DE102018127765A1 - Operating arrangement made of capacitive touchscreen or touchpad and mechanical input part with improved protection of the position transmitter - Google Patents

Operating arrangement made of capacitive touchscreen or touchpad and mechanical input part with improved protection of the position transmitter Download PDF

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DE102018127765A1
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Benedikt Schmidt
Stefan Menninger
Elmar Greulich
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    • G06F3/0362—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 1D translations or rotations of an operating part of the device, e.g. scroll wheels, sliders, knobs, rollers or belts
    • B60K2360/1438—
    • B60K2360/1446—

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedienanordnung (1) aufweisend:ein Touchpad oder Touchscreen (2), jeweils ausgebildet, eine Berührung auf seiner Eingabefläche (11) kapazitiv mittels mehrerer durch ein Array von Messelektroden (2a) erzeugter Messkapazitäten ortsauflösend zu detektieren;ein auf der Eingabefläche (11) angeordnetes, mechanisches Eingabeteil (3), wobei das mechanische Eingabeteil (3) einen Sockel (4) zur Festlegung des Eingabeteils (3) auf der Eingabefläche (11), ein zur händischen Verstellung entlang eines zur Eingabefläche (11) parallelen Stellweges (S) beweglich am Sockel (4) gelagertes Betätigungsteil (5) und einen am Betätigungsteil (5) befestigten, der Eingabefläche (11) zugewandten, frei vorstehenden Stellungsgeber (6) aufweist, der die von dem Array von Messelektroden (2a) des Touchpads oder Touchscreens (2) erzeugten Messkapazitäten beeinflusst, um seitens des Touchpads oder Touchscreens (2) eine Stellungsinformation betreffend eine Stellung des Eingabeteils (3) zu erzeugen; wobei der Stellungsgeber (6) in eine an der Eingabefläche (11) festgelegte, ein zum Stellungsgeber (6) hin offenes Hohlvolumen definierende, sich parallel zur Eingabefläche (11) erstreckende Verfahrrinne (8) eingreift und der Stellungsgeber (6) entlang der Verfahrrinne (8) beim Verstellen des Betätigungsteils (5) verfahren wird, und wobei ein Ablaufkanal (12) mit einer in der Verfahrrinne (8) ausgebildeten Ablauföffnung (9) ausgebildet ist, der das Hohlvolumen der Verfahrrinne (8) mit wenigstens einem außerhalb der Verfahrrinne (8) liegenden Bereich fluidleitend verbindet.The invention relates to an operating arrangement (1) comprising: a touchpad or touchscreen (2), each designed to capacitively detect a touch on its input surface (11) by means of a plurality of measuring capacitances generated by an array of measuring electrodes (2a); one on the input surface (11) arranged mechanical input part (3), the mechanical input part (3) having a base (4) for fixing the input part (3) on the input surface (11), a manual adjustment along an adjustment path parallel to the input surface (11) (S) movably mounted on the base (4) actuating part (5) and on the actuating part (5), the input surface (11) facing, freely projecting position transmitter (6), which from the array of measuring electrodes (2a) of the touchpad or touchscreens (2) influences the measuring capacities in order to provide position information regarding a position of the input part on the part of the touchpad or touchscreen (2) generate s (3); the position transmitter (6) engages in a travel channel (8) which is fixed on the input surface (11) and defines a hollow volume which is open towards the position transmitter (6) and extends parallel to the input surface (11), and the position transmitter (6) along the travel channel ( 8) is moved when adjusting the actuating part (5), and wherein a drain channel (12) is formed with a drain opening (9) formed in the travel channel (8) which connects the hollow volume of the travel channel (8) with at least one outside the travel channel (8). 8) fluidly connects lying area.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedienanordnung, welche ein kapazitives Touchpad oder einen kapazitiven Touchscreen und ein mechanisches Eingabeteil aufweist. Bei dem Touchpad oder Touchscreen handelt es sich mittlerweile fast durchweg um ein kapazitiv und gleichzeitig ortsauflösend detektierendes und somit berührempfindliches Eingabegerät mit zugehöriger Eingabefläche. Das mechanische Eingabeteil ist auf der Eingabefläche angeordnet und ausgebildet kapazitiv mit dem Touchscreen oder dem Touchscreen zusammenzuwirken, so dass dessen Stellung mittels des Touchscreens oder des Touchpads detektierbar ist. Eine derartige Anbringung eines mechanischen Eingabeteils, wie einem Drehsteller, auf einem Touchpad oder Touchscreen erfreut sich zunehmender Beliebtheit, da einerseits durch das Touchpad oder Touchscreen eine hohe Multifunktionalität und hohe Integrationsdichte ermöglicht ist, andererseits durch das mechanische Eingabeteil dem Benutzer ein gewohntes haptisches Bedienerlebnis bereitgestellt wird und zudem in gewissen Bediensituation das Auffinden und die haptische Orientierung auf der Bedienanordnung ohne visuelle Überprüfung erleichtert ist. Aus diesem Grund finden solche Bedienanordnung zunehmend Verwendung im Automobilbereich.The invention relates to an operating arrangement which has a capacitive touchpad or a capacitive touchscreen and a mechanical input part. The touchpad or touchscreen is now almost entirely a capacitive and, at the same time, location-detecting and therefore touch-sensitive input device with an associated input surface. The mechanical input part is arranged on the input surface and is designed to work capacitively with the touchscreen or the touchscreen, so that its position can be detected by means of the touchscreen or the touchpad. Such a mounting of a mechanical input part, such as a turntable, on a touchpad or touchscreen is becoming increasingly popular because, on the one hand, a high degree of multifunctionality and high integration density is made possible by the touchpad or touchscreen, and on the other hand, the user is provided with a familiar haptic operating experience by the mechanical input part and, in certain operating situations, locating and haptic orientation on the operating arrangement is made easier without visual inspection. For this reason, such operating arrangements are increasingly used in the automotive field.

