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Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Touchscreen.
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Ein Touchscreen ist z. B. aus der
DE 201 02 197 U1 bekannt. In der DE 201 02 197 U1 ist ein Touchscreen zur Visualisierung von elektronischen Signalen und einer bestätigenden Berührungseingabe von Zeichen und Symbolen bestehend aus einer Funktionsebene zur Visualisierung und Tasteingabe und einer hierzu korrespondierenden, höher gelegenen, punktuell deformierbaren Schutzebene offenbart. Dabei wird bei einer Auswahl bestimmter Punkte der Funktionsebene mittels Berührung über die Schutzebene hinweg mindestens ein Bestätigungssignal für den Tastsinn (haptischer Reiz) des Benutzers wahrnehmbar an der Position des Berührungspunktes in der deformierten Schutzebene erzeugt und das Bestätigungssignal für den Tastsinn (haptischer Reiz) durch exzentrisch, inner- und/oder unterhalb der Funktionsebene angeordnete Schwingungselemente erzeugt. Zudem erfolgt bei dem aus der DE 201 02 197 U1 bekannten Touchscreen die Weiterleitung der erzeugten Schwingungen von der Funktions- auf die Schutzebene durch direkten Kontakt der beiden Ebenen und/oder über die Randbereiche der Ebenen durch starre oder elastische Verbindungselemente.
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Touchscreens sind zudem z. B. aus der
US 4 885 565 und der
EP 920 704 B1 bekannt. Geeignete Touchscreens können z. B. Touchscreens von 3M
TM (siehe www.3m.com) bezogen werden. Weitere Einzelheiten zu Touchscreens können z. B.
EP 1 560 102 A1 entnommen werden.
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Aus der
DE 201 80 024 U1 bzw. der korrespondierenden
WO 01/54109 A1 ist zur haptischen Rückkopplung zudem eine Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung zur Eingabe von Signalen in einen Computer und zur Ausgabe von Kräften an einen Benutzer der Berührungssteuerung bekannt, wobei die Berührungssteuerung ein Berührungseingabegerät aufweist, das eine annähernd ebene Berührungsoberfläche aufweist, die derart betrieben wird, dass sie aufgrund einer Position auf der Berührungsoberfläche, die ein Benutzer berührt, ein Positionssignal in einen Prozessor des Computers eingibt, wobei das Positionssignal die Position in zwei Dimensionen wiedergibt. Die Berührungssteuerung gemäß der WO 01/54109 A1 weist zudem mindestens einen mit dem Berührungseingabegerät verbundenen Aktor auf, wobei der Aktor eine Kraft auf das Berührungseingabegerät ausgibt, um dem die Berührungsoberfläche berührenden Benutzer eine haptische Empfindung zu liefern, wobei der Aktor die Kraft aufgrund einer von dem Prozessor ausgegebenen Kraftinformation direkt auf das Berührungseingabegerät ausgibt.
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Die
US 6 118 435 offenbart eine Displayeinheit mit einem Touchpanel, wobei die Displayeinheit ein Gehäuse aus Metall und einen Displaykörper aufweist. Der Displaykörper umfasst einen Bildschirm zum Darstellen von Bildern und Ähnlichem und ist, in dem Gehäuse angeordnet. Über dem Displaykörper ist das Touchpanel in der Nähe des Bildschirms angeordnet, wobei das Touchpanel durch eine Touchpanelunterstützungsplatte gestützt werden kann. Weiterhin ist ein Aktor zum Bewegen des Touchpanels im Sinne einer Vibration vorgesehen.
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Die
EP 1 544 720 A1 offenbart eine elektronische Eingabevorrichtung mit einem Display und einem Touchpanel. Die elektronische Eingabevorrichtung ist durch Berührung des Touchpanels in Abhängigkeit von der Position abgebildeter Informationen bedienbar. Zudem ist ein Aktor zum Erzeugen einer Vibration in Abhängigkeit der dargestellten Information vorgesehen.
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Die
US 2002/0149561 A1 offenbart eine Vielzahl von Eingabevorrichtungen wie z. B. eine Eingabevorrichtung für einen Geldautomaten. Diese umfasst ein LCD-Panel, das mittels eines Dämpfers mit einem Touchpanel verbunden ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel offen bart die US 2002/0149561 A1 einen Aktor, der mit der Rückseite des PDAs und einem LCD-Panel in Verbindung steht. Über dem LCD-Panel ist dabei ein Touchpanel angeordnet. Der PDA weist ein Gehäuse mit einer Öffnung auf, die von dem Aktor überdeckt wird. Die Öffnung ist vorgesehen, um einen Benutzer besonders effektiv einer Vibration durch den Aktor auszusetzen.
