DE102018116427A1

DE102018116427A1 - Input method with actuation detection by surface acoustic waves and associated input device

Info

Publication number: DE102018116427A1
Application number: DE102018116427.0A
Authority: DE
Inventors: Alain Dani
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2020-01-09
Anticipated expiration: 2038-07-07
Also published as: DE102018116427B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Eingabeverfahren mit Betätigungsdetektion durch akustische Oberflächenwellen (5), aufweisend folgende Schritte: Bereitstellen einer Eingabevorrichtung (10), aufweisend eine eine Eingabefläche (4) bereitstellende Eingabeschicht (3); Erzeugen der akustischen Oberflächenwelle (5) mit einer zur Eingabefläche (4) parallelen Ausbreitungsrichtung in der Eingabeschicht (3) mittels eines zur Eingabevorrichtung (10) gehörigen, elektroakustischen Wandlers (1); Berühren und nachfolgendes, zu einem ersten Zeitpunkt vorliegendes, zusätzliches Betätigen der Eingabefläche (4) durch ein Betätigungsorgan (6) und unter Ausbildung einer gemeinsamen Berührfläche zwischen Betätigungsorgan (6) und Eingabeschicht (3); Empfang der akustischen Oberflächenwelle (5) durch den oder wenigstens einen weiteren, zur Eingabevorrichtung gehörigen, elektroakustischen Wandler (2) nach wenigstens teilweisem Auskoppeln der Oberflächenwelle (5) im Bereich der Berührfläche aus der Eingabeschicht (3) in das Bedienorgan (5) während der Berührung und der Betätigung unter Bereitstellung eines Detektionssignals (S(t)) an eine zur Eingabevorrichtung (10) gehörigen Auswerteinheit (7); Ermitteln eines zeitlichen Maximalamplitudenverlaufs (S_Max(t)) aus dem Detektionssignal (S(t)) mittels der Auswerteinheit (7); Bestimmen des ersten Zeitpunkts (t1) während der Betätigung durch die Auswerteinheit (7) anhand einer charakteristischen Steigungsänderung im Maximalamplitudenverlauf (S_Max(t)), wobei anhand wenigstens dieses Zeitpunkts eine erste Betätigungsschwelle (S2) ermittelt wird, anhand deren Unterschreitung die Zuordnung einer Schalt- und/oder Steuerfunktion getriggert wird.