Bei dieser Art von Bedienanordnungen kommt es zur kapazitiven Wechselwirkung eines eingabeteilseitigen Stellungsgebers mit den auf der Seite des Touchpads bzw. Touchscreens bereitgestellten Messkapazitäten, die bei entsprechender Potenzialbeaufschlagung von einem feinen Array von Messelektroden erzeugt werden. Der Stellungsgeber ist aufgrund der feinen Elektrodenstruktur und der gewünscht hohen Auflösung der Stellungsdetektion zumindest in seinem der Eingabefläche zugewandten Bereich sehr klein dimensioniert und die Detektion regiert empfindlich auf Störungen und Fehlausrichtungen des Stellungsausgebers. Um somit eine präzise Stellungsauswertung zu erreichen, ist es notwendig einerseits mechanische Einwirkungen von dem Stellungsgeber fernzuhalten, um den Beibehalt seiner ursprünglichen Ausrichtung sicher zu stellen und andererseits das Eindringen von Fremdstoffen, insbesondere von Fluiden, zu verhindern und/oder deren Ableitung zu erleichtern.With this type of operating arrangement, there is a capacitive interaction of a position transmitter on the input part side with the measuring capacitances provided on the side of the touchpad or touchscreen, which are generated by a fine array of measuring electrodes when the potential is applied accordingly. Because of the fine electrode structure and the desired high resolution of the position detection, the position transmitter is dimensioned very small, at least in its area facing the input surface, and the detection is sensitive to disturbances and misalignments of the position transmitter. In order to achieve a precise position evaluation, it is necessary, on the one hand, to keep mechanical influences away from the position transmitter, to ensure that its original orientation is maintained, and, on the other hand, to prevent the penetration of foreign substances, in particular fluids, and / or to facilitate their removal.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bedienanordnung bereitzustellen, bei der die Zuverlässigkeit der Stellungsdetektion des mechanischen Eingabeteils durch den kapazitiven Touchscreen bzw. durch das kapazitive Touchpad verbessert ist. Risiko des Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bedienanordnung gemäß Anspruch 1. Eine gleichermaßen vorteilhafte Verwendung ist Gegenstand des nebengeordneten Verwendungsanspruchs, Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen 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.The object of the invention is to provide an operating arrangement in which the reliability of the position detection of the mechanical input part is improved by the capacitive touchscreen or by the capacitive touchpad. Risk of this problem is solved by an operating arrangement according to claim 1. An equally advantageous use is the subject of the subordinate use claim. Advantageous refinements are each the subject of the dependent claims. It should be pointed out that the features listed individually in the 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 erfindungsgemäße Bedienanordnung weist ein Touchpad oder Touchscreen auf, die jeweils ausgebildet, eine Berührung auf einer zugehörigen Eingabefläche kapazitiv und ortsauflösend zu detektieren. Als Touchpad wird ein berührempfindliches Eingabegerät mit zugehöriger Eingabefläche ohne Anzeigefläche und als Touchscreen eine Kombination aus berührempfindlichem Eingabegerät und elektronischer Pixelmatrixanzeige und somit ein Eingabegerät mit berührempfindlicher Eingabefläche und im Wesentlichen deckungsgleich angeordneten Anzeigefläche verstanden. Unter einer kapazitiven und ortsauflösenden Detektion wird die Detektion mittels mehrerer Messkapazitäten verstanden, die von einem Array von Messelektroden erzeugt werden, wobei diese Elektroden beispielsweise im Wesentlichen in einer oder mehreren zur Eingabefläche parallelen Ebenen angeordnet sind. Derartige Elektrodenstrukturen sowie die zugehörigen Detektionsverfahren sind dem Fachmann geläufig.The operating arrangement according to the invention has a touchpad or touchscreen, each of which is designed to capacitively and locally detect a touch on an associated input surface. A touchpad is a touch-sensitive input device with an associated input surface without a display surface and a touchscreen is a combination of a touch-sensitive input device and an electronic pixel matrix display and thus an input device with a touch-sensitive input surface and an essentially congruent display surface. A capacitive and spatially resolving detection is understood to mean the detection by means of a plurality of measuring capacitances which are generated by an array of measuring electrodes, these electrodes being arranged, for example, essentially in one or more planes parallel to the input surface. Such electrode structures and the associated detection methods are familiar to the person skilled in the art.

