2) angeordnet ist und der Bedien
körper (3) einen Lichtbrechungsindex aufweist, der etwa
demjenigen Lichtbrechungsindex des Lichtleitkörpers (2)
entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, dass eine Steuereinheit (6) mit dem Detektor (5) e
lektrisch verbunden ist und die Steuereinheit (6) abhän
gig von der Berührungsposition auf dem Bedienfeld ein o
der mehrere Steuersignale erzeugt.
4. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Detektor (5) als Kamera oder meh
rere Empfangsdioden ausgeführt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtquelle (1) als Photodiode, LED oder Flächen
strahler ausgeführt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10047920A DE10047920A1 (de) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | Vorrichtung zum Erkennen einer Berührungsposition auf einem Bedienfeld |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10047920A DE10047920A1 (de) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | Vorrichtung zum Erkennen einer Berührungsposition auf einem Bedienfeld |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10047920A1 true DE10047920A1 (de) | 2002-04-18 |
Family
ID=7657876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10047920A Withdrawn DE10047920A1 (de) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | Vorrichtung zum Erkennen einer Berührungsposition auf einem Bedienfeld |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10047920A1 (de) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2841351A1 (fr) * | 2002-06-24 | 2003-12-26 | Siemens Ag | Unite de manoeuvre pour composants de vehicule automobile |
DE102004044396A1 (de) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Bedienvorrichtung für Haushaltsgeräte und entsprechendes Verfahren |
DE102004055376A1 (de) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Bedieneinrichtung, Elektrogerät mit einer solchen Bedieneinrichtung, Anordnung eines Glaskeramik-Kochfeldes mit einer solchen Bedieneinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Bedieneinrichtung |
WO2009020940A2 (en) | 2007-08-03 | 2009-02-12 | Perceptive Pixel, Inc. | Multi-touch sensing through frustrated total internal reflection |
DE102007042693A1 (de) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Foresee Gmbh | Berührungssensitives System |
ITMI20081536A1 (it) * | 2008-08-26 | 2010-02-27 | Fond Bruno Kessler | Sensore di tocco singolo e/o multiplo |
US8144271B2 (en) | 2006-08-03 | 2012-03-27 | Perceptive Pixel Inc. | Multi-touch sensing through frustrated total internal reflection |
US8441467B2 (en) | 2006-08-03 | 2013-05-14 | Perceptive Pixel Inc. | Multi-touch sensing display through frustrated total internal reflection |
DE102011112567B4 (de) * | 2011-09-08 | 2015-10-08 | Daimler Ag | Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
CN111002922A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-14 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种开关及汽车 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3114354A1 (de) * | 1980-04-16 | 1982-06-24 | Western Electric Co | Beruehrungsempfindliche einrichtung |
US6061177A (en) * | 1996-12-19 | 2000-05-09 | Fujimoto; Kenneth Noboru | Integrated computer display and graphical input apparatus and method |
DE19856007A1 (de) * | 1998-12-04 | 2000-06-21 | Bayer Ag | Anzeigevorrichtung mit Berührungssensor |
-
2000
- 2000-09-27 DE DE10047920A patent/DE10047920A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3114354A1 (de) * | 1980-04-16 | 1982-06-24 | Western Electric Co | Beruehrungsempfindliche einrichtung |
US6061177A (en) * | 1996-12-19 | 2000-05-09 | Fujimoto; Kenneth Noboru | Integrated computer display and graphical input apparatus and method |
DE19856007A1 (de) * | 1998-12-04 | 2000-06-21 | Bayer Ag | Anzeigevorrichtung mit Berührungssensor |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004000596A1 (de) * | 2002-06-24 | 2003-12-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Bedieneinheit für kraftfahrzeugkomponenten |
FR2841351A1 (fr) * | 2002-06-24 | 2003-12-26 | Siemens Ag | Unite de manoeuvre pour composants de vehicule automobile |