The invention relates to an input method with actuation detection by surface acoustic waves (5), comprising the following steps: providing an input device (10) having an input layer (3) providing an input surface (4); Generating the surface acoustic wave (5) with a direction of propagation in the input layer (3) parallel to the input surface (4) by means of an electroacoustic transducer (1) belonging to the input device (10); Touching and subsequent, at a first time, additional actuation of the input surface (4) by an actuating member (6) and forming a common contact surface between the actuating member (6) and the input layer (3); Reception of the acoustic surface wave (5) by the or at least one further electroacoustic transducer (2) belonging to the input device after at least partial decoupling of the surface wave (5) in the area of the contact surface from the input layer (3) into the control element (5) during the Touching and actuating while providing a detection signal (S (t)) to an evaluation unit (7) belonging to the input device (10); Determining a temporal maximum amplitude curve (S _Max (t)) from the detection signal (S (t)) by means of the evaluation unit (7); Determining the first point in time (t1) during the actuation by the evaluation unit (7) on the basis of a characteristic change in the gradient in the maximum amplitude curve (S _Max (t)), a first actuation threshold (S2) being determined on the basis of at least this point in time, on the basis of which the assignment falls below an assignment Switching and / or control function is triggered.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Eingabeverfahren mit Betätigungsdetektion durch akustische Oberflächenwellen (englisch.: SAW = Surface Accoustic Waves) sowie eine zugehörige Eingabevorrichtung. Es besteht grundsätzlich Bedarf bei Eingabevorrichtungen, die Anzahl der mechanisch bewegten Komponenten zu reduzieren, um nicht nur Bauraum und Gewicht einzusparen, sondern auch die sich aus der mechanischen Wechselwirkung ergebenden Verschleiß- und Ausfallprobleme zu minimieren. Darüber hinaus verspricht eine auf akustischen Oberflächenwellen beruhende Detektion einen größeren Freiraum bei der Gestaltung der zugehörigen Eingabevorrichtungen im Vergleich zu den herkömmlichen Vorrichtungen, wie beispielsweise solchen mit kapazitiver Krafterkennung, da u.a. auf eine rückstellende Lagerung der Eingabefläche verzichtet werden kann. Der Vorteil der akustischen Oberflächenwellendetektion wird darin gesehen, dass die Detektion im Wesentlichen nur von der Stärke der akustischen Kopplung zwischen dem Bedienorgan, wie dem Finger eines Bedieners und der die Eingabefläche bereitstellenden Eingabeschicht bestimmt wird und somit die akustisch leitende Eigenschaft der Eingabeschicht die nahezu einzig und alleinig zwingende Mindestnotwendigkeit für das Funktionieren einer solchen Eingabevorrichtung ist, bei der eben nicht lediglich eine Berührung des Bedienorgans auf der Eingabefläche die Steuer- oder Schaltfunktion triggern soll, sondern eine Betätigung und damit eine Betätigungskraft getriggerte Auslösung erfolgen soll, um die Bediensicherheit dadurch zu erhöhen, dass das Erreichen einer Auslöseschwelle, im Folgenden auch Betätigungsschaltschwelle bezeichnet, Mindestvoraussetzung für diese Auslösung sein soll. Im Folgenden wird daher unter dem Begriff „Berühren“ eine nicht zwingend mit der Einwirkung einer Betätigungskraft einhergehende angrenzende Anordnung eines Bedienorgans auf einer Eingabefläche verstanden, wohingegen bei einer „Betätigung“ das Einwirken einer Betätigungskraft zwingend vorausgesetzt ist. Zwar ist bekannt, dass die Stärke der akustischen Kopplung zwischen dem Eingabeorgan und der Eingabefläche mit der Betätigungskraft zumindest bereichsweise zunimmt, aber bisher keine geeignete Vorgehensweise vorgeschlagen wurde, anhand welches Kriteriums eine Betätigungsschaltschwelle geeignet festgelegt werden könnte. Da die akustische Kopplung von vielen unvorhersehbaren Randbedingungen, wie Oberflächenbeschaffenheit des Eingabeorgans etc., bestimmt ist, ist eine Festlegung dieser Schaltschwelle schwierig. Es ist der Leistung der vorliegenden Erfindung zuzurechnen, ein geeignetes Kriterium für die Bestimmung der Betätigungsschaltschwelle gefunden zu haben, so dass eine Betätigungskraft getriggertes Eingabeverfahren mit Betätigungsdetektion durch akustische Oberflächenwellen universell, d.h. losgelöst von der situationsbedingt vorliegenden, akustischen Kopplung zwischen dem zur Betätigung verwendeten Bedienorgan und der zugehörigen Eingabefläche, ermöglicht ist und unter Einstellung der mit der akustischen Oberflächenwellen-Detektion verbundenen und eingangs beschriebenen Vorteile.The present invention relates to an input method with actuation detection using surface acoustic waves (English: SAW = Surface Accoustic Waves) and an associated input device. There is a basic need for input devices to reduce the number of mechanically moving components in order not only to save space and weight, but also to minimize the wear and failure problems resulting from the mechanical interaction. In addition, detection based on surface acoustic waves promises greater freedom in the design of the associated input devices compared to conventional devices, such as those with capacitive force detection, because, among other things, there is no need to reset the input surface. The advantage of surface acoustic wave detection is seen in the fact that the detection is essentially only determined by the strength of the acoustic coupling between the control element, such as an operator's finger and the input layer providing the input surface, and thus the acoustically conductive property of the input layer which is almost unique and the only mandatory minimum requirement for the functioning of such an input device, in which not only a touch of the operating element on the input surface is to trigger the control or switching function, but an actuation and thus an actuation force-triggered triggering is to take place in order to increase the operational safety, that a triggering threshold, hereinafter also referred to as the actuation switching threshold, should be the minimum requirement for this triggering. In the following, the term “touching” is understood to mean an adjacent arrangement of an operating element on an input surface that is not necessarily associated with the action of an actuating force, whereas, in the case of “actuation”, the action of an actuating force is mandatory. Although it is known that the strength of the acoustic coupling between the input element and the input surface increases at least in regions with the actuating force, no suitable procedure has been proposed so far, on the basis of which criterion an actuation switching threshold could be appropriately determined. Since the acoustic coupling is determined by many unpredictable boundary conditions, such as the surface condition of the input element, etc., it is difficult to determine this switching threshold. It is to be attributed to the performance of the present invention to have found a suitable criterion for determining the actuation switching threshold so that an actuation force-triggered input method with actuation detection by surface acoustic waves is universal, i. detached from the situation-related, acoustic coupling between the control element used for actuation and the associated input surface, is made possible and with adjustment of the advantages associated with surface acoustic wave detection and described at the beginning.