Die Bedienanordnung weist ein auf der Eingabefläche angeordnetes, mechanisches Eingabeteil, beispielsweise einen Drehsteller oder einen Schieberegler oder Dergleichen auf. Das mechanische Eingabeteil umfasst einen Sockel zur Festlegung des Eingabeteils auf der Eingabefläche des Touchpads beziehungsweise des Touchscreens. Der Sockel ist beispielsweise stoff- oder kraftschlüssig mit der die Eingabefläche definierenden äußeren Schicht des Touchpads bzw. Touchscreens verbunden. Das mechanische Eingabeteil weist erfindungsgemäß ein zur händischen Verstellung beweglich am Sockel gelagertes Betätigungsteil, auch Handhabe genannt, auf, beispielsweise einen Drehring, einen Drehknopf, einen Schieber oder Dergleichen. Dabei ist der Stellweg des Betätigungsteils parallel zur Eingabefläche. Beispielsweise ist ein Wälzlager oder Gleitlager zwischen Sockel und Betätigungsteil zur Erreichung der Beweglichkeit vorgesehen.The operating arrangement has a mechanical input part arranged on the input surface, for example a rotary control or a slide control or the like. The mechanical input part comprises a base for fixing the input part on the input surface of the touchpad or the touchscreen. The base is, for example, materially or non-positively connected to the outer layer of the touchpad or touchscreen that defines the input surface. According to the invention, the mechanical input part has an actuating part, also called a handle, which is movably mounted on the base for manual adjustment, for example a rotary ring, a rotary knob, a slide or the like. The travel of the actuating part is parallel to the input surface. For example, a roller bearing or plain bearing is provided between the base and the actuating part in order to achieve mobility.

Das mechanische Eingabeteil weist ferner einen am Betätigungsteil befestigten, der Eingabefläche zugewandten, frei vorstehenden Stellungsgeber auf, der kapazitiv mit den seitens des Touchpads oder Touchscreens und mittels des Arrays von Messelektroden erzeugten Messkapazitäten koppelt und diese somit beeinflusst, um somit anhand der Beeinflussung seitens des Touchpads oder Touchscreens, beispielsweise mittels einer darin integrierten Auswerteinheit, auch Ansteuerelektronik genannt, eine Stellungsinformation betreffend eine Stellung des Betätigungsteils des Eingabeteils zu erzeugen.The mechanical input part also has a free-standing position transmitter attached to the actuating part, facing the input surface, which capacitively couples to the measuring capacitances generated by the touchpad or touchscreen and by means of the array of measuring electrodes and thus influences them, in order to influence them on the basis of the influence on the touchpad or touchscreens, for example by means of an evaluation unit integrated therein, also called control electronics To generate position information regarding a position of the actuating part of the input part.

Erfindungsgemäß greift der Stellungsgeber in eine an der Eingabefläche festgelegte, ein zum Stellungsgeber hin offenes Hohlvolumen definierende, sich parallel zur Eingabefläche erstreckende Verfahrrinne ein und wird entlang der Verfahrrinne beim Verstellen des Betätigungsteils verfahren. Bevorzugt erfolgt kein Berührkontakt zwischen dem Stellungsgeber und der Oberfläche der Verfahrrinne. Durch diese Maßnahme wird der Stellungsgeber vor mechanischer Einwirkung durch die Verfahrrinne geschützt und hält somit dauerhaft seine Ausrichtung bei, was wesentlich für den Erhalt einer zuverlässigen Stellungsdetektion ist.According to the invention, the position transmitter engages in a travel channel which is fixed on the input surface and defines a hollow volume which is open towards the position transmitter and extends parallel to the input surface and is moved along the travel channel when the actuating part is adjusted. There is preferably no contact between the position transmitter and the surface of the travel channel. With this measure, the position transmitter is protected from mechanical influence by the travel channel and thus permanently maintains its alignment, which is essential for obtaining reliable position detection.

Erfindungsgemäß ist ein Ablaufkanal mit einer in der Verfahrrinne ausgebildeten Ablauföffnung vorgesehen, der das Hohlvolumen fluidleitend mit wenigstens einem Bereich außerhalb der Verfahrrinne verbindet, bevorzugt mit jeweils einem Bereich der Eingabefläche verbindet, die außerhalb des Bereichs der Eingabefläche liegt, die vom Eingabeteil überdeckt ist.According to the invention, a drain channel is provided with a drain opening formed in the travel trough, which connects the hollow volume in a fluid-conducting manner to at least one area outside the travel trough, preferably to a respective area of the input surface that lies outside the area of the input surface that is covered by the input part.

Der Ablaufkanal stellt somit die Möglichkeit bereit, dass bei entsprechender Bemaßung Fremdstoffe und insbesondere Fluide aus der Verfahrrinne entfernt werden können. Beispielsweise ist die Ablauföffnung im Boden der Verfahrrinne angeordnet. Beispielsweise ist der Ablaufkanal im Schwerefeld schräg ausgerichtet, um das Abfließen zu unterstützen.The drainage channel thus provides the possibility that foreign matter and in particular fluids can be removed from the travel channel with appropriate dimensions. For example, the drain opening is arranged in the bottom of the travel channel. For example, the drainage channel in the gravity field is aligned at an angle to support the drainage.

Bevorzugt ist die Eingabefläche und damit die Verfahrrinne im Schwerefeld schräg ausgerichtet und die Ablauföffnung so angeordnet, dass letztere bezüglich des Schwerefeldes im unteren Bereich angeordnet ist, bevorzugt den tiefsten Punkt der Verfahrrinne darstellt.The input surface and thus the travel channel in the gravity field are preferably oriented obliquely and the drain opening is arranged such that the latter is arranged in the lower region with respect to the gravity field, preferably represents the lowest point of the travel channel.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Stellungsgeber bei der Verstellung des Betätigungsteils des mechanischen Eingabeteils die Ablauföffnung überstreicht, um eine Beförderung von Fremdstoffen oder Fluiden durch die Verstellung und damit Bewegung des Stellungsgebers in die Ablauföffnung und somit der Abfuhr über den Ablaufkanal zu unterstützen.It is preferably provided that the position transmitter sweeps over the drain opening when the actuating part of the mechanical input part is adjusted in order to support the transport of foreign substances or fluids through the adjustment and thus movement of the position transmitter into the drain opening and thus the removal via the drain channel.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein eine Benetzungseigenschaft definierender Kontaktwinkel für Wasser und betreffend die Oberfläche des Stellungsgebers kleiner ist als der Kontaktwinkel betreffend die das Hohlvolumen begrenzenden Oberflächen der Verfahrrinne. Anders ausgedrückt wirkt die Oberfläche des Stellungsgebers durch entsprechende Materialwahl für den Stellungsgeber oder für eine Oberflächenbeschichtung des Stellungsgebers gegenüber Wasser besser benetzend als die Oberfläche der Verfahrrinne. Dadurch wird ein Benetzen des Stellungsgebers und damit die Beförderung durch den Stellungsgeber aber auch ein Abtropfen von Wasser in die Ablauföffnung erleichtert. Beispielsweise ist eine hydrophile Beschichtung des Stellungsgebers und eine hydrophobe Beschichtung der Verfahrrinne vorgesehen.It is preferably provided that a contact angle for water and with respect to the surface of the position transmitter that defines a wetting property is smaller than the contact angle with respect to the surfaces of the travel channel that delimit the hollow volume. In other words, the surface of the position transmitter has a better wetting effect than water on the surface of the travel channel due to a suitable choice of material for the position transmitter or for a surface coating of the position transmitter. This facilitates wetting of the position transmitter and thus transportation by the position transmitter, but also water dripping into the drain opening. For example, a hydrophilic coating of the position transmitter and a hydrophobic coating of the travel channel are provided.

