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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Bedienvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Bedienvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
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Solche Bedienvorrichtungen, insbesondere in der Art eines Touchpads, werden in Kraftfahrzeugen zur Bedienung unterschiedlichster Funktionen durch einen Benutzer eingesetzt. Beispielsweise kann es sich dabei um eine zentrale Bedieneinheit in einem Kraftfahrzeug handeln.
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Eine derartige Bedienvorrichtung weist eine Sensorfläche sowie eine Sensoreinrichtung auf. Bei Bewegung eines Objekts in der Nähe zur Sensorfläche und/oder in Berührung der Sensorfläche wird ein zum jeweiligen Ort des Objekts bezüglich der Sensorfläche korrespondierendes Signal mittels der Sensoreinrichtung erzeugt. Das Signal wird anschließend im Hinblick auf die durch die zeitliche Abfolge der Orte gebildete Bewegungsbahn des Objekts ausgewertet. Es hat sich herausgestellt, dass in manchen Fällen Ungenauigkeiten bei der Auswertung auftreten, so dass die Bewegungsbahn des Objekts nicht richtig oder gar nicht erkannt wird. Dies kann wiederum zu Fehlbedienungen der Bedienvorrichtung durch den Benutzer führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Bedienung der Bedienvorrichtung und/oder die Bedienvorrichtung derart weiterzuentwickeln, dass die Genauigkeit und/oder Zuverlässigkeit der Auswertung für die Bewegungsbahn des Objekts gesteigert ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 sowie bei einer gattungsgemäßen Bedienvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Auswertung des Signals nach einer Wartezeit zur Signalerzeugung. Dadurch wird die Auswertung dann vorgenommen, wenn bereits ein gewisser Teil der Bewegungsbahn vorliegt, so dass die Genauigkeit und/oder Zuverlässigkeit der Auswertung der Bewegungsbahn gesteigert ist. Vorteilhafterweise kann die Auswertung der individuellen Bewegung des Objekts durch den Benutzer in einfacher Art und Weise angepasst werden. Insbesondere ist dadurch eine dynamische Geschwindigkeitserkennung für eine Schrifterkennung auf der Basis eines Touchpads im Kraftfahrzeug unter Verwendung von optischer Lichtabtastung, beispielsweise mittels Infrarot-Technologie, von kapazitiver Erfassung o. dgl. ermöglicht. Ein derartiges Verfahren lässt sich vorteilhafterweise für das Touchpad an einer zentralen Bedieneinheit (ZBE) im Kraftfahrzeug einsetzen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Wartezeit in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Objekts entlang der Bewegungsbahn gewählt wird. Man erhält somit eine individuelle Anpassung an die jeweilige Bedienung der Bedienvorrichtung durch den jeweiligen Benutzer. Die Auswertung des Signals kann im Hinblick auf die Schrifterkennung für die vom Objekt beschriebene Bewegungsbahn erfolgen. Besonders bevorzugt ist, dass es sich bei dem Objekt um einen Finger des Benutzers handelt. Weiterhin kann es sich bei der vom Finger beschriebenen Bewegungsbahn um ein Schriftzeichen, einen Buchstaben, ein Symbol o. dgl. handeln. Die Bedienvorrichtung bietet somit vorteilhafterweise eine sichere und zuverlässige Erkennung der vom Benutzer beispielsweise mittels Schrift und/oder Symbolik vorgenommenen Eingaben am Touchpad.
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Eine insbesondere nach einem solchen Verfahren betreibbare Bedienvorrichtung weist eine Sensorfläche und eine Sensoreinrichtung auf, derart dass durch Bewegung eines Objekts in der Nähe zur Sensorfläche und/oder bei Berührung der Sensorfläche durch das Objekt ein zum jeweiligen Ort des Objekts bezüglich der Sensorfläche korrespondierendes Signal erzeugbar ist. Desweiteren ist eine Auswerteeinrichtung für die Bedienvorrichtung vorgesehen, mittels der das Signal im Hinblick auf die durch die zeitliche Abfolge der Orte gebildete Bewegungsbahn des Objekts auswertbar ist. Die Auswerteeinrichtung wertet das Signal erst nach Ablauf einer gewissen Wartezeit ΔT zur Signalerzeugung aus. Dadurch wird die Genauigkeit und/oder Zuverlässigkeit der Auswertung der Bewegungsbahn gesteigert.