Aufgabe der Erfindungen ist es daher, ein Eingabeverfahren mit Betätigungsdetektion durch akustische Oberflächenwellen bereitzustellen, welches eine gesteigerte Bediensicherheit dadurch aufweist, dass die Zuordnung zur durch das Eingabeverfahren vorzunehmenden Schalt- und/oder Steuerfunktion in Abhängigkeit der Betätigungskraft und somit zuverlässiger, dabei aber weitgehend unabhängig von den situationsbedingt vorliegenden akustischen Eigenschaften der Kopplung zwischen dem Bedienorgan, insbesondere dem Finger, erfolgt. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Eingabeverfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Eingabevorrichtung gemäß dem nebengeordneten Vorrichtungsanspruch. Eine entsprechende Verwendung ist Gegenstand des Verwendungsanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.It is therefore an object of the inventions to provide an input method with actuation detection by surface acoustic waves, which has an increased operating safety due to the fact that the assignment to the switching and / or control function to be carried out by the input method is dependent on the actuating force and thus more reliably, but largely independently of the acoustic properties of the coupling between the control element, in particular the finger, which are present depending on the situation. This object is achieved by an input method according to claim 1 and by an input device according to the subordinate device claim. A corresponding use is the subject of the right to use. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims. It should be pointed out that the features listed individually in the patent claims can be combined with one another in any technologically expedient manner and show further refinements of the invention. The description, in particular in connection with the figures, additionally characterizes and specifies the invention.

Die Erfindung betrifft ein Eingabeverfahren mit Betätigungsdetektion durch akustische Oberflächenwellen, welches folgende Schritte aufweist. In einem Bereitstellungsschritt wird eine Eingabevorrichtung bereitgestellt, die eine eine Eingabefläche bereitstellende Eingabeschicht aufweist. In einem Erzeugungsschritt wird eine akustische Oberflächenwelle mit einer zur Eingabefläche parallelen Ausbreitungsrichtung in der Eingabeschicht mittels eines zur Eingabevorrichtung gehörigen, elektroakustischen Wandlers erzeugt. Bei den Oberflächenwellen handelt es sich um akustische Wellen an der Oberfläche der Eingabeschicht mit sowohl longitudinaler als auch transversaler Komponente, die beispielsweise von einem Interdigitalwandler erzeugt werden. In einem nachfolgenden Berühr- und Betätigungsschritt erfolgt ein Berühren und ein zeitlich nachfolgendes, zu einem ersten Zeitpunkt vorliegendes Betätigen der Eingabefläche durch ein Betätigungsorgan, wobei eine gemeinsame Berührfläche zwischen Betätigungsorgan und Eingabeschicht erzeugt wird.The invention relates to an input method with actuation detection by surface acoustic waves, which has the following steps. In a preparation step, an input device is provided that has an input layer that provides an input surface. In a generation step, an acoustic surface wave with a direction of propagation parallel to the input surface is generated in the input layer by means of an electroacoustic transducer belonging to the input device. The surface waves are acoustic waves on the surface of the input layer with both longitudinal and transverse components, which are generated, for example, by an interdigital transducer. In a subsequent touching and actuating step, touching and subsequent actuation of the input surface, which occurs at a first point in time, is carried out by an actuating element, a common contact surface being generated between the actuating element and the input layer.

In einem nachfolgenden Schritt erfolgt ein Empfang der akustischen Oberflächenwelle durch denselben oder wenigstens einen weiteren, zur Eingabevorrichtung gehörigen, elektroakustischen Wandler, beispielsweise Interdigitalwandler, nach wenigstens teilweisem Auskoppeln der Oberflächenwelle im Bereich der Berührfläche aus der Eingabeschicht in das Bedienorgan während der Berührung und der Betätigung. Dabei wird erfindungsgemäß ein Detektionssignal an eine zur Eingabevorrichtung gehörigen Auswerteinheit bereitgestellt. Daraus wird ein zeitlicher Maximalamplitudenverlauf mittels der Auswerteinheit ermittelt.In a subsequent step, the surface acoustic wave is received by the same or at least one additional electroacoustic transducer, which belongs to the input device, for example an interdigital transducer at least partially decoupling the surface wave in the area of the contact surface from the input layer into the operating element during the touch and the actuation. According to the invention, a detection signal is provided to an evaluation unit belonging to the input device. From this, a temporal maximum amplitude curve is determined by means of the evaluation unit.