DE102004044396A1 (de) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Bedienvorrichtung für Haushaltsgeräte und entsprechendes Verfahren |
US7932481B2 (en) | 2004-11-08 | 2011-04-26 | E.G.O. Elektro-Geraetebau Gmbh | Operating device, electrical appliance with such an operating device, arrangement of a glass ceramic hob or an oven with such an operating device and method for operating such an operating device |
DE102004055376A1 (de) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Bedieneinrichtung, Elektrogerät mit einer solchen Bedieneinrichtung, Anordnung eines Glaskeramik-Kochfeldes mit einer solchen Bedieneinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Bedieneinrichtung |
US8441467B2 (en) | 2006-08-03 | 2013-05-14 | Perceptive Pixel Inc. | Multi-touch sensing display through frustrated total internal reflection |
US8259240B2 (en) | 2006-08-03 | 2012-09-04 | Perceptive Pixel Inc. | Multi-touch sensing through frustrated total internal reflection |
US8144271B2 (en) | 2006-08-03 | 2012-03-27 | Perceptive Pixel Inc. | Multi-touch sensing through frustrated total internal reflection |
WO2009020940A2 (en) | 2007-08-03 | 2009-02-12 | Perceptive Pixel, Inc. | Multi-touch sensing through frustrated total internal reflection |
CN101821703A (zh) * | 2007-08-03 | 2010-09-01 | 感知像素股份有限公司 | 通过受抑全内反射的多点触摸感测 |
EP2188701A4 (de) * | 2007-08-03 | 2011-11-09 | Perceptive Pixel Inc | Mehrfachberührungserfassung durch frustrierte innere totalreflexion |
EP2188701A2 (de) * | 2007-08-03 | 2010-05-26 | Perceptive Pixel, Inc. | Mehrfachberührungserfassung durch frustrierte innere totalreflexion |
DE102007042693A1 (de) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Foresee Gmbh | Berührungssensitives System |
ITMI20081536A1 (it) * | 2008-08-26 | 2010-02-27 | Fond Bruno Kessler | Sensore di tocco singolo e/o multiplo |
DE102011112567B4 (de) * | 2011-09-08 | 2015-10-08 | Daimler Ag | Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
CN111002922A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-14 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种开关及汽车 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60216707T2 (de) | Fingerabdruckerfassungsvorrichtung | |
DE69926908T2 (de) | System zur kontrastreichen und verzerrungsarmen bilderfassung | |
EP1135744B1 (de) | Anzeigevorrichtung mit berührungssensor | |
AT512461B1 (de) | Vorrichtung für die eingabe von informationen an eine datenverarbeitungsanlage | |
DE10047920A1 (de) | Vorrichtung zum Erkennen einer Berührungsposition auf einem Bedienfeld | |
DE112005001547T5 (de) | Vorrichtung und Verfahren für einen gefalteten Wellenleiter für ein optisches Element zur Verwendung mit lichtbasierten Touchscreens | |
DE102005021008A1 (de) | Optischer Schalter oder Taster | |
DE202011050761U1 (de) | Berührungssteuervorrichtung | |
DE202006020910U1 (de) | Haushaltsgerät mit Fingerabdrucksensor | |
DE19810452A1 (de) | Optischer Digitalisierer | |
DE102006062071A1 (de) | Eingabevorrichtung für ein Haushaltsgerät | |
WO2007124943A2 (de) | Optoelektronische vorrichtung zur erfassung der position und/oder bewegung eines objekts sowie zugehöriges verfahren | |
WO2005116616A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur detektion von kratzern | |
EP2627991A1 (de) | Optischer evaneszenzfeldsensor | |
DE112020001819T5 (de) | Detektionsvorrichtung und verfahren zu deren herstellung | |
CN102834797B (zh) | 输入装置 | |
EP3084397B1 (de) | Atr-infrarotspektrometer | |
DE2824399A1 (de) | Optoelektronisches schaltkreiselement | |
DE112004002622B4 (de) | Vorrichtung zur Erfassung von Verschmutzungen auf einer lichtdurchlässigen Abdeckscheibe vor einer optischen Einheit | |
EP3520218A1 (de) | Schichtenverbund zur bereitstellung eines bedienelements für ein hausgerät | |
DE69924686T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen des internen Brechungsindex von optischen Fasern | |
DE19856008C2 (de) | Berührungssensor | |
DE3306941A1 (de) | Dielektrische schalteranordnung | |
EP1073005A1 (de) | Bedienoberfläche mit einem optischen Sensor | |
DE102015005370A1 (de) | Verfahren zur Fingerabdruckerkennung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |