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Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Ein Benutzer kann damit ein Bedienelement berührungslos mittels einer Bediengeste auswählen, um hierdurch das Bedienelement entweder für eine Aktivierung zu markieren und/oder das Bedienelement auch gleich zu aktivieren. Zu der Erfindung gehören auch die Bedienvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung.
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In einem Kraftfahrzeug ist eine Bedienvorrichtung für den Fahrer und/oder Beifahrer in der Regel für eine jeweilige Sitzposition des Benutzers ausgelegt, die der Sitz während einer Fahrt aufweist, bei welcher das Kraftfahrzeug von einem Fahrer angeführt wird. Für den Fall, dass das Kraftfahrzeug einen Autopiloten aufweist, muss ein Fahrer während der pilotierten Fahrt seinen Sitz nicht unbedingt in der Fahrposition angeordnet lassen. Vielmehr kann eine offene, vom Lenkrad und der Bedienvorrichtung entfernte Sitzposition (Ruheposition) vorgesehen sein, in welcher der Sitz in einem größeren Abstand zu der Bedienvorrichtung verschoben ist. Damit sind aber mechanische und berührungssensitive Bedienelemente am Lenkrad, am Armaturenbrett und der Mittelkonsole außer Reichweite für den Benutzer.
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Aus der
DE 10 2015 201 728 A 1 ist eine berührungslose Auswahl eines Bedienelements in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei welcher der Benutzer mit dem Auge und einer Fingerspitze ein auszuwählendes Bedienelement anpeilt. Diese Bediengeste wird durch eine Kamera erfasst. Ein anschließendes Zucken mit dem Finger aktiviert das Bedienelement.
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Aus der
DE 10 2012 215 407 A 1 ist bekannt, ein Bedienelement einzeln hervorzuheben, um zu signalisieren, dass dieses mittels einer Auslösegeste aktiviert werden kann. Das Hervorheben kann vorsehen, dass das Bedienelement mittels einer Leuchtdiode hinterleuchtet wird.
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Aus der
DE 10 2009 046 376 A1 ist bekannt, dass ein Benutzer eine Kopfoben-Anzeige (HUD - Head-up-Display) berührungslos mittels einer Geste bedienen kann, die von einer Kamera erfasst werden kann.
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Das berührungslose Betätigen eines Bedienelements weist den Nachteil auf, dass ein Benutzer sich vergewissern muss, ob er die dazu vorgesehene Bediengeste korrekt ausgeführt hat. Er muss also beispielsweise einen Kontrollblick auf die Bedienvorrichtung werfen. In einem Kraftfahrzeug lenkt dies dem Benutzer vom Verkehrsgeschehen ab. Schon das Auffinden des Bedienelements kann bei der berührungslosen Bedienung schwierig sein, da der Benutzer auf die Bedienvorrichtung blicken muss, was ebenfalls vom Verkehrsgeschehen ablenkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Kraftfahrzeug eine berührungslose Bedienung eines Bedienelements einer Bedienvorrichtung zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figur beschrieben.
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Die Erfindung stellt eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereit. Die Bedienvorrichtung weist das Bedienelement auf, welches dazu eingerichtet ist, bei einer Aktivierung eine vorbestimmte Bedienfunktion auszulösen. Ein solches Bedienelement kann beispielsweise eine mechanische Taste oder ein mechanischer Drehsteller oder eine Bedienfläche (Button/Icon) auf einem Touchscreen sein.
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Um ein solches Bedienelement berührungslos auswählen zu können, ist eine Erkennungseinrichtung bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, berührungslos eine vorbestimmte, frei im Raum ausgeführte Bediengeste zu erkennen, durch welche ein Benutzer das Bedienelement aus einer Distanz oder über eine Distanz hinweg auswählt. Beispielsweise kann der Benutzer also mit zumindest einem Finger auf das Bedienelement zeigen. Die Auswahl des Bedienelements kann auch z.B. per Blickerkennung erfolgen (zusätzlich oder alternativ zur Hand-/Arm-/Fingergeste), d.h. die Bediengeste umfasst eine Blickzuwendung. Bei Erkennen der Bediengeste sieht die Erkennungseinrichtung vor, das Bedienelement für die Aktivierung auszuwählen, es also beispielsweise aufleuchten zu lassen, und/oder das Bedienelement zu aktivieren, so dass die zugeordnete Bedienfunktion ausgelöst wird. Falls das Bedienelement durch die Bediengeste nur ausgewählt wird, kann eine weitere, separate zweite Bediengeste vorgesehen sein, durch welche das ausgewählte Bedienelement dann schließlich aktiviert wird, d.h. Bedienfunktion ausgelöst wird. Eine solche Bediengeste kann z.B. eine Drückbewegung sein.