Diese bestimmt ferner noch während der Betätigung einen ersten Zeitpunkt anhand einer charakteristischen Steigungsänderung im Maximalamplitudenverlauf oder im Verlauf einer daraus abgeleiteten Größe. Beispielsweise wird der erste Zeitpunkt mit dem Erreichen eines vorgegebenen, negativen Steigungswertes definiert. Es folgt ein Bestimmen wenigstens einer ersten Betätigungsschaltschwelle anhand des ersten Zeitpunkts und optional anhand eines Maximalamplitudenwertes zum ersten Zeitpunkt noch während der Betätigung durch die Auswerteinheit. In einem nachfolgenden Schritt erfolgtes ein bedingtes Zuordnen der Betätigung einer Schalt- und/oder Steuerfunktion durch die Auswerteinheit, nachdem und nur sofern zumindest die Maximalamplitude bei der weiteren Betätigung die erste Betätigungsschaltschwelle unterschreitet. Es hat sich gezeigt, dass die Steigungsänderung im zeitlichen Bereich der ersten Berührung der Betätigungsfläche mit anfänglicher sich aufbauender Betätigungskraft in Bezug auf die Steigung des Maximalamplitudenverlaufs charakteristisch für eine intendierte, d.h. vom Bediener gewünschte Betätigung ist und trotz unterschiedlicher Bedingungen der akustischen Kopplungen in unterschiedlichen Betätigungssituationen aber bei jeweils intendierter Betätigung übereinstimmend ist und unter üblichen Betätigungsbedingungen eine charakteristische Kenngröße liefert. Sie ist somit geeignet, eine geeignete Größe zur Identifikation einer Betätigung zu liefern und diese von einer Berührung bzw. einer ungewollten Betätigung zu unterscheiden. Beispielsweise erfolgt das Bestimmen der ersten Betätigungsschaltschwelle anhand des ersten Zeitpunkts und gegebenenfalls des zugehörigen Maximalamplitudenwertes durch Vergleich mit vorgespeicherten Werten anhand einer oder mehrerer Look-up Tabellen. In einer anderen, bevorzugten Ausgestaltung wird die Betätigungsschaltschwelle mittels einer Funktion aus erstem Zeitpunkt und gegebenenfalls zugehörigem Maximalamplitudenwert berechnet.This also determines a first point in time during actuation on the basis of a characteristic change in gradient in the maximum amplitude curve or in the course of a variable derived therefrom. For example, the first point in time is defined when a predetermined, negative slope value is reached. There follows a determination of at least a first actuation switching threshold on the basis of the first point in time and optionally on the basis of a maximum amplitude value at the first point in time during the actuation by the evaluation unit. In a subsequent step, the evaluation unit conditionally assigns the actuation of a switching and / or control function after and only if at least the maximum amplitude falls below the first actuation switching threshold during further actuation. It has been shown that the change in slope in the time range of the first contact of the actuating surface with an initial build-up of actuating force with respect to the slope of the maximum amplitude curve is characteristic of an intended, i.e. is the operation desired by the operator and, despite different conditions of the acoustic couplings, is the same in different operating situations but in each case intended operation and provides a characteristic parameter under normal operating conditions. It is therefore suitable for providing a suitable variable for identifying an actuation and for distinguishing it from a touch or an unwanted actuation. For example, the first actuation switching threshold is determined on the basis of the first point in time and, if appropriate, the associated maximum amplitude value by comparison with pre-stored values using one or more look-up tables. In another preferred embodiment, the actuation switching threshold is calculated using a function from the first point in time and, if appropriate, the associated maximum amplitude value.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der erste Zeitpunkt anhand eines Wendepunktes in dem abfallenden Maximalamplitudenverlauf bestimmt, insbesondere anhand des zeitlich ersten Rechts-Links-Wendepunkts bei negativer Steigung bestimmt. Es ist dem Fachmann klar, dass die Bestimmung anhand des Wendepunktes mittels mathematischer Abschätzungsverfahren, wie asymptotischer oder iterativer Annäherung, ermittelt werden kann.According to a preferred embodiment, the first point in time is determined on the basis of an inflection point in the falling maximum amplitude curve, in particular on the basis of the first right-left inflection point in the case of a negative slope. It is clear to the person skilled in the art that the determination can be determined on the basis of the turning point by means of mathematical estimation methods, such as asymptotic or iterative approximation.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird ferner eine zweite Betätigungsschaltschwelle ermittelt und das Zuordnen der Betätigung einer Schalt- und/oder Steuerfunktion erfolgt nur, sofern nach dem Unterschreiten der ersten Betätigungsschaltschwelle die zweite Betätigungsschaltschwelle durch die Maximalamplitude überschritten wird. Durch dieses Abstellen auf ein für die Funktionsauslösung zwingendes Hystereseverhalten wird die Bediensicherheit gesteigert und beispielsweise ein „Prellen“ bei der Funktionsauslösung unterbunden.According to a preferred embodiment, a second actuation switching threshold is also determined and the actuation of a switching and / or control function is only assigned if the maximum actuation threshold is exceeded by the maximum amplitude after falling below the first actuation switching threshold. By setting this to a hysteresis behavior that is mandatory for the function triggering, the operating safety is increased and, for example, a “bouncing” during the function triggering is prevented.

