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Die Erfindung betrifft ein sensorisches Bedienfeld zum Erfassen eines Eingabesignals. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug.
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Sensorische Bedienfelder mit Tastenfeldern können durch Berührung bedient werden. Es ergibt sich hierbei das Problem der Mehrfacherkennung bei Berührung mehrerer Tasten. Hierbei ist es schwierig, aus den aktivierten Tasten und den dazugehörigen verschiedenen Tastsignalen die richtige Taste zu erkennen, nämlich die aktivierte Taste zu erkennen, die tatsächlich aktiviert wurde und nicht versehentlich berührt wurde.
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Es wird derzeit ein Ansatz verfolgt, das stärkste Signal bei der Aktivierung von mehreren Tasten zu verwenden. Diese Vorgehensweise ist für Tasten geeignet, die auf gleiche Weise erreicht und berührt werden können. Allerdings wird diese Vorgehensweise problematisch, wenn ein oder mehrere Tasten versehentlich berührt werden, beispielsweise bei der Bedienung des Tastenfeldes durch andere Körperteile, wie Finger oder einen Handballen. Hierbei kann der Handballen ein stärkeres Signal liefern, als der eigentlich bedienende Finger, was zu Fehlauslösungen führen wird.
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Solche Fehlauslösungen können beispielsweise mit aufwändigen Sensorfeldern oder Sensorarrays verhindert werden, die Abstandsinformationen und Ableitungen der Sensorsignale verwenden. Dies ist im Hinblick auf die Sensorik sehr aufwändig und primär für Touchflächen erforderlich, aber für einfachere Anwendungen wie Tastenfelder oder Keypads überdimensioniert, da hierzu insbesondere eine Sensorfolie und ein Mikrocontroller (μC-Aufwand) bereitgestellt werden müssen.
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Aus
DE 10 2011 079 434 A1 ist eine Vorrichtung mit einer berührungsempfindlichen Sensorfläche bekannt zum Erfassen eines Eingabesignals, wobei eine Recheneinheit der Vorrichtung ein Gradientenprofil berechnet, um das Eingabesignal zu klassifizieren. Hierzu wird eine Kennzahl des Gradientenprofils mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen und bei Abweichung von der Kennzahl in einer bestimmten Richtung, wird das Eingabesignal in eine erste Klasse klassifiziert und andernfalls in eine zweite Klasse klassifiziert. Ferner ist hierbei vorgesehen, die Vorrichtung in einem Fahrzeug zu installieren. Mit anderen Worten wird ein Eingangssignal auf einer berührungssensitiven Oberfläche eines Touchpads erkannt, um gültige Berührungen auf dem Touchpad zu erkennen, wobei ein Gradientenprofil und/oder ein maximaler Gradient des Gradientenprofils mit vorbestimmten Schwellwerten verglichen werden, um gültige Berührungen auf der berührungsempfindlichen Oberfläche des Touchpads zu erkennen.
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Dieser Ansatz erscheint komplex und insbesondere für Touchpads geeignet zu sein. Allerdings erscheint die Lösung als überdimensioniert für einfachere Anwendungen, wie bei einem berührungsempfindlichen Tastenfeld oder Keypad.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lösung anzugeben, die eine zuverlässige Erkennung von Benutzereingaben auf sensorischen Bedienoberflächen mit Berührungstasten ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hierzu wird ein sensorisches Bedienfeld zum Erfassen eines Eingabesignals bereitgestellt. Das sensorische Bedienfeld weist ein Tastenfeld mit Berührungstasten auf, die eine berührungsempfindliche Oberfläche aufweisen, wobei die Berührungstasten von einem Benutzer betätigbar sind und das Tastenfeld eine erste Priorisierung aufweist. Hierbei ist vorgesehen, dass die erste Priorisierung zwischen mehreren aktivierten Berührungstasten eine Berührungstaste priorisiert und als aktiviert erkennt und die erste Priorisierung eine Bedienrichtung des Benutzers berücksichtigt.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das sensorische Bedienfeld eine zweite Priorisierung aufweist, wobei die zweite Priorisierung zwischen mehreren aktivierten Berührungstasten eine Berührungstaste priorisiert und als aktiviert erkennt, wobei die zweite Priorisierung eine Zeitdauer der aktivierten Berührungstasten berücksichtigt.