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In weiterer Ausgestaltung der Bedienvorrichtung kann es sich bei der Sensoreinrichtung für die Sensorfläche um eine reflexionsoptische Sensoreinrichtung für die Detektierung des Objekts handeln, welche besonders zuverlässig sowie betriebssicher arbeitet. Die reflexionsoptische Sensoreinrichtung kann ihrerseits wenigstens eine Sendediode und wenigstens eine Empfangsdiode für optische Strahlung aufweisen. In einfacher sowie kostengünstiger Ausgestaltung können die Sendediode aus einer Leuchtdiode sowie die Empfangsdiode aus einer Fotodiode bestehen.
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Bei der optischen Strahlung kann es sich um für das menschliche Auge nicht sichtbare Infrarot(IR)-Strahlung handeln. Vorteilhafterweise wird die Funktionsfähigkeit einer solchen Bedienvorrichtung nicht durch die Umgebungshelligkeit beeinträchtigt. Als Sende- und/oder Empfangsdiode können dann eine Infrarot(IR)-Sende- und/oder Infrarot(IR)-Empfangsdiode Verwendung finden.
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In kostengünstiger Art und Weise kann es sich bei der Sensoreinrichtung für die Sensorfläche auch um eine kapazitiv arbeitende Sensoreinrichtung handeln. Eine solcherart ausgestaltete Bedienvorrichtung kann in kompakter Art und Weise ausgebildet werden.
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Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist nachfolgendes festzustellen. Die Auswertung der Fingerspur, und zwar die mittels des Fingers auf dem Touchpad eingegebenen Punkte pro stroke (Takt), erfolgt im Abgleich mit einer Wartezeit. An einem Beispiel soll dies näher erläutert werden. Erfolgt eine Bedienung der Bedienvorrichtung mit 10 Punkten pro stroke, so liegen genügend Punkte pro Strich vor. Die Wartezeit bis zur Auswertung des Schriftzeichens kann daher gering gehalten werden. Erfolgt eine Bedienung der Bedienvorrichtung mit 5 Punkten pro stroke, so liegen eigentlich zu wenig Punkte pro Strich vor. Die Wartezeit bis zur Anwendung der dem Schriftzeichen zugrunde liegenden Funktionalität wird daher entsprechend erhöht, um so eine genügende Punktezahl für die Auswertung zu erhalten.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine dynamische Anpassung der individuellen Wartezeiten einer Schrifterkennung in Abhängigkeit von der Schreibgeschwindigkeit des Anwenders erreicht ist. Dadurch wird die Güte der Auswertung gesteigert. Es kann desweiteren eine Personalisierung der Bedienvorrichtung für den jeweiligen Anwender vorgenommen werden. Somit funktioniert die Bedienvorrichtung in zuverlässiger Weise unabhängig von der individuellen Arbeitsweise des jeweiligen Bedieners. Das bedeutet, dass nicht der Bediener sich an die Bedienvorrichtung anpassen muss, sondern vielmehr die Bedienvorrichtung sich selbständig auf den jeweiligen Bediener einstellt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
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1 eine Prinzipskizze zur Funktionsweise der Bedienvorrichtung,
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2 die Draufsicht auf die Bedienvorrichtung mit Darstellung einer Bewegungsbahn in schematischer Art, insbesondere die Darstellung der Fingerbewegung, und
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3 die Bewegungsbahn in einem Koordinaten-Zeit-Diagramm.
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In 1 ist als Prinzipskizze eine Bedienvorrichtung 1, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Sensorfläche 2 und mit einer Sensoreinrichtung 3 gezeigt. Durch Bewegung eines Objekts 5 in der Nähe zur Sensorfläche 2 und/oder bei Berührung der Sensorfläche 2, wobei es sich bei dem Objekt 5 beispielsweise um einen Finger einer Hand 4 des Benutzers 6 handelt, wird ein zum jeweiligen Ort 13 (siehe 2) des Fingers 5 bezüglich der Sensorfläche 2 korrespondierendes Signal mittels der Sensoreinrichtung 3 erzeugt.
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Bei der Sensoreinrichtung 3 für die Detektierung der Bewegung des Fingers 5 in Relation zur Sensorfläche 2 handelt es sich um eine reflexionsoptische Sensoreinrichtung, die wenigstens eine Leuchtdiode 9 als Sendediode und wenigstens eine Fotodiode 10 als Empfangsdiode für optische Strahlung 11 aufweist. Die Leuchtdiode 9 sowie die Fotodiode 10 sind auf einer Leiterplatte 8 angeordnet. Ebenfalls auf der Leiterplatte 8 befindet sich eine Elektronik 7 zum Betrieb der Sensoreinrichtung 3 sowie zur Erzeugung und/oder Auswertung des Signals. Bei der optischen Strahlung 11, die von der Leuchtdiode 9 innerhalb eines Winkelbereichs 12 abgestrahlt wird, sowie bei der vom Finger 5 reflektierten und von der Fotodiode 10 empfangenen optischen Strahlung 11 handelt es sich bevorzugterweise um für das menschliche Auge unsichtbare Infrarot(IR)-Strahlung. In diesem Falle handelt es sich dann bei den Sende- und/oder Empfangsdioden 9, 10 um Infrarot(IR)-Sende- und/oder Infrarot(IR)-Empfangsdioden. Anstelle einer reflexionsoptischen Sensoreinrichtung 3 kann auch eine kapazitiv arbeitende oder eine sonstige Sensoreinrichtung verwendet werden, was jedoch nicht weiter gezeigt ist.