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Aus der
DE 197 31 285 A1 ist ein Bedienelement für eine Einrichtung mit mehreren wählbaren Menüs, Funktionen und/oder Funktionswerten bekannt, das eine Oberfläche besitzt, die durch den Bediener erfassbar ist und über die die Auswahl durch eine lokale Bewegung bzw. Berührung der Oberfläche vernehmbar ist. Die Oberfläche ist in ihrer Gestalt entsprechend dem/der gewählten und/oder auswählbaren Menü, Funktion und/oder Funktionswert veränderbar.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Eingabevorrichtung mit einem Touchscreen zu verbessern. Es ist wünschenswert, eine besonders gut für Kraftfahrzeuge geeignete Eingabevorrichtung zu schaffen. Eine solche Eingabevorrichtung zeichnet sich insbesondere durch eine lange Lebensdauer bei verhältnismäßig geringen Kosten aus.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargestellt. Dabei ist gemäß Anspruch 1 eine Eingabevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgesehen, wobei die Eingabevorrichtung ein Gehäuse, und ein in dem Gehäuse angeordnetes Display zur optischen Darstellung von Informationen aufweist, wobei ein über dem Display angeordneter Touchscreen zur Eingabe von Befehlen durch Berühren einer Bedienfläche des Touchscreens vorgesehen ist und das Gehäuse gegenüber dem Display bewegbar ist, wobei ein Aktor zum Bewegen des Gehäuses in zumindest eine Richtung vorgesehen ist, wobei der Touchscreen an dem Gehäuse befestigt ist, so dass der Touchscreen Teil des Gehäuses ist. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Display an einem Referenzkörper, wie z. B. einem Lenkrad oder einem Armaturenbrett, fixiert ist.
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Ein Display im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Display bzw. Matrixdisplay zur variablen Darstellung von Informationen. Ein Display im Sinne der Erfindung kann z. B. ein TFT sein. Ein Touchscreen im Sinne der Erfindung wird im Stand der Technik oft als „Touch Panel” bezeichnet, er umfasst kein Display. Ein Touchscreen im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein transparenter Touchscreen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Touchscreen außen an dem Gehäuse befestigt. Das Gehäuse kann einen transparenten Bereich umfassen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse (zumindest) im Bereich des Touchscreens transparent.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse mittels des Aktors gegenüber dem Display, insbesondere nur entlang einer Geraden, bewegbar. Dabei ist das Gehäuse in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung parallel zu einer Bedienfläche des Touchscreens bewegbar. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse gegenüber dem Display nur mit einem Freiheitsgrad bewegbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verbindungselement zum derartigen formschlüssigen Verbinden des Gehäuses mit dem Display vorgesehen, dass das Gehäuse gegenüber dem Display nur entlang einer Geraden bewegbar ist. Dabei umfasst das Verbindungselement in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Stange oder ein Führungselement. Das Gehäuse und das Display sind dabei insbesondere entlang der Stange gegeneinander parallel zu einer Bedienfläche des Touchscreens bewegbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse zumindest eine durch eine flexible Manschette abgedeckte Öffnung auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Display ein durch die Öffnung geführtes Befestigungselement zur Fixierung des Displays aufweist.
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Gemäß Anspruch 13 umfasst ein Kraftfahrzeug ein Lenkrad, ein Armaturenbrett, ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse angeordnetes Display zur optischen Darstellung von Informationen, einen über dem Display angeordneten Touchscreen zur Eingabe von Befehlen durch Berühren einer Bedienfläche des Touchscreens und einen Aktor zum Bewegen des Gehäuses in zumindest eine Richtung, wobei das Gehäuse gegenüber dem Display bewegbar ist und wobei das Display gegenüber dem Lenkrad oder gegenüber dem Armaturenbrett fixiert ist.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Aktor mit dem Lenkrad oder dem Armaturenbrett verbunden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse (zumindest) im Bereich des Touchscreens transparent.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Touchscreen Teil des Gehäuses.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse mittels des Aktors gegenüber dem Display, insbesondere nur entlang einer Geraden, bewegbar. Dabei ist das Gehäuse in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung parallel zu einer Bedienfläche des Touchscreens bewegbar. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse gegenüber dem Display nur mit einem Freiheitsgrad bewegbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verbindungselement zum derartigen formschlüssigen Verbinden des Gehäuses mit dem Display vorgesehen, dass das Gehäuse gegenüber dem Display nur entlang einer Geraden bewegbar ist.
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Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor beschränkt.
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Eine Berührung des Touchscreens kann im Sinne der Erfindung auch oder nur ein Drücken auf den Touchscreen sein.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Cockpit eines Kraftfahrzeuges;
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Eingabevorrichtung mit einer zugeordneten Steuerung in einer Prinzipdarstellung;
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3 zeigt die Eingabevorrichtung gemäß 2 in einer perspektivischen Draufsicht;
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4 zeigt die Eingabevorrichtung gemäß 2 in einem Querschnitt;
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5 zeigt die Eingabevorrichtung gemäß 2 von unten;
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6 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung der Eingabevorrichtung gemäß 2 in einem Querschnitt;
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7 zeigt eine weitere abgewandelte Ausgestaltung der Eingabevorrichtung gemäß 2 in einem Querschnitt;
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8 zeigt die Eingabevorrichtung gemäß 5 in einer perspektivischen Sicht von unten;
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9 zeigt eine weitere abgewandelte Ausgestaltung der Eingabevorrichtung gemäß 2 in einer Explosionsdarstellung;
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10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Auslenkung eines Touchscreens;
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11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Auslenkung eines Touchscreens; und
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12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Auslenkung eines Touchscreens.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Cockpit eines Kraftfahrzeuges 1. In dem Cockpit 1 ist unterhalb eines Armaturenbretts 3 ein Lenkrad 2 angeordnet. Das Armaturenbrett 3 weist eine neben dem Lenkrad 2 angeordnete Eingabevorrichtung 4 auf. Alternativ oder zusätzlich kann eine der Eingabevorrichtung 4 entsprechende Eingabevorrichtung auch in dem Lenkrad 2 angeordnet sein.
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2 zeigt die Eingabevorrichtung
4 mit einer zugeordneten Steuerung in einer Prinzipdarstellung.
3 zeigt die Eingabevorrichtung
4 in einer perspektivischen Draufsicht.
4 zeigt die Eingabevorrichtung
4 in einem Querschnitt.
5 zeigt die Eingabevorrichtung
4 von unten. Die Eingabevorrichtung
4 umfasst ein Gehäuse
15, ein in dem Gehäuse
15 angeordnetes Display
12 zur optischen Darstellung von Informationen, wie zum Beispiel die in
3 mit Bezugszeichen
60,
61,
62 und
63 bezeichneten Bedienelemente, einen über dem Display
12 angeordneten und mit dem Gehäuse verbundenen Touchscreen
11 zur Eingabe von Befehlen durch Berühren einer Bedienfläche
16 des Touchscreens
11 und einen Aktor
13 zum Bewegen des Gehäuses
15 und damit des Touchscreens
11 gegenüber dem Display
12 in Richtung des Doppelpfeils
65. Der Eingabevorrichtung
4 ist eine Steuerung
10 zugeordnet, mittels der durch Ausgabe eines entsprechenden Anzeigesignals A auf dem Display
12 unterschiedliche Informationen dargestellt werden können. Zudem liest die Steuerung
10 ein von dem Touchscreen
11 ausgegebenes Positionssignal P ein, das die Position einer Berührung der Bedienfläche
16 oder eines Drückens auf die Bedienfläche
16 angibt. Zudem steuert die Steuerung
10 durch Ausgabe eines Aktorsteuersignals S die Bewegung des Aktors
13. Eine Ausgestaltung des Aktors
13 kann z. B.
EP 1 560 102 A1 entnommen werden. Darüberhinaus sind als Aktor
13 z. B. Piezoaktoren oder so genannte Voicecoils einsetzbar.
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Der Touchscreen 11 ist außen an dem Gehäuse 15 befestigt. Das Gehäuse 15 ist dabei zumindest in dem mit Bezugszeichen 17 bezeichneten Bereich unterhalb des Touchscreens 11 transparent. Alternativ kann der Touchscreen 11 auch als Teil des Gehäuses 15 ausgestaltet sein.