Um den Übergang eines Fluids von der Verfahrrinne auf den Stellungsgeber zu erleichtern, weist der Stellungsgeber gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung eine Längserstreckung parallel zur Verfahrrinne auf, die größer ist als eine Quererstreckung in einer zum Stellweg orthogonalen und zur Eingabefläche parallelen Richtung.In order to facilitate the transition of a fluid from the travel channel to the position transmitter, the position transmitter according to a preferred embodiment has a longitudinal extension parallel to the travel channel which is greater than a transverse extension in a direction orthogonal to the actuating path and parallel to the input surface.

Um einen Kehreffekt durch den Stellungsgeber zu verbessern, füllt der Stellungsgeber gemäß einer bevorzugten Ausführungsform den zum Stellweg orthogonalen Querschnitt des Hohlvolumens zu mehr als 50 Prozent, noch bevorzugter zu mehr als 75 Prozent, meist bevorzugt zu mehr als 80 Prozent aus.In order to improve a sweeping effect by the position transmitter, according to a preferred embodiment the position transmitter fills the cross section of the hollow volume orthogonal to the travel path to more than 50 percent, more preferably more than 75 percent, mostly preferably more than 80 percent.

Damit sich in der Verfahrrinne befindliche Flüssigkeitstropfen, beispielsweise hauptsächlich aus Wasser bestehende Flüssigkeitstropfen, aufgrund von Kapillarkräften im Bereich um den Stellungsgeber anordnen und bei Bewegung des Stellungsgebers von diesem mitbewegt werden, wird ein lichter Maximalabstand zwischen Stellungsgeber und wenigstens einer das Hohlvolumen der Verfahrrinne begrenzenden Flächen von 0,5 mm nicht überschritten.So that liquid drops located in the travel channel, for example liquid drops consisting mainly of water, are arranged in the area around the position transmitter due to capillary forces and are moved by the position transmitter when the position transmitter is moved, a clear maximum distance between the position transmitter and at least one surface delimiting the hollow volume of the travel channel becomes 0.5 mm not exceeded.

Bevorzugt weist das mechanische Eingabeteil einen Wischer auf, der am Betätigungsteil befestigt und in Richtung der das Hohlvolumen begrenzenden Oberfläche der Verfahrrinne weist. Der Wischer ist aus nicht-metallischem Material, um eine kapazitive Beeinflussung der Messkapazitäten zu vermeiden. Bevorzugt wird der Wischer durch den Stellungsgeber ausgebildet, so dass die zuvor erläuterten bevorzugten Ausgestaltungen des Stellungsgebers, beispielsweise bezüglich dessen Dimensionierung und Oberflächenbeschaffenheit auch diese Ausführungsform betreffen.The mechanical input part preferably has a wiper which is fastened to the actuating part and points in the direction of the surface of the travel channel which delimits the hollow volume. The wiper is made of non-metallic material in order to avoid a capacitive influence on the measuring capacities. The wiper is preferably formed by the position transmitter, so that the previously described preferred configurations of the position transmitter, for example with regard to its dimensioning and surface quality, also relate to this embodiment.

Bevorzugt ist das Betätigungsteil des mechanischen Eingabeteils drehbeweglich gelagert und die Verfahrrinne ist kreisförmig ausgebildet.The actuating part of the mechanical input part is preferably mounted such that it can rotate and the travel channel is circular.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verfahrrinne durch zwei parallel beabstandete Wandungen ausgebildet. Noch bevorzugter wird bei dieser Ausführungsform ein lichter Maximalabstand von 0,5 mm zwischen dem Stellungsgeber und wenigstens einer der beiden Wandungen nicht überschritten.According to a preferred embodiment, the travel channel is formed by two parallel spaced walls. Even more preferably, a clear maximum distance of 0.5 mm between the position transmitter and at least one of the two walls is not exceeded in this embodiment.