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Durch das beschriebene berührungslose Auswählen mittels Bediengeste fehlt es dem Benutzer in der Regel an einer Rückmeldung oder einem Feedback, das ihm bestätigt, welches Bedienelement er mittels der Bediengeste ausgewählt und/oder aktiviert hat.
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Erfindungsgemäß ist deshalb eine Rückmeldeeinrichtung bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, bei Erkennen der Bediengeste eine Rückmeldung oder ein Feedback zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist diese Rückmeldung mit dem zumindest einen Finger fühlbar und dennoch berührungslos. Hierzu ist die Rückmeldeeinrichtung dazu eingerichtet, bei Erkennen der Bediengeste berührungslos ein Reizsignal an zumindest einen Finger zu übertragen. Hierdurch wird an dem zumindest einen Finger ein Rückmeldereiz erzeugt, welcher das erfolgreiche Erkennen der Bediengeste signalisiert. Der Benutzer spürt also an dem zumindest einen Finger, ob er das Bedienelement ausgewählt und/oder aktiviert hat. So kann er beispielsweise mit dem Finger durch die Luft oder mit dem Blick über das Bedienelement fahren und hierbei (virtuell) über die Bedienvorrichtung streichen. Mittels des Rückmeldereizes, der durch das Reizsignal erzeugt wird, spürt er dabei an dem zumindest einen Finger, ob er z.B. eine Kante des Bedienelements erreicht hat.
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Die Erfindung weist somit den Vorteil auf, dass der Benutzer taktil oder haptisch, allgemein also mit einem Gefühl an dem zumindest einen Finger erfühlen kann, ob er das Bedienelement erreicht hat, ausgewählt hat und/oder aktiviert hat. Damit erhält der Benutzer selbst bei Ausführen einer berührungslosen Bediengeste über die Distanz zu dem Bedienelement hinweg einen Rückmeldereiz.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Mehrere Weiterbildungen betreffen die Frage, wie der Rückmeldereiz berührungslos an dem zumindest einen Finger erzeugt werden kann.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Rückmeldeeinrichtung hierzu eine Ultraschallquelle aufweist, die dazu eingerichtet ist, das Reizsignal zumindest teilweise als Ultraschallwelle zu übertragen, durch welche der Rückmeldereiz dann einen taktilen Reiz umfasst. Die Ultraschallwelle basiert auf dem Prinzip, das auch für sogenannte Ultraschall-Audiolautsprecher verwendet wird. Ultraschall kann bei einer Reflexion an einem Medienübergang eine subharmonische Schwingung (Unterton) erzeugen, deren Frequenz kleiner als die Frequenz der Ultraschallwelle selbst ist, wodurch die subharmonische Schwingung an der Haut eines Fingers ein Vibrationssignal (Körperschallsignal) darstellt. Somit entsteht also in dem zumindest einen Finger eine Vibration in einem Frequenzbereich, der von einer Person als taktiler Reiz empfunden werden kann. Eine Ultraschallquelle der beschriebenen Art kann beispielsweise auf der Grundlage eines Piezo-Ultraschallwandlers gebildet sein.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Rückmeldeeinrichtung eine Infrarotquelle aufweisen, die dazu eingerichtet ist, das Reizsignal zumindest teilweise als Infrarotstrahl zu übertragen, durch welchen der Rückmeldereiz einen Wärmereiz umfasst. Die erfolgreiche Erkennung der Bediengeste führt also zu einem Temperaturunterschied an dem zumindest einen Finger im Vergleich zu einer nicht erkannten Bediengeste. Die Infrarotquelle kann zum Beispiel ein Infrarot-Laser sein.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Rückmeldeeinrichtung zumindest eine Luftdüse aufweisen, die dazu eingerichtet ist, das Reizsignal zumindest teilweise als eine Luftströmung zu übertragen, durch welche der Rückmeldereiz einen Luftstrom umfasst. An dem zumindest einen Finger wird also zum Beispiel ein Luftwirbel oder ein Luftstoß erzeugt, welcher die Haut des zumindest einen Fingers überstreichen oder eindrücken kann. Es kann die Strömungsstärke und/oder Strömungsrichtung in Abhängigkeit von dem Erkennen der Bediengeste eingestellt werden.
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Wie bereits ausgeführt, kann die Bediengeste dazu dienen, das Bedienelement für die Aktivierung lediglich auszuwählen, also die Aktivierung vorzubereiten oder einen Bedienfokus festzulegen. In diesem Zusammenhang kann dann vorgesehen sein, dass eine nachfolgende zweite Bediengeste auszuführen ist, d.h. eine solche Geste, die dann auch von der Erkennungseinrichtung erkannt und durch welche daraufhin das Bedienelement aktiviert wird. Um nun einem Benutzer zu signalisieren, dass das Bedienelement ausgewählt ist, kann eine optische und/oder akustische Unterscheidung des Bedienelements zwischen dem ausgewählten Zustand und einem nicht-ausgewählten Zustand vorsehen. Beispielsweise kann eine Beleuchtung des Bedienelements in Abhängigkeit von dem Zustand eingestellt werden. Als akustische Unterscheidung kann beispielsweise ein Signalton in Bezug auf seine Frequenz und/oder Lautstärke in Abhängigkeit von dem Zustand (ausgewählt / nicht-ausgewählt) eingestellt oder gesteuert werden oder eine Sprachansage ausgegeben werden, welche die ausgewählte Bedienfunktion ansagt.
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Die Bediengeste kann auch das eigentliche Aktivieren des Bedienelements vorsehen. Hierbei kann die Bediengeste zum Aktivieren des Bedienelements eine frei im Raum ausgeführte Drehbewegung und/oder Drückbewegung des zumindest einen Fingers umfassen. Mit „frei im Raum“ ist gemeint, dass die Bediengeste berührungsfrei ist, also eine Berührung des Bedienelements unterbleibt. Mittels einer Drehbewegung kann kontinuierlich oder in Stufen ein Wert eines Parameters durch die Bedienfunktion eingestellt werden, z.B. ein Temperaturwert für eine Klimatisierungsfunktion. Mittels einer Drückbewegung kann ein mechanischer Taster oder eine Schaltfläche eines Touchscreens gesteuert werden. Auch die Erkennung einer Schiebewegung für einen Schieberegler ist möglich.
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Die Bediengeste kann auch beide Vorgänge umfassen, also das Auswählen und das anschließende Aktivieren, wobei das Rückmeldesignal beim Übergang vom Auswählen zum Aktivieren noch verändert werden kann, also z.B. verstärkt werden kann. Die Bediengeste kann also einen Auswahlteil und einen Auslöseteil umfassen.
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Um die Bediengeste zu erkennen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Erkennungseinrichtung als einen jeweiligen Sensor zumindest einen der folgenden aufweist: ein Laservibrometer und/oder einen Radar und/oder einen kapazitiven Näherungssensor und/oder eine Kamera. Die Erkennungseinrichtung ist dazu eingerichtet, mittels jedes Sensors insgesamt eine Relativbewegung des zumindest einen Fingers bezüglich des Bedienelements zu erfassen. Mit „insgesamt“ ist hierbei gemeint, dass bei mehreren Sensoren deren Sensorsignale kombiniert werden können, anstatt z.B. mittels jedes Sensors einzeln jeweils die Relativbewegung zu erfassen. Mittels des Sensors kann also beispielsweise die besagte Drehbewegung und/oder Drückbewegung bezogen auf das Bedienelement erfasst werden. Ein Laservibrometer weist hierbei den besonderen Vorteil auf, dass eine Positionsänderung des zumindest einen Fingers im Bereich von kleiner als 1 mm erkannt werden kann. In Abhängigkeit davon kann insbesondere auch das Reizsignal für den Rückmeldereiz gesteuert werden, sodass zum Beispiel auch ein (virtuelles) Drücken des Bedienelements aus der Distanz durch den Rückmeldereiz taktil und/oder haptisch und/oder durch die Temperaturänderung vermittelt werden kann, indem bei einer erkannten Bewegung des zumindest einen Fingers von weniger als 5 mm, insbesondere weniger als 1 mm, eine Veränderung des Rückmeldesignals eingestellt wird.