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Das Gehäuse 15 umfasst – wie in 4 bzw. 5 dargestellt – vier je durch eine flexible Manschette 24, 25, 26 bzw. 27 abgedeckte Öffnungen 20 und 21, durch die Befestigungselemente 22 und 23 zur Fixierung des Displays 12 an dem Lenkrad 2 oder dem Armaturenbrett 3 geführt sind. Das Gehäuse 15 umfasst zudem eine weitere durch eine weitere flexible Manschette 31 abgedeckte Öffnung, durch die ein Steckkontakt 30 zur Energieversorgung des Displays 12 und zur Übertragung des Anzeigesignals A zum Display 12 geführt ist. Die flexiblen Manschetten 24, 25, 26, 27 und 31 können z. B. aus einem Elastomer bestehen oder ein Elastomer umfassen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Flexibilität der Manschetten 24, 25, 26, 27 und 31 mit der Masse des Gehäuses 15 einschließlich des Touchscreens 11 derart abgestimmt ist, dass das Gehäuse 15 (einschließlich des Touchscreens 11) in Verbindung mit den Manschetten 24, 25, 26, 27 und 31 eine mechanische Eigenfrequenz zwischen 5 Hz und 150 Hz aufweist. Dabei wird die Eigenfrequenz insbesondere auf den Aktor 13 abgestimmt bzw. der Aktor 13 entsprechend der Eigenfrequenz ausgewählt.
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6 zeigt eine gegenüber der Eingabevorrichtung 4 abgewandelte Eingabevorrichtung 4A in einem Querschnitt, wobei gleiche Bezugszeichen wie in 2, 3, 4 und 5 gleiche oder gleichartige Elemente bezeichnen. Die Eingabevorrichtung 4A umfasst Verbindungselemente zum derartigen formschlüssigen Verbinden des Gehäuses 15 mit dem Display 12, so dass das Gehäuse 15 gegenüber dem Display 12 nur entlang einer Geraden bewegbar ist. Dazu umfasst ein Verbindungselement zumindest ein mit dem Gehäuse 15 verbundenes Befestigungselement 44 bzw. 45 zur Fixierung je einer Stange 40 bzw. 41. Zudem umfasst ein Verbindungselement zumindest je ein mit dem Display 12 verbundenes Gleitelement 42 bzw. 43 mit je zumindest einem Gleitlager 46 bzw. 47, mittels dessen das Gleitelement 42 bzw. 43 entlang der Stange 40 bzw. 41 bewegbar ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Gleitelement 42 bzw. 43 mit dem Gehäuse 15 und das Befestigungselement 44 bzw. 45 mit dem Display 12 (fest) verbunden ist.
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7 zeigt eine weitere gegenüber der Eingabevorrichtung 4 abgewandelte Eingabevorrichtung 4B in einem Querschnitt, wobei gleiche Bezugszeichen wie in 2, 3, 4 und 5 gleiche oder gleichartige Elemente bezeichnen. Die Eingabevorrichtung 4B umfasst Verbindungselemente zum formschlüssigen Verbinden des Gehäuses 15 mit dem Display 12, so dass das Gehäuse 15 gegenüber dem Display 12 nur entlang einer Geraden bewegbar. ist. Dazu umfasst ein Verbindungselement zumindest ein mit dem Lenkrad 2 oder dem Armaturenbrett 3 verbundenes bzw. verbindbares Befestigungselement 54 bzw. 55 zur Fixierung je einer Stange 50 bzw. 51. Zudem umfasst ein Verbindungselement zumindest je ein mit dem Gehäuse 15 bzw. einen unteren Teil 19 des Gehäuses 15 verbundenes Gleitelement 52 bzw. 53 mit je zumindest einem Gleitlager 56 bzw. 57, mittels dessen das Gleitelement 52 bzw. 53 entlang der Stange 50 bzw. 51 bewegbar ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Gleitelement 52 bzw. 53 mit dem Lenkrad 2 oder dem Armaturenbrett 3 verbunden bzw. verbindbar und das Befestigungselement 54 bzw. 55 mit dem Gehäuse 15 (fest) verbunden ist. Die bewegliche Verbindung zwischen dem Display 12 und dem Gehäuse 15 kann dabei über das Lenkrad 2 oder das Armaturenbrett 3 oder über ein zusätzliches Element erfolgen. Dabei können z. B. sowohl die Gleitelemente 52 und 53 als auch die Befestigungselemente 54 bzw. 55 an einem Rahmen befestigt sein. Dieser Rahmen wiederum kann zum Einbau in das Kraftfahrzeug 1 mit dem Lenkrad 2 oder dem Armaturenbrett 3 verbunden werden.
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8 zeigt – vereinfacht dargestellt – einen Ausschnitt der Eingabevorrichtung 4B in einer perspektivischen Sicht von unten. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 59 ein den Gleitelementen 52 und 53 entsprechendes Gleitelement. Dabei sind vorteilhafterweise nicht mehr als drei Gleitelemente vorgesehen. Die Manschetten 24, 25, 26, 27 und 31 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in 8 nicht dargestellt.