Beispielsweise ist die zweite Betätigungsschaltschwelle betragsmäßig größer als die erste Betätigungsschaltschwelle.For example, the amount of the second actuation switching threshold is larger than the first actuation switching threshold.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden ferner während der Berührung und/oder Betätigung, bevorzugt in einem Zeitintervall um den ersten Zeitpunkt, die Laufzeit der akustischen Oberflächenwelle ermittelt und anhand eines Laufzeitvergleichs der erste Zeitpunkt verifiziert. Es hat sich gezeigt, dass mit zunehmender Betätigungskraft die Laufzeit eindeutig und stetig zunimmt, so dass durch zusätzliche Bestimmung der Laufzeit eine Plausibilisierung oder gar Verifizierung des im Bestimmungsschritt bestimmten ersten Zeitpunkts erfolgen kann.According to a further embodiment, the transit time of the surface acoustic wave is also determined during the touch and / or actuation, preferably in a time interval around the first instant, and the first instant is verified using a transit time comparison. It has been shown that the operating time increases unambiguously and steadily with increasing actuation force, so that additional determination of the running time can result in a plausibility check or even verification of the first point in time determined in the determination step.

Erfindungsgemäß wird eine Eingabevorrichtung bereitgestellt. Die Eingabevorrichtung weist eine eine Eingabefläche bereitstellende Eingabeschicht sowie einen oder mehrere elektroakustische Wandler zum Erzeugen einer akustischen Oberflächenwelle und/oder Empfang der akustischen Oberflächenwelle unter Bereitstellung eines Detektionssignals auf. Beispielsweise fungiert ein Wandler als Sender und als Empfänger, wobei die Ausbildung von reflektierten Oberflächenwellen ausgenutzt wird. Bevorzugt ist jeweils ein als Sender fungierender Wandler und wenigstens ein als Empfänger fungierender Wandler vorgesehen. Erfindungsgemäß ist die Eingabevorrichtung ausgelegt, das Eingabeverfahren in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen.According to the invention, an input device is provided. The input device has an input layer that provides an input surface and one or more electroacoustic transducers for generating a surface acoustic wave and / or receiving the surface acoustic wave while providing a detection signal. For example, a transducer functions as a transmitter and a receiver, whereby the formation of reflected surface waves is used. A converter functioning as a transmitter and at least one converter functioning as a receiver are preferably provided in each case. According to the invention, the input device is designed to carry out the input method in one of the previously described embodiments.

Das erfindungsgemäße Eingabeverfahren und die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung eigenen sich bevorzugt zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug.The input method according to the invention and the input device according to the invention are preferably suitable for use in a motor vehicle.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellen lediglich bevorzugte Ausführungsvarianten dar. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Eingabeverfahrens geeigneten Eingabevorrichtung 10 bei einer Berührung durch einen Finger 6 eines Bedieners;
2 eine schematische Ansicht der Eingabevorrichtung 10 aus
1 bei einer Betätigung durch einen Finger 6 eines Bedieners;
3 ein mit dem erfindungsgemäßen Eingabeverfahren ermittelter Maximalamplitudenverlauf S_Max(t);
4 ein weiterer, mit dem erfindungsgemäßen Eingabeverfahren ermittelter Maximalamplitudenverlauf S_Max(t);
5 ein Vergleich von Laufzeiten akustischer Oberflächenwellen bei unterschiedlichen Berühr- bzw. Betätigungssituationen.

The invention is explained in more detail with reference to the following figures. The figures are only to be understood as examples and represent only preferred design variants. They show:

1 is a schematic view of an input device suitable for executing the input method according to the invention 10 when touched by a finger 6 an operator;
2 a schematic view of the input device 10 out
1 when actuated by a finger 6 an operator;
3 a maximum amplitude curve S _Max (t) determined using the input method according to the invention;
4 a further maximum amplitude curve S _Max (t) determined using the input method according to the invention;
5 a comparison of the running times of surface acoustic waves in different touch or actuation situations.