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Ein Erfassungsbereich eines Laservibrometers und/oder eines kapazitiven Näherungssensors kann allerdings räumlich derart begrenzt sein, dass zunächst mittels eines anderen Sensors festgestellt werden muss, wo sich der zumindest eine Finger befindet. Ein weiteres Problem kann sich ergeben, wenn zwischen einer zufälligen Handbewegung einerseits und der Bediengeste andererseits zuverlässig unterschieden werden soll. Hierzu ist bevorzugt zumindest ein sekundärer Sensor (Sekundärsensor) vorgesehen. Die Erkennungseinrichtung kann als einen jeweiligen Sekundärsensor eine Kamera und/oder eine Eyetrackingeinrichtung (Blickrichtungserkennung) umfassen. Die Erkennungseinrichtung ist dann dazu eingerichtet, mittels des jeweiligen Sekundärsensors die erkannte Bediengeste auf der Grundlage eines Plausibilisierungskriteriums zu verifizieren und nur bei erfülltem Plausibilisierungskriterium das Bedienelement für die Aktivierung zu markieren und/oder das Bedienelement zu aktivieren. So kann z.B. als Plausibilisierungskriterium überprüft werden, ob eine Blickrichtung des Benutzers auf das Bedienelement gerichtet ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auf Grundlage des jeweiligen Sekundärsensors die Erkennungseinrichtung zum Erkennen der Bediengeste auf den zumindest einen Finger ausgerichtet werden. Beispielweise kann also ein Erfassungsstrahl eines Laservibrometers auf den zumindest einen Finger ausgerichtet werden. Hierzu kann zum Beispiel ein Elektromotor angesteuert werden.
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Um über die Distanz hinweg dem Benutzer zu ermöglichen, das Bedienelement virtuell zu erfühlen, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Bedienelement eine Riffelung aufweist und die Bediengeste eine Gleitbewegung über das Bedienelement umfasst. Das Reizsignal ist dann entsprechend dazu eingerichtet, eine Struktur der Riffelung nachzubilden. Mit anderen Worten korreliert also ein zeitlicher Verlauf der Intensität und/oder des Auftrefforts des Reizsignals mit solchen Berührzeitpunkten des zumindest einen Fingers an einzelnen Rillen oder Riffeln der Riffelung, wie sie sich bei einer tatsächlich berührenden Gleitbewegung an dem geriffelten Bedienelement ergeben würden. Der Benutzer fühlt also mit dem Rückmeldereiz eine Rauheit oder Riffelung des Bedienelements. Hierdurch kann der Benutzer das Bedienelement anhand der Riffelung identifizieren. Beispielsweise kann eine Drehwalze oder ein Drehsteller mit Riffelung als Bedienelement vorgesehen sein.
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Bisher ist die Bedienvorrichtung lediglich mit einem einzelnen Bedienelement beschrieben worden. Die Bedienvorrichtung kann auch mehrere Bedienelemente der beschriebenen Art umfassen. Zusätzlich zu dem bereits beschriebenen Bedienelement ist also zumindest ein weiteres Bedienelement bereitgestellt. Die insgesamt mehreren Bedienelemente können nun von dem Benutzer virtuell mit dem zumindest einen Finger überstrichen werden. Die Bediengeste kann also eine Auswahlbewegung über die Bedienelemente hinweg umfassen. Die Rückmeldeeinrichtung ist dann entsprechend dazu eingerichtet, einen Übergang von einem der Bedienelemente zu einem nächsten der Bedienelemente mittels des Reizsignals als Übergang zu signalisieren. Der Benutzer fühlt also durch den Rückmeldereiz eine Lücke oder eine Kante oder eine Fuge, wie sie sich zwischen zwei Bedienelementen ergeben kann. Ein zeitlicher Verlauf der Intensität und/oder des Auftrefforts des Reizsignals korreliert somit mit Berührzeitpunkten des zumindest einen Fingers an zum Beispiel einer Fuge oder einer Kante zwischen zwei Bedienelementen. Der Benutzer fühlt also mit dem Rückmeldereiz den Übergang zwischen jeweils zwei der Bedienelemente. Der Benutzer kann somit zum Beispiel abzählen, welches Bedienelement aus einer Reihe von Bedienelementen er gerade ausgewählt hat. Somit ist also ein Auswählen ohne Blickzuwendung möglich.