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Ferner kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen werden, dass die erste Priorisierung zwischen den mehreren aktivierten Berührungstasten die Berührungstaste priorisiert und als aktiviert erkennt, indem die erste Priorisierung zwischen den aktivierten Berührungstasten die zuletzt berührte Berührungstaste als aktiviert priorisiert.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgesehen werden, dass die zweite Priorisierung zwischen den mehreren aktivierten Berührungstasten die Berührungstaste priorisiert und als aktiviert erkennt, indem die zweite Priorisierung zwischen den aktivierten Berührungstasten die Berührungstaste priorisiert, die kürzer als 50 ms betätigt wurde.
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Ferner wird die Aufgabe mit einem Fahrzeug gelöst, das das erfindungsgemäße aufweisend sensorische Bedienfeld aufweist.
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Erfindungsgemäß wird mindestens eine Priorisierung bereitgestellt, um gültige Berührungen auf einem berührungsempfindlichen Tastenfeldes oder Keypads zu erkennen. Die erste Priorisierung wird durch Verwenden einer räumlichen Position des Tastenfeldes in Bezug auf ein Hand-Arm-System des Benutzers oder eines Arms bereitgestellt.
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Es kann weiterhin eine zweite Priorisierung vorgesehen sein, die unter Verwendung eines zeitabhängigen Verhaltens eines Signals oder Eingangssignals ausgeführt wird, wobei das Signal an eine Auswerteeinheit geleitet wird und durch eine Betätigung einer Taste erzeugt wird.
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In einem Ausführungsbeispiel kann eine Tastenreihe in der Mittelkonsole eine Armstütze und ein zentral angeordnetes Bedienelement aufweisen, wobei ein Benutzer beabsichtigt, eine linke vordere Taste zu bedienen. Hierbei berührt ein Daumen des Benutzers unbeabsichtigt mindestens eine weitere Taste in einer vorderen Position in Bezug auf die linke vordere Taste und erzeugt ein starkes Eingangssignal an der weiteren Taste. Da die Hand eine Orientierung hat, so dass ein bedienender Finger am weitesten vorne als Extemität der Hand aufgefasst werden kann, wird beispielsweise eine linke vordere Bedientaste als relevanter Taste priorisiert, die bedient wurde.
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Eine zweite Priorisierung kann wie folgt erfolgen. Der Daumen befindet sich rückwärts in Bezug auf einen Indexfinger auf dem Tastenfeld und wird beispielsweise verwendet, um eine hinteren Taste auszuwählen. Der Daumen wird kurz angehoben und danach drückt er die hintere Taste während der Indexfinger auf dem Bedienfeld liegen bleibt. Die hintere betätigte Taste unter Verwendung des Daumens ist als relevante Taste priorisiert, die bedient werden soll.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es handelt sich um nichtmaßstabsgerechte Figuren, die zur weiteren Beschreibung herangezogen werden. Dabei zeigen
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1 ein Ausführungsbeispiel eines sensorischen Bedienfeldes mit zwei Tasten;
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2 ein Ausführungsbeispiel für eine Funktion, die eine Erkennungszeit der Berührung festlegt; und
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3 ein Ausführungsbeispiel eines sensorisches Bedienfelds mit sieben Tasten.