Bevorzugt weist das Eingabeteil insgesamt einen zentralen Durchbruch auf, um beispielsweise beim Durchblicken des Durchbruchs eine darunter befindliche Anzeigefläche des Touchscreens für den Bediener zu Anzeigezwecken zu nutzen. Dabei begrenzt eine der Wandungen die Verfahrrinne in Richtung Durchbruch, d.h. nach innen während die andere der Wandungen die Verfahrrinne in entgegengesetzte Richtung, d.h. nach außen begrenzt. Die Wandungen sind beispielsweise jeweils von einer wallförmigen Erhebung oder von einem Steg ausgebildet, so dass neben der die Verfahrrinne begrenzende Wandung eine der Verfahrrinne abgewandte Wandung vorgesehen ist, die zusammen die Erhebung oder den Steg ausbilden. Beispielsweise ist die Wandung orthogonal zur Eingabefläche. The input part preferably has a central opening as a whole, so that the operator can use an underlying display area of the touchscreen for display purposes when viewing the opening. One of the walls delimits the travel channel in the direction of the opening, ie inwards, while the other of the walls delimits the travel channel in the opposite direction, ie outwards. The walls are each formed, for example, by a wall-shaped elevation or by a web, so that in addition to the wall delimiting the travel trough, a wall facing away from the travel trough is provided, which together form the elevation or the web. For example, the wall is orthogonal to the input surface.

Beispielsweise sind die Wandungen durch eine die Eingabefläche definierende, äußere Schicht des Touchscreens oder des Touchpads ausgebildet. Bevorzugt wird die Verfahrrinne von einem im Querschnitt U-förmigen Profilabschnitt ausgebildet.For example, the walls are formed by an outer layer of the touchscreen or touchpad that defines the input surface. The travel channel is preferably formed by a profile section which is U-shaped in cross section.

Bevorzugt wird die Verfahrrinne von dem Sockel ausgebildet.The movement channel is preferably formed by the base.

Bevorzugt ist der Stellungsgeber wenigstens teilweise von einer metallischen Elektrode ausgebildet. Beispielsweise ist der Stellungsgeber zumindest teilweise durch einen vorstehenden Abschnitt oder Fortsatz eines Stanzbleches, beispielsweise aus Federstahl, ausgebildet.The position transmitter is preferably at least partially formed by a metallic electrode. For example, the position transmitter is formed at least partially by a protruding section or extension of a stamped sheet, for example made of spring steel.

Bevorzugt ist das Betätigungsteil wenigstens die Verfahrrinne und den Stellungsgeber, bevorzugt ferner den Sockel, haubenartig übergreifend angeordnet und ausgebildet.The actuating part is preferably arranged and designed to overlap the hood and the position transmitter, preferably also the base, in a hood-like manner.

Die zum Touchscreen gehörige elektronische Pixelmatrixanzeige umfasst eine äußere transparente Schicht. Beispielsweise handelt es sich um eine hintergrundbeleuchtete Flüssigkristallanzeige, beispielsweise im TFT-Aufbau, oder eine Anzeige in OLED Bauweise. Beispielsweise ist der Sockel auf der obersten, dem Bediener zugewandten, die Eingabefläche definierenden, transparenten Schicht befestigt.The electronic pixel matrix display belonging to the touchscreen comprises an outer transparent layer. For example, it is a backlit liquid crystal display, for example in a TFT structure, or an OLED display. For example, the base is attached to the uppermost transparent layer that faces the operator and defines the input surface.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Ablaufkanal durch eine bereichsweise Aussparung in der obersten, bevorzugt transparenten, die Eingabefläche definierenden Schicht ausgebildet.According to one embodiment, the drain channel is formed by a recess in some areas in the uppermost, preferably transparent, layer defining the input surface.

Gemäß einer Ausführungsform sind die die Verfahrrinne begrenzenden Wandungen einstückig mit der die Eingabefläche definierenden Schicht ausgebildet. Bevorzugt ist die transparente Schicht eine Glasschicht, insbesondere aus Borosilikatglas, Aluminiumsilikatglas oder Kalk-Natron-Floatgas.According to one embodiment, the walls delimiting the travel channel are formed in one piece with the layer defining the input surface. The transparent layer is preferably a glass layer, in particular made of borosilicate glass, aluminum silicate glass or soda-lime float gas.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Ist zwischen dem Betätigungsteil und dem Sockel eine Rasteinrichtung angeordnet, bei der eine Rastnase in eine Rasthaptik zur Erzeugung einer Rasthaptik bei der händischen Verstellung des Betätigungsteils eingreift.According to one embodiment of the invention, a latching device is arranged between the actuating part and the base, in which a latching lug engages in a latching haptic to produce a latching haptic during manual adjustment of the actuating part.

Die nachfolgende Figur erläutert die Erfindung zusätzlich. Die in der Figur gezeigte Ausführungsform ist dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellt lediglich eine bevorzugte Ausführungsvariante dar. Es zeigt:

  • 1 eine Teilschnittansicht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1.
The following figure additionally explains the invention. The embodiment shown in the figure is only to be understood as an example and only represents a preferred embodiment variant. It shows:
  • 1 a partial sectional view of a preferred embodiment of the operating arrangement according to the invention 1 .