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Zur Steuerung der Bedienvorrichtung 1 durch den Benutzer 6 wird nun ein Verfahren verwendet, das das von der Sensoreinrichtung 3 erzeugte Signal im Hinblick auf die durch die zeitliche Abfolge der Orte 13, 13', 13'' gebildete Bewegungsbahn 14 (siehe 2) des Fingers 5 auswertet. Die Auswertung der Bewegungsbahn 14 kann beispielsweise zur Schrifterkennung dienen, indem die vom Benutzer 6 mittels des Fingers 5 auf der Sensorfläche 2 dargestellten Schriftzeichen, Buchstaben, Symbole o. dgl. ermittelt werden. Die Auswertung der Signale, die der Bewegungsbahn 14 entsprechen, kann in der beispielsweise einen Mikroprozessor umfassenden Elektronik 7 erfolgen, die somit gleichzeitig als Auswerteeinrichtung 7 dient. Selbstverständlich kann die Auswerteeinrichtung jedoch auch separat hiervon, als ein sonstiges Steuergerät im Kraftfahrzeug ausgebildet sein.
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Wie in 2 näher zu sehen ist, setzt sich die Bewegungsbahn 14 aus den vom Finger 5 nacheinander angefahrenen Positionen 13, 13', 13'' bezüglich der Sensorfläche 2 zusammen. Die von der Sensoreinrichtung 3 erzeugten Signale werden im Hinblick auf die Koordinaten x, y sowie gegebenenfalls der räumlichen Koordinate z dieser Positionen 13, 13', 13'' in Relation zur Sensorfläche 2 ausgewertet, so dass die Bewegungsbahn 14 anhand dieser Koordinaten x, y auf der Sensorfläche 2 sowie gegebenenfalls der Koordinate z bezüglich der Sensorfläche 2 in der zeitlichen Abfolge t bestimmt ist, wie in 3 dargestellt ist.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Auswertung des Signals im Hinblick auf die Koordinaten x, y sowie gegebenenfalls z erst nach einer Wartezeit ΔT zur Signalerzeugung. Beispielsweise wird nach der Zeit t1 erst die Zeitspanne ΔT als Wartezeit abgewartet bevor die den Positionen 13, 13' zugehörigen Signale, die bereits zum Zeitpunkt t1 sowie t2 vorliegen, koordinatenmäßig ausgewertet werden. Zweckmäßig ist dabei, dass die Länge der Wartezeit ΔT in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit v des Fingers 5 entlang der Bewegungsbahn 14 gewählt wird. Die Geschwindigkeit v lasst sich in bekannter Weise durch die Formel v = Δs/Δt bestimmen, wobei Δs der Abstand zwischen zwei Positionen 13, 13' und Δt die Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t1, t2, an denen diese Positionen 13, 13' vom Finger 5 eingenommen werden, bedeuten.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Bedienvorrichtung sowie eine solche Bedienvorrichtung für beliebige Bediengeräte im Kraftfahrzeug, beispielsweise für zentrale Bedienelemente, Bedienpanels, Bedienschalter und/oder Bedienelemente mit Oberflächentechnik, Beleuchtungselemente, Dekorelemente mit kapazitiven und/oder IR-Strukturen o. dgl. verwendet werden. Desweiteren lasst sich das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Steuerung von sonstigen Geräten, beispielsweise Hausgeräten, Werkzeugmaschinen, Computersteuerungen o. dgl., einsetzen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bedienvorrichtung
- 2
- Sensorfläche
- 3
- Sensoreinrichtung
- 4
- Hand
- 5
- Objekt/Finger
- 6
- Benutzer
- 7
- Elektronik/Auswerteeinrichtung
- 8
- Leiterplatte
- 9
- Leuchtdiode
- 10
- Fotodiode
- 11
- optische Strahlung
- 12
- Winkelbereich (für optische Strahlung)
- 13, 13', 13''
- Ort/Position
- 14
- Bewegungsbahn