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Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung auf. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug als Kraftwagen ausgestaltet, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen.
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Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben einer Bedienvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung geht davon aus, dass ein Bedienelement bei einer Aktivierung eine vorbestimmte Bedienfunktion auslöst. Eine solche Bedienfunktion kann beispielsweise das Aktivieren oder Steuern einer Klimaanlage oder eines Radios oder einer Medienwiedergabeeinrichtung oder eines Internetbrowsers sein. Um diese benutzerseitige Bedienung aus der Distanz ermöglichen zu können, erkennt eine Erkennungseinrichtung berührungslos eine frei im Raum ausgeführte Bediengeste, durch welche der Benutzer das Bedienelement über eine Distanz hinweg oder aus einer Distanz auswählt. Bei Erkennen der Bediengeste markiert die Erkennungseinrichtung das Bedienelement für die Aktivierung und/oder aktiviert sogar das Bedienelement. Dies hängt in der beschriebenen Weise von der vorgegebenen Bediengeste ab.
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Um dem Benutzer nun trotz frei im Raum ausgeführter Bediengeste einen fühlbaren Rückmeldereiz bereitzustellen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beschriebene Rückmeldeeinrichtung bei Erkennen der Bediengeste berührungslos ein Reizsignal an zumindest einen Finger überträgt und hierdurch an dem zumindest einen Finger den Rückmeldereiz erzeugt, der das erfolgreiche Erkennen der Bediengeste signalisiert. Mit anderen Worten wird dem Benutzer mittels des Reizsignals signalisiert, dass die Bediengeste erkannt wurde. Andernfalls bleibt das Reizsignal aus oder ein anderes Reizsignal wird erzeugt. Es kann also in der beschriebenen Weise beispielsweise das Streichen über mehrere Bedienelemente durch Signalisieren der Übergänge zwischen den Bedienelementen signalisiert werden und/oder das Streichen über ein Relief des Bedienelements und/oder das Drücken eines Bedienelements und/oder das Drehen eines Bedienelements.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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Die Figur zeigt aus einer Vogelperspektive ein Kraftfahrzeug 10, bei dem es sich zum Beispiel um einen Kraftwagen, insbesondere einem Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, handeln kann. Das Kraftfahrzeug 10 kann eine Lenkhandhabe 11 aufweisen, beispielsweise ein Lenkrad. Des Weiteren ist ein Fahrersitz 12 dargestellt, in welchem ein Benutzer sitzen kann, von dem in der Figur eine Hand 13 dargestellt ist. Das Kraftfahrzeug 10 kann in der in der Figur dargestellte Situation beispielhaft durch einen Autopiloten 14 geführt sein. Daher ist es unnötig, dass der Benutzer die Lenkhandhabe 11 bedient. Er kann deshalb beispielhaft seinen Fahrersitz 12 von einer Fahrposition 15 in eine Relax-Position oder Ruheposition 16 verschoben haben, durch welche der Fahrersitz 12 von der Lenkhandhabe 14 weiter entfernt ist als in der Fahrposition 15.
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Das Kraftfahrzeug 10 kann eine Bedieneinrichtung 17 mit Bedienelementen 18 aufweisen, die der Fahrer jeweils aktivieren kann, um eine vorbestimmte Bedienfunktion F1, F2, F3 auszulösen, beispielsweise das Einschalten einer Klimaeinrichtung und/oder das Einstellen eines Parameterwerts, beispielsweise eine Klimatisierungstemperatur. Es kann sich jeweils um ein mechanisches Bedienelement 18 (jeweils Taster, Schieberegler und/oder Drehregler) handeln oder um ein graphisches Bedienelement 18 auf einem Touchscreen. Da der Fahrer sich mit dem Fahrersitz 12 in der Ruheposition 16 befindet, kann er aufgrund des vergrößerten Abstands zu den Bedienelementen 18 diese mit der Hand 13 nicht mehr erreichen.