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1. Die erfindungsgemäße Bedienanordnung 1 umfasst einen kapazitiven Touchscreen 2, also eine Kombination aus einer elektronischen Pixelmatrixanzeige 2c und einer mit der Anzeigefläche der elektronischen Pixelmatrixanzeige 2c zusammenfallenden, berührempfindlichen Eingabefläche 11. Zur Detektion von Berührungen auf der Eingabefläche 11 ist ein Array 2a von transparenten Messelektroden vorgesehen, die ein die Eingabefläche 11 durchsetzendes Array von Messkapazitäten bei entsprechender Potenzialbeaufschlagung durch eine mit den Messelektroden elektrisch verbundene Auswerteinheit 14 erzeugt. Bei einer Berührung der oberen, die Eingabefläche 11 definierenden, transparenten Schicht 2b des Touchscreens 2 kommt es zu einer kapazitiven, vom Ort der Berührung abhängigen Beeinflussung der Messkapazitäten, welche durch die Auswerteinheit 14 detektierbar ist, wobei diese ein Berührortinformation bereitstellt, die für eine Schalt- und/oder Steuerfunktion einer Fahrzeugkomponente genutzt werden kann. Der Touchscreen 2 ist nicht maßstäblich gezeichnet und die Darstellung in 1 soll lediglich der Anschauung dienen. 1 shows a preferred embodiment of the control arrangement according to the invention 1 . The operating arrangement according to the invention 1 includes a capacitive touchscreen 2nd , a combination of an electronic pixel matrix display 2c and one with the display area of the electronic pixel matrix display 2c coincident, touch-sensitive input surface 11 . For the detection of touches on the input surface 11 is an array 2a provided by transparent measuring electrodes, which an the input surface 11 Enforcing array of measuring capacities with the corresponding application of potential by an evaluation unit electrically connected to the measuring electrodes 14 generated. When touching the top, the input surface 11 defining, transparent layer 2 B the touchscreen 2nd there is a capacitive, depending on the location of the contact, influencing the measuring capacities, which is caused by the evaluation unit 14 is detectable, which provides touch location information that can be used for a switching and / or control function of a vehicle component. The touchscreen 2nd is not drawn to scale and is depicted in 1 should only serve as an illustration.

Bei der erfindungsgemäßen Bedienanordnung 1 wird das Prinzip der kapazitiven Berührdetektion zur Stellungsdetektion eines auf der berührempfindlichen Eingabefläche 11 angeordneten, mechanischen Eingabeteils 3 genutzt. Bei dem mechanischen Eingabeteil 3 handelt es sich um einen „Donut“-förmigen Drehsteller mit zentralem Durchbruch 13. Der Durchbruch 13 dient dem Durchblick auf den im Durchbruch befindlichen Bereich der Eingabefläche 11 und der dort befindlichen Anzeigefläche der elektronischen Pixelmatrixanzeige 2c. Das mechanische Eingabeteil 3, d.h. der Drehsteller, ist über einen ein- oder mehrteiligen Sockel 4 an der die Eingabefläche 11 definierenden obersten Schicht 2b des Touchscreens 2 befestigt, beispielsweise durch eine Klebeverbindung. Das mechanische Eingabeteil 3 weist ein mittels eines Wälzlagers 7 drehbeweglich entlang des Stellwegs S verstellbares Betätigungsteil 5 auf. An dem Betätigungsteil 5 ist ein den Durchbruch 13 umlaufendes Metallblech 10 befestigt. Das Metallblech 10 bildet einen in Richtung Eingabefläche 11 frei vorstehenden Fortsatz 6 aus, der der kapazitiven Wechselwirkung und damit Beeinflussung der von dem Array 2a von Messelektroden erzeugten Messkapazitäten dient und somit als Stellungsgeber 6 fungiert. Die Stellung des Betätigungsteils 5 ist somit durch die lokale Beeinflussung der unter und unmittelbar neben dem Stellungsgeber 6 befindlichen Messkapazitäten durch den Touchscreen 2 detektierbar und wird von der Auswerteinheit 14 als Stellungsinformation ausgegeben, und kann ebenfalls als Schalt- und/oder Steuerfunktion einer Fahrzeugkomponente genutzt werdenIn the operating arrangement according to the invention 1 becomes the principle of capacitive touch detection for position detection of a on the touch-sensitive input surface 11 arranged mechanical input part 3rd used. With the mechanical input part 3rd is a "donut" -shaped turntable with a central opening 13 . The breakthrough 13 serves to provide an overview of the area of the input surface which is in the breakthrough 11 and the display area of the electronic pixel matrix display located there 2c . The mechanical input part 3rd , ie the turntable, is on a single or multi-part base 4th on the input surface 11 defining top layer 2 B the touchscreen 2nd attached, for example by an adhesive connection. The mechanical input part 3rd has one by means of a rolling bearing 7 Actuator that is rotatable along the travel path S. 5 on. On the operating part 5 is a breakthrough 13 all-round metal sheet 10th attached. The metal sheet 10th forms one in the direction of the input surface 11 freely protruding projection 6 out of the capacitive interaction and thus influencing that of the array 2a measuring capacities generated by measuring electrodes and thus serves as a position transmitter 6 acts. The position of the actuator 5 is therefore due to the local influence of the position below and immediately next to the position transmitter 6 measuring capacities by the touchscreen 2nd detectable and is from the evaluation unit 14 output as position information, and can also be used as a switching and / or control function of a vehicle component