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1 zeigt ein sensorisches Bedienfeld 10 zum Erfassen eines Eingabesignals mit einem Tastenfeld, das zwei Berührungstasten 11, 12 aufweist, die jeweils eine berührungsempfindliche Oberfläche aufweisen. Hierbei sind die Berührungstasten 11, 12 von einem Benutzer betätigbar, wobei drei Situationen gleichzeitig in 1 gezeigt sind. Bei einer ersten Bedienung P1 berührt der Benutzer die erste Taste 11 ohne Berührung der benachbarten Taste 12. In einer zweiten Bedienung P2 und in einer dritten Bedienung P3 berührt der Benutzer in einem Übergangsbereich 13 die Tasten 11, 12 gleichzeitig. Hierbei weist das Tastenfeld in dem Übergangsbereich zwischen den beiden Tasten 11, 12 eine Hysteresfunktion für eine Trennschärfe auf, wenn nur gleichzeitig ein Finger zwei Berührungstasten gleichzeitig berührt. Hierbei kann das Tastenfeld eine erste Priorisierung aufweisen, die zwischen den beiden aktivierten Berührungstasten 11, 12 eine Berührungstaste priorisiert und als aktiviert erkennt. Ist beispielsweise das sensorische Bedienfeld 10 in einem Fahrzeug installiert und wird von einem Fahrer von der linken Seite aus in Bezug auf das sensorische Bedienfeld 10 der 1 bedient, so kann durch die erste Priorisierung festgelegt sein, dass die Taste 12 bei der Berührung im Übergangsbereich 13 priorisiert wird, da es dem Fahrer schwerer fällt, die zweite Taste ohne eine ungewollte Berührung der ersten Taste 11 zu berühren. Eine Breite 14 des Übergangsbereichs 13 kann vorab definiert werden und von der Einbaulage des sensorischen Bedienfeldes abhängig gemacht werden.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Funktion 20, die eine Erkennungszeit t der Berührung festlegt. Hierbei wird die Erkennungszeit t über einen Abstand d zwischen dem Finger des Benutzers und der Bedienoberfläche des Tastenfeldes aufgetragen. Es wird eine Berührung eines Fingers und eine Berührung eines Fingers in einem Handschuh berücksichtigt. Hierbei markiert der Zeitpunkt t1 eine Erkennungszeit für den Finger an, währende der Zeitpunkt t2 eine Erkennungszeit für den Finger in dem Handschuh markiert. Die Funktion 20 verläuft beginnend von t1 nach t2 in Abhängigkeit des Abstandes ”0” bis einem Abstand d2, der die Dicke des Handschuhs am Finger darstellt. Insgesamt kann die zweite Priorisierung mit der in 2 dargestellten Funktion 20 verwirklicht werden.
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Kombiniert man die beiden Ausführungsbeispiele der 1 und 2, so erhält man für jede Taste den Zustand ”Berührung” (touch) oder ”keine Berührung” (no touch). Ferner kann eine oder mehrere Tasten 11, 12 des sensorischen Tastenfeldes der 1 mechanisch eindeutig betätigt sein. Es ergibt sich eine Überlagerung der Informationen in Bezug auf einen Betätigungszustand einer jeden Taste, wobei der Zustand ”Berührung” oder ”keine Berührung” sein kann. Die Voraussetzung für das Erkennen eines Fingers ist, dass sich die mechanisch betätigte Taste von dem Zustand ”keiner Berührung” auf ”Berührung” ändert.
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Wenn das sensorische Bedienfeld als Eingabegerät eine mechanische Betätigung der Bedientasten bzw. Touchbuttons erkennt, und das Eingabegerät nur an einer Bedientaste den Berührzustand ”Berührung” erkennt, so verwendet das Eingabegerät den Betätigungszustand ”aktiviert” bzw. ”activated” an dieser Bedientaste. Dieser Fall ist eindeutig und bedarf keiner Priorisierung.
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Wenn allerdings das Eingabegerät eine mechanische Betätigung der Bedientasten erkennt, und das Eingabegerät an zwei oder mehreren Bedientasten den Berührzustand ”Berührung” erkennt, so verwendet das Eingabegerät den Betätigungszustand „aktiviert” an der Bedientasten, an dem sich der Berührzustand zuletzt und kürzer als 50 ms vor der mechanischen Betätigung von ”keine Berührung” auf ”Berührung” ändert.
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In 3 wird ein Ausführungsbeispiel eines sensorisches Bedienfelds 30 mit sieben Berührungstasten 31–38 zum Erfassen eines Eingabesignals gezeigt. Hierbei liegen die Tasten 31, 33, 35, 37 an der linken Begrenzung und die Tasten 32, 34, 36, 38 an der rechten Begrenzung des Bedienfeldes 30, das mittig ein Anzeigefeld 39 aufweist. Die Tasten der linken und der rechten Seite können jeweils aneinander angrenzen, so dass sie wie in 1 gezeigt einen Übergangsbereich zueinander aufweisen. Das sensorische Bedienfeld 30 der 3 weist eine erste Priorisierung und eine zweite Priorisierung auf.
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Bei einer Anordnung der Tasten 31–38 längs eines Armes 40 eines Benutzers kann eine Überlagerung der Fläche und somit eine Mehrfachbedienung der einzelnen Tasten 31–38 durch hängende Finger einer Hand 41 oder dem Handballen des Benutzers führen.