Das erfindungsgemäße Eingabeverfahren wird zunächst anhand der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der Eingabevorrichtung 10 beschrieben. Es wird eine Eingabevorrichtung 10 bereitgestellt, welche eine Eingabefläche 4 bereitstellende Eingabeschicht 3 aufweist. Die Eingabeschicht 3 ist bevorzugt hinsichtlich ihrer Fähigkeit, Körperschall zu übertragen, im Hinblick auf Materialauswahl und Geometrie optimiert. Angrenzend oder zumindest akustisch leitend gekoppelt an die Eingabeschicht 3 ist ein als Sender fungierender, elektroakustischer Wandler 1 angeordnet, der ausgebildet ist, bei entsprechender elektrischer Ansteuerung durch eine zur Eingabevorrichtung 10 gehörige Auswerteinheit 7 eine akustische Oberflächenwelle 5 mit einer zur Eingabefläche 4 parallelen Ausbreitungsrichtung zu erzeugen. Die erzeugte, in den 1 und 2 gezeigte Oberflächenwelle 5 ist als lediglich schematische Darstellung zu verstehen. Die akustische Oberflächenwelle 5 wird durch einen weiteren elektroakustischen Wandler 2, der als Empfänger fungiert und ebenfalls angrenzend an die Eingabeschicht 3 oder zumindest mit dieser akustisch gekoppelt angeordnet ist, empfangen. Das von dem Empfänger 2 empfangene Detektionssignal S(t) wird der Auswerteinheit 7 übermittelt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Größe der gemeinsamen Berührfläche zwischen dem Bedienorgan 6, insbesondere dem Finger, und der Eingabeschicht 3 mit zunehmender Betätigungskraft F ändert. Die Größe der gemeinsamen Berührfläche beeinflusst durch Auskopplung der akustischen Oberflächenwelle 5, den vom Empfänger 2 empfangenen Teil der Welle und somit dessen Detektionssignal S(t), in Bezug auf Laufzeit aber auch in Bezug auf seine Maximalamplitude. Während 1 eine annähernd Betätigungskraft freie Berührung zeigt, zeigt 2 eine mit Betätigungskraft beaufschlagte Berührung, die auch als Betätigung bezeichnet wird. Die Auswerteinheit 7 ermittelt aus dem jeweiligen Detektionssignal S(t) einen Maximalamplitudenverlauf S_Max(t), wie er beispielsweise in den 3 und 4 gezeigt ist. Da unterschiedliche, situationsbedingte Eigenschaften, wie Feuchtigkeit der Haut des Fingers und der spezifische Ort der Berührfläche auf der Eingabefläche 4entscheidend für die Amplitude des Detektionssignals S(t) ist und dieses somit starken Schwankungen unterliegt, ist der Amplitudenwert an sich ungeeignet für eine Festlegung einer Schaltschwelle. Beiden Verläufen S_Max(t) aus 3 und 4 ist eine charakteristische Änderung der Steigung des Maximalamplitudenverlaufs S_Max(t) gemeinsam, die jeweils durch den Wendepunkt t1 und den zugehörigen Maximalamplitudenwert S1 beschrieben ist. In 3 ist ein typischer Verlauf für die Maximalamplitude S_Max(t) dargestellt. Zu Beginn t0 findet zunächst eine Berührung der Eingabefläche statt. Mit zunehmender Betätigungskraft gehet die Berührung in Betätigung über, was durch eine stark abfallende Flanke (negative Steigung) mit Rechtskrümmung im Verlauf erkennbar ist. Es folget der zuvor beschriebene Wendepunkt zum Zeitpunkt t1, d.h. es folgt ein Krümmungswechsel in eine Linkskrümmung. Der zugehörige Maximalamplitudenwert S1 wird gespeichert. Die Auswerteinheit ist durch einfache mathematische Operationen in der Lage, anhand dieser dem Wendepunkt (t1, S1) zugeordneten Werte, nämlich anhand dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zugehörigen Maximalamplitudenwert S1: = S_Max(t1), eine erste Betätigungsschaltschwelle S2 zu bestimmen. Entscheidend für die Bestimmung der ersten Betätigungsschaltschwelle S2 ist der zuerst detektierte Rechts-Links-Wendepunkt mit negativer Steigung. Nachfolgende Wendepunkte, wie beispielsweise der in 4 gezeigte, nachfolgende Rechts-Links-Wendepunkt im Zeitintervall zwischen t1 und t2 werden von der Auswerteinheit 7 vernachlässigt. Der zuvor genannte erste Wendepunkt (t1, S1) zum Zeitpunkt t1 und sein Maximalamplitudenwert S1 dient ferner der Ermittlung einer zweiten Betätigungsschwelle S3, die einen Offset zur Betätigungsschwelle S2 aufweist, nämlich im Betrag größer ist als S2. Erst wenn der Maximalamplitudenverlauf S_Max(t) nach einem Unterschreiten der ersten Betätigungsschwelle S2 die zweite Betätigungsschwelle S3 überschreitet, weil die Betätigungskraft F des Bedienorgans, wie des Fingers, zurückgenommen wird, erfolgt eine Zuordnung der Betätigung zu einer Schalt- oder Steuerfunktion. Diese Zuordnung kann durch ein akustisches oder haptisches Feedback dem Bediener optional bestätigt werden. In einer optionalen Ausgestaltung wird ferner eine Laufzeitmessung vorgenommen. Wie 5 zeigt, ist die Laufzeit T der akustischen Oberflächenwelle von der aufgebrachten Betätigungskraft abhängig. Die Betätigungskraft sorgt für eine Versteifung der Eingabeschicht 3 aus 1, was zu einer Zunahme der Ausbreitungsgeschwindigkeit sorgt. Während a) die berührungsfreie Laufzeit zeigt, ist in b) die Laufzeit bei annähend betätigungskraftlose Berührung aufgetragen. Mit c) ist die Laufzeit bei einer Betätigung gezeigt, deren Betätigungskraft im Bereich des Wendepunktes (t1, S1) aus 3 und 4 zu erwarten ist. In einem Verifikationsschritt wird in einem Zeitintervall um den durch den Zeitpunkt t1 definierten Wendepunkt (t1, S1) eine Laufzeitmessung durchgeführt, und der ermittelte Wendepunkt S1 nur dann der Berechnung der Betätigungsschwellen S2, S3 zugeführt, sofern die im Zeitintervall bestimmte Laufzeit T in ein zu