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Die Bedienvorrichtung 17 bietet dem Fahrer dennoch die Möglichkeit, die Bedienelemente 18 beispielsweise mit einem Finger 19 über eine Distanz 20 hinweg jeweils berührungslos zu aktivieren. Hierzu kann die Bedienvorrichtung 17 eine Steuereinrichtung 21, einen Sensor 22, eine Rückmeldeeinrichtung 23 und zumindest einen Sekundärsensor 24, 25 aufweisen. Die Distanz 20 ist insbesondere größer als 5 cm, bevorzugt größer als 10 cm.
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Mittels des zumindest einen Sekundärsensors 24, 25 kann beispielsweise die Bedienabsicht des Benutzers anhand einer Blickrichtung und/oder einer Haltung und/oder Position der Hand 13 verifiziert werden. Der Sekundärsensor 24 kann hierzu beispielsweise eine Kamera sein, deren Erfassungsbereich 26 in einen Innenraum 27 des Kraftfahrzeugs 10 ausgerichtet ist, sodass eine relative Position der Hand 13 bezüglich der Bedienelemente 18 erkannt werden kann. Der Sekundärsensor 25 kann beispielsweise eine Eyetrackingeinrichtung sein. Eine solche Eyetrackingeinrichtung kann eine Blickrichtung eines Benutzers erfassen. Eyetrackingeinrichtungen sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Erfassungsbereich 27 der Eyetrackingeinrichtung 25 kann beispielsweise auf den Fahrersitz 12 ausgerichtet sein.
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Die Steuereinrichtung 21 kann jeweilige Steuersignale des Sensors 22 und des zumindest einen Sekundärsensors 24, 25 empfangen. Die Steuereinrichtung 21 kann eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die zum Beispiel zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen Mikroprozessor aufweisen kann. Durch die Prozessoreinrichtung kann ein Programmcode ausgeführt werden, der zum Beispiel in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein kann. Die Steuereinrichtung 21 kann zusammen mit den Sensoren 22, 24, 25 insgesamt eine Erkennungseinrichtung REC bereitstellen.
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Die Erkennungseinrichtung REC kann beispielsweise bei Aktivieren des Autopiloten 14 aktiviert werden. Die Steuereinrichtung 21 kann ein Plausibilitätskriterium 28 überprüfen, durch welches zumindest eine Bedingung für ein jeweiliges Sensorsignal des zumindest einen Sekundärsensors 24, 25 vorgegeben wird. Beispielsweise kann das Plausibilitätskriteriums 28 besagen, dass eine Blickrichtung des Benutzers auf einen vorbestimmten Bereich ausgerichtet sein muss, in welchem sich die Bedienelemente 18 befinden. Eine Bedingung kann besagen, dass die Hand 13 in einem vorbestimmten Raumbereich gehalten sein muss, um eine Bedienung der Bedienelemente 18 zu ermöglichen.
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Mittels des Sensors 22 kann eine Bediengeste 29 beispielsweise des Fingers 19 erkannt werden. Die Bediengeste 29 kann beispielsweise ein Verschwenken des Fingers oder Zeigen des Fingers auf ein Bedienelement 18 umfassen. Die Bediengeste 29 kann auch eine Drückbewegung oder Drehbewegung umfassen, durch welche ein ausgewähltes Bedienelements 18 aktiviert werden kann, sodass also die zugeordnete Bedienfunktion F1, F2, F3 ausgelöst wird.
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Der Sensor 22 kann zum Beispiel ein Laservibrometer sein, durch welches ein relativer Abstand 30 des Fingers 29 zum Sensor 22 ermittelt werden kann. Auch einer der bereits beschriebenen Sekundärsensoren 24, 25 oder eine Kombination aus mehreren der Sensoren 22, 24 und 25 kann zum Erfassen der Bediengeste 29 genutzt werden.