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9 zeigt eine weitere gegenüber der Eingabevorrichtung 4 abgewandelte Eingabevorrichtung 4C in einer – aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht vollständigen – Explosionsdarstellung. Die Eingabevorrichtung 4C umfasst einen dem Touchscreen 11 entsprechenden Touchscreen 70 und eine Halterung 71 für den Touchscreen 70. Die Eingabevorrichtung 4C umfasst zudem ein dem Display 12 entsprechendes Display 72 sowie eine dem Display 72 zugeordnete Steuerplatine 73. Die Eingabevorrichtung 4C umfasst weiterhin einen Träger 74 mit einer dem Touchscreen 70 zugeordneten Steuerplatine 75. Der Touchscreen 70, die Halterung 71 und der Träger 74 bilden ein dem Gehäuse 15 entsprechendes Gehäuse.
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Der Träger 74 umfasst flexible Manschetten bzw. Dichtungen 76, durch die Bolzen 77 zur Fixierung des Displays 72 an einem Rahmen 82 gesteckt werden, wobei die Bolzen 77 mit Schrauben 81 an dem Rahmen 82 fixiert werden. Die Eingabevorrichtung 4C umfasst zudem eine Interface-Platine 78 zur datentechnischen Verbindung der Eingabevorrichtung 4C mit der Steuerung 10 oder einer der Steuerung 10 entsprechenden Steuerung. Die Eingabevorrichtung 4C umfasst zudem ein mittels einer Schraube 83 an dem Rahmen 82 fixierbares Befestigungselement 80 zur Fixierung einer Stange 79. Der Träger 74 umfasst an seiner Rückseite – in 9 nicht erkennbare – Verbindungselemente zum derartigen formschlüssigen Verbinden des Trägers 74 mit dem Rahmen 82, dass der Träger 74 gegenüber dem Rahmen 82 entlang der Stange 79 bewegbar ist. In dieser Ausgestaltung sind das Gehäuse und das Display 72 ebenfalls derart formschlüssig im Sinne der Erfindung miteinander verbunden, dass das Gehäuse gegenüber dem Display 72 nur entlang einer Geraden bewegbar ist.
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Die Eingabevorrichtung
4C umfasst weiterhin einen dem Aktor
13 entsprechenden Aktor
84, der einen Exzenter
85, der dem Exzenter der in
EP 1 560 102 A1 dargestellten Aktoren entsprechen kann.
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10, 11 und 12 zeigen Ausführungsbeispiele einer Auslenkung d des Touchscreens 11, 70 in Richtung des Doppelpfeils 65 (3) zur Implementierung von taktilem bzw. haptischem Feedback. Wird z. B. ein durch das Display 12 dargestelltes Bedienelement 60, 61, 62, 63 bedient, so erzeugt die Steuerung 10 bzw. eine der Steuerung 10 entsprechende Steuerung ein Steuersignal S zur Auslenkung des Touchscreens 11, 70 entsprechend einer in 10, 11 bzw. 12 dargestellten Auslenkung d.
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Die Elemente und Abstände in den 2 bis 9 sind unter Berücksichtigung von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. So sind z. B. die Größenordnungen einiger Elemente und Abstände in den 2 bis 9 übertrieben gegenüber anderen Elementen und Abständen in den 2 bis 9 dargestellt, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Lenkrad
- 3
- Armaturenbrett
- 4, 4A, 4B, 4C
- Eingabevorrichtung
- 10
- Steuerung
- 11, 70
- Touchscreen
- 12, 72
- Display
- 13, 84
- Aktor
- 15
- Gehäuse
- 16
- Bedienfläche
- 17
- Bereich
- 19
- unterer Teil eines Gehäuses
- 20, 21
- Öffnung
- 22, 23
- Befestigungselement
- 24, 25, 26, 27, 31
- Manschette
- 30
- Steckkontakt
- 40, 41, 50, 51, 79
- Stange
- 42, 43, 52, 53, 59
- Gleitelement
- 44, 45, 54, 55
- Befestigungselement
- 46, 47, 56, 57
- Gleitlager
- 60, 61, 62, 63
- Bedienelement
- 65
- Doppelpfeil
- 71
- Halterung
- 73, 75
- Steuerplatine
- 74
- Träger
- 76
- Dichtung
- 77
- Bolzen
- 78
- Interface-Platine
- 80
- Befestigungselement
- 81, 83
- Schraube
- 82
- Rahmen
- 85
- Exzenter
- A
- Anzeigesignal
- d
- Auslenkung
- P
- Positionssignal
- S
- Aktorsteuersignal Zeit