erwartendes vorgespeichertes Intervall fällt und damit der Wendepunkt (t1, S1) durch die Laufzeitbestimmung verifiziert werden kann. Andernfalls wird der Wendepunkt S1 verworfen.The input method according to the invention is first of all described in the 1 and 2 shown embodiment of the input device 10 described. It becomes an input device 10 provided which has an input surface 4 providing input layer 3 having. The input layer 3 is preferred in terms of its ability to transmit structure-borne noise, with regard to material selection and geometry. Adjacent or at least acoustically conductive coupled to the input layer 3 is an electro-acoustic transducer that acts as a transmitter 1 arranged, which is designed with appropriate electrical control by an input device 10 proper evaluation unit 7 a surface acoustic wave 5 with one to the input surface 4 to generate parallel direction of propagation. The generated in the 1 and 2 surface wave shown 5 is to be understood as a schematic representation only. The surface acoustic wave 5 is through another electroacoustic transducer 2 , which acts as a recipient and also adjacent to the input layer 3 or at least arranged to be acoustically coupled. That from the recipient 2 received detection signal S (t) becomes the evaluation unit 7 transmitted. The invention is based on the finding that the size of the common contact surface between the operating element 6 , especially the finger, and the input layer 3 changes with increasing actuation force F. The size of the common contact area is influenced by decoupling the surface acoustic wave 5 by the recipient 2 received part of the wave and thus its detection signal S (t) , in terms of runtime but also in terms of its maximum amplitude. While 1 an approximately actuating force shows free contact 2 a touch acted upon by actuating force, which is also referred to as actuation. The evaluation unit 7 determined from the respective detection signal S (t) a maximum amplitude curve S _Max (t), as it is for example in the 3 and 4 is shown. Since different, situation-related properties, such as the moisture of the skin of the finger and the specific location of the contact surface on the input surface 4 are decisive for the amplitude of the detection signal S (t) and this is therefore subject to strong fluctuations, the amplitude value is unsuitable for determining a switching threshold , Both curves S _Max (t) 3 and 4 is a characteristic change in the slope of the maximum amplitude curve S _Max (t) together, in each case by the inflection point t1 and the associated maximum amplitude value S1 is described. In 3 a typical curve for the maximum amplitude S _Max (t) is shown. At the beginning t0, the input surface is first touched. As the actuating force increases, the contact changes into actuation, which can be recognized by a steeply falling flank (negative slope) with a right curvature in the course. The turning point described above follows at time t1, ie there is a change in curvature to a left curvature. The associated maximum amplitude value S1 will be saved. By means of simple mathematical operations, the evaluation unit is able, based on these values assigned to the inflection point (t1, S1), namely on the basis of the first time t1 and the associated maximum amplitude value S1: = S _Max (t1), a first actuation switching threshold S2 to determine. Crucial for determining the first actuation switching threshold S2 is the first detected right-left inflection point with a negative slope. Subsequent turning points, such as the one in 4 The following right-left turning point shown in the time interval between t1 and t2 are shown by the evaluation unit 7 neglected. The aforementioned first turning point (t1, S1) at time t1 and its maximum amplitude value S1 also serves to determine a second actuation threshold S3 that have an offset to the actuation threshold S2 has, namely the amount is greater than S2. Only when the maximum amplitude curve S _Max (t) after falling below the first actuation threshold S2 the second actuation threshold S3 exceeds, because the actuating force F of the operating element, such as the finger, is reduced, the actuation is assigned to a switching or control function. This assignment can optionally be confirmed to the operator by acoustic or haptic feedback. In an optional embodiment, a transit time measurement is also carried out. How 5 shows, the transit time T of the surface acoustic wave is dependent on the applied actuating force. The actuating force stiffens the input layer 3 out 1 , which leads to an increase in the speed of propagation. While a) shows the non-contact running time, in b) the running time is plotted with almost no actuation force. With c) the running time is shown with an actuation whose actuating force is in the area of the turning point (t1, S1) 3 and 4 is to be expected. In a verification step, a transit time measurement is carried out in a time interval around the inflection point (t1, S1) defined by the time t1, and the ascertained inflection point S1 only then the calculation of the actuation thresholds S2 . S3 supplied, provided the running time T determined in the time interval falls within an anticipated pre-stored interval and the turning point (t1, S1) can thus be verified by the running time determination. Otherwise, the turning point S1 discarded.