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Wird durch die Steuereinrichtung 21 die Bediengeste 29 erkannt, so kann zum Bestätigen der erkannten Bediengeste 29 die Rückmeldeeinrichtung 23 durch die Steuereinrichtung 21 angesteuert werden. Die Rückmeldeeinrichtung 23 kann ein Reizsignal 31 an den Fingern 19 aussenden. Das Reizsignal 31 überträgt berührungslos Energie von der Rückmeldeeinrichtung 23 an den Finger 19. Beispielsweise kann die Rückmeldeeinrichtung 23 eine Ultraschallquelle aufweisen, durch welche ein Ultraschallsignal oder eine Ultraschallwelle 32 durch die Luft an den Fingern 19 ausgestrahlt wird. Am Finger 19 ergibt sich eine Wechselwirkung der Ultraschallwelle 32 mit der Haut des Fingers 19. Hierdurch wird eine Vibration in der Haut verursacht, deren Frequenz kleiner als die Frequenz der Ultraschallwelle 32 ist. Insbesondere ergibt sich eine Vibration mit einer Vibrationsfrequenz kleiner als 1 kHz, insbesondere kleiner als 500 Hz. Der Benutzer spürt am Finger 19 hierdurch ein Zittern oder eine Vibration, die er als taktilen Reiz empfinden kann.
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Die Rückmeldeeinrichtung 23 kann auch eine Infrarotquelle zum Erzeugen eines Wärmereizes und/oder eine Luftdüse zum Erzeugen eines Luftstroms am Finger 19 aufweisen.
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Besonders bevorzugt ist die folgende Ausgestaltung.
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Somit ergibt sich an der Bedienvorrichtung 17 bei einer Bedienung über die Distanz 20 hinweg eine Auge-Gestik-Haptik-Koordination. Die Bedienelemente 18 sind für den Benutzer, also beispielsweise den Fahrer und/oder Beifahrer, auch in der Ruheposition 16 des jeweiligen Sitzes ohne Einschränkung erreichbar oder bedienbar.
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Die Zeigerichtung des Fingers 19 auf eines der Bedienelemente 18 wird mittels der Gestikserkennung der Erkennungseinrichtung REC erkannt, und zwar als Bediengeste 29. Die Gestikserkennung kann durch ein relativ messendes Laservibrometer hochgenau in einem Fühlbereich eine Veränderung des relativen Abstands 30 kleiner als 1 mm sensieren, falls der absolute Abstand des Fingers 19 zum Laservibrometer kleiner als z.B. 1 m ist. Mittels eines zweiten Messstrahls, beispielsweise eines Eyetracking oder einer Kameraerfassung, kann die Bedienabsicht mittels des Plausibilitätskriteriums 28 plausibilisiert werden.
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Das durch die Bediengeste 29 angepeilte Bedienelement 18 kann in Abhängigkeit von der fließenden Auswahlbewegung entsprechend illuminiert werden, sodass sich ein Leuchtsignal 33 an dem aktuell ausgewählten Bedienelements 18 ergibt. Das Leuchtsignal 33 stellt somit eine optische Unterscheidung zwischen einem ausgewählten Zustand und einem nicht-ausgewählten Zustand dar. Im ausgewählten Zustand ist das Leuchtsignal 33 zum Beispiel aktiv.
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Der Benutzer kann mit dem Finger 19 des Weiteren ein haptisches Feedback oder einen Rückmeldereiz der Bedienoberfläche der Bedienelemente 18 inklusive dazwischen liegender Übergänge 34, z.B. Fugen, und sogar eine Riffelung auf der Oberfläche der Bedienelemente 18 fühlen. Dieses haptische oder taktile Feedback kann zum Beispiel durch Ultraschall erzeugt werden.
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Das ausgewählte Bedienelement wird optisch deutlich hervorgehoben, zum Beispiel Durchpulsen des Leuchtsignals 33. Eine Drehbewegung oder Drückbewegung der Bediengeste 29 wird ebenfalls haptisch zurückgemeldet, indem zum Beispiel ein stärkerer Ultraschallimpuls in der Fingerspitze des Fingers 19 abgegeben wird.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung in einem Kraftfahrzeug eine Bedienung durch Gestik und Eyetracking mit optischem und haptischem Feedback bereitgestellt werden kann. Nicht-Fahraufgaben können somit beim pilotierten Fahren aus der Distanz bedient werden. Vorgesehen ist eine Auge-Gestik-Haptik-Koordination.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015201728 A [0003]
- DE 102012215407 A [0004]
- DE 102009046376 A1 [0005]