Zum Schutz des vergleichsweise empfindlichen Stellungsgebers 6 vor mechanischer Einwirkung weist der Sockel 4 einen im Querschnitt U-förmigen Abschnitt auf, der eine den Stellungsgeber 6 schützende Verfahrrinne 8 für den Stellungsgeber 6 ausbildet und ein in Richtung des Stellungsgebers 6 offenes, ringförmiges Hohlvolumen definiert, das sich parallel entlang der Eingabefläche 11 erstreckt und entlang der der Stellungsgeber 6 b bei der Verstellung des Betätigungsteils 5, ohne die die Fahrrinne 6 begrenzenden Flächen zu berühren, verfahren wird.To protect the comparatively sensitive position transmitter 6 the base points against mechanical impact 4th a cross-sectionally U-shaped section, the one the position transmitter 6 protective channel 8th for the positioner 6 trains and one towards the position transmitter 6 defines an open, annular hollow volume that runs parallel along the input surface 11 extends and along the position transmitter 6 b when adjusting the operating part 5 without the fairway 6 touching surfaces to be touched.

Das von der Verfahrrinne 8 beschriebene Hohlvolumen wird durch eine dem Durchbruch 13 nächste, innere umlaufenden Wandung 8a und eine äußere umlaufende Wandung 8b begrenzt. Das Betätigungsteil 5 übergreift den Sockel 4 samt Verfahrrinne 8 und den darin befindlichen Stellungsgeber 6. Während somit der Stellungsgeber 6 vor mechanischer Einwirkung durch die Verfahrrinne weitgehend geschützt ist, wird das Problem einer nicht gänzlich zu vermeidenden Fremdstoffpartikel- oder Flüssigkeitsansammlung in der Verfahrrinne 8, beispielsweise durch versehentliches Übergießen des Eingabeteils 3 mit einem Getränk oder einer Reinigungsflüssigkeit, durch einen Ablaufkanal 12 gelöst, der das Hohlvolumen der Verfahrrinne 8 flüssigkeitsleitend mit dem Bereich außerhalb der Verfahrrinne 8, insbesondere mit dem das Eingabeteil 3 umgebenden Bereich der Eingabefläche 11 verbindet, der somit außerhalb des vom Eingabeteil überdeckten Bereichs liegt, wodurch somit ein Entleerungsweg bereitgehalten wird.That from the moving channel 8th is described by a breakthrough 13 next inner circumferential wall 8a and an outer circumferential wall 8b limited. The actuator 5 overlaps the base 4th including moving channel 8th and the position transmitter inside 6 . So while the position transmitter 6 is largely protected from mechanical influence by the moving channel, the problem of a foreign matter particle or liquid accumulation in the moving channel that cannot be completely avoided 8th , for example by accidentally pouring over the input part 3rd with a drink or a cleaning liquid, through a drain channel 12th solved the the hollow volume of the channel 8th liquid-conducting with the area outside the channel 8th , especially with which the input part 3rd surrounding area of the input surface 11 connects, which is therefore outside of the area covered by the input part, whereby an emptying path is thus kept ready.

Die Beseitigung der Fremdpartikel und Flüssigkeiten ist notwendig, da diese in der Regel die Messkapazitäten zu beeinflussen vermögen und somit die Stellungsdetektion stören. Der Ablaufkanal 12 ist in den Sockel 4 und/oder die oberste Schicht 2b des Touchscreens 2 als Ausnehmung eingearbeitet und hier nicht im Detail gezeigt. Die zugehörige Ablauföffnung 9 ist im