Claims

Input method with actuation detection by surface acoustic waves (5), comprising the following steps: providing an input device (10), comprising an input layer (3) providing an input surface (4); Generating the surface acoustic wave (5) with a direction of propagation in the input layer (3) parallel to the input surface (4) by means of an electroacoustic transducer (1) belonging to the input device (10); Touching and subsequent, at a first time, additional actuation of the input surface (4) by an actuating member (6) and forming a common contact surface between the actuating member (6) and the input layer (3); Reception of the acoustic surface wave (5) by the or at least one further electroacoustic transducer (2) belonging to the input device after at least partial decoupling of the surface wave (5) in the area of the contact surface from the input layer (3) into the control element (5) during the Touching and actuating while providing a detection signal (S (t)) to an evaluation unit (7) belonging to the input device (10); Determining a temporal maximum amplitude curve (S _Max (t)) from the detection signal (S (t)) by means of the evaluation unit (7); Determining the first point in time (t1) during actuation by the evaluation unit (7) on the basis of a characteristic gradient change in the maximum amplitude curve (S _Max (t)); Determining at least one first actuation switching threshold (S2) during actuation by the evaluation unit (7) on the basis of the first point in time (t1) and optionally on the basis of a maximum amplitude value (S1) at the first point in time (t1); Assigning the actuation of a switching and / or control function by the evaluation unit (7) after and only if at least the maximum amplitude (S _Max (t)) falls below the first actuation switching threshold (S1) during further actuation,

Input method according to the preceding claim, wherein the first point in time (t1) is determined on the basis of an inflection point (t1, S1) in the maximum amplitude curve (S _Max (t)).

Input method according to one of the preceding claims, wherein the actuation switching threshold (S2) is calculated from the first time (t1) and the maximum amplitude value (S1) at the first time.

Input method according to one of the preceding claims, wherein a second actuation switching threshold (S3) is also determined and the actuation of a switching and / or control function is only assigned if the maximum amplitude (S _Max (t) after falling below the first actuation switching threshold (S2) ) the second actuation switching threshold (S3) is exceeded.

Input method according to one of the preceding claims, wherein the second actuation switching threshold (S3) is greater in amount than the first actuation switching threshold (S2).

Input method according to one of the preceding claims, wherein a transit time (T) of the surface acoustic wave (5) is also determined at least in a time interval around the first instant (t1) and the first instant (t1) is verified on the basis of a transit time comparison.

Input method according to one of the preceding claims, wherein the actuating member (6) is a finger.

Input device (10), comprising an input layer (3) providing an input surface (4); one or more electroacoustic transducers (1, 2), at least one for generating a surface acoustic wave (5) and at least one for receiving the surface acoustic wave (5) while providing a detection signal S (t)), and an evaluation unit (7) for evaluation of the detection signal (S (t)), the input device being designed to carry out the input method according to one of the preceding claims.

Use of the input device (10) according to the preceding claim in a motor vehicle.