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Die erste Priorisierung erfolgt durch die räumliche Lage des Tastenfeldes zum Hand-Arm-System 40, 41, zum Beispiel räumlich vorne liegende Tasten werden priorisiert. Sind andere dahinter gelegene Tasten vorhanden, so werden diese gegebenenfalls ignoriert. Es wird demnach eine Bedienrichtung 42 des Benutzers berücksichtigt, die im vorliegenden Beispiel eine Bedienrichtung von der linken Seite in Bezug auf das Bedienfeld ist.
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Die erste Priorisierung oder Prioritätsfunktionalität soll anhand eines Ausführungsbeispiels mit 3 näher erläutert werden. Eine erste Tastenreihe mit den Tasten 31, 33, 35, 37 und eine zweite Tastenreiche mit den Tasten 32, 24, 36, 38 des Bedienfeldes 30 befindet sich in Mittelkonsole eines Fahrzeugs, dazwischen befindet sich eine Handablage und ein zentrales Bedienelement. Der Benutzer möchte eine Taste links vorne bedienen, der Daumen hängt von der Handablage und berührt zufällig die Tasten 32 und 33 Taste und erzeugt dort ein starkes Signal an einem Sensor der Tasten. Da die Ausrichtung der Hand immer so sein wird, dass der bediente Finger das vorderste Glied ist, kann zur Erkennung die vorderste Taste als relevante Taste verwendet werden.
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Die zweite Priorisierung kann anhand des zeitlichen Verlaufs des Sensorsignals festgelegt werden. Ist die Hand auf Tasten abgelegt, so kann durch Tippen der Taste ein Signal das zeitlich um den Schaltpunkt gelegen ist, den priorisierten Fall definieren. Dies bedeutet, dass das kürzere entprellte Signal priorisiert wird.
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Die zweite Priorisierung oder Prioritätsfunktionalität wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. Der Daumen liegt hinter dem Zeigefinger auf dem Feld und wird zur Auswahl einer hinteren Taste eingesetzt. Diese wird kurz abgehoben und drückt dann die Taste, während der Zeigefinger liegt.
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Der Benutzer möchte beispielsweise die Berührungstaste 31 betätigen während die Berührungstasten 35 und 37 von der Handfläche berührt sind. Wenn das Eingabegerät eine mechanische Betätigung der Berührungstasten erkennt, und das Eingabegerät an zwei oder mehreren Berührungstasten den Berührzustand ”Berührung” erkennt, an denen sich der Berührzustand länger als 50 ms vor der mechanischen Betätigung von ”keine Berührung” auf ”Berührung” geändert hat, wird das Eingabegerät den Betätigungszustand „aktiviert” an der Berührungstaste mit der höchsten Priorität.
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In einem weiteren Beispiel soll die Berührungstaste 31 betätigt werden, während ausversehen die Berührungstasten 31, 35 und 37 berührt werden. Hierbei kann nun vor Installation des sensorischen Bedienfeldes 30 oder auch während des Betriebs festgelegt werden, welche Priorisierung erfolgen soll. Es können hierbei einzelne Betätigungstasten voreingestellt priorisiert werden. Hierbei darf nur an einer Betätigungstaste der Zustand ”aktiviert” erfolgen. Unmittelbar nach dem Erkennen des Betätigungszustandes an einer Betätigungstaste, übertragt das Eingabegerät diesen Betätigungszustand und die Betätigungstasten-Identität (Touchbutton-ID) entsprechend einer K-Matrix. Hierbei wird die Logik der Matrix zuvor definiert.
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Es ergibt sich insgesamt der Vorteil einer robusten Bedienung bei gleichzeitig vereinfachter technischer Umsetzung. Eine zuverlässige Erkennung von Benutzereingaben ist hierbei auf einfache Weise ermöglicht worden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- sensorisches Bedienfeld
- 11
- erste Berührungstaste
- 12
- zweite Berührungstaste
- 13
- Übergangsbereich
- 14
- Breite
- 20
- Funktion
- 30
- sensorisches Bedienfeld
- 31–38
- Berührungstasten
- 39
- Anzeigefeld
- 40
- Arm eines Benutzers
- 41
- Hand
- 42
- Bedienrichtung
- t
- Zeit
- t1
- Zeitpunkt
- t2
- Zeitpunkt
- d
- Abstand
- d1
- Abstand
- P1
- ersten Bedienung
- P1
- ersten Bedienung
- P2
- zweiten Bedienung
- P3
- dritten Bedienung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011079434 A1 [0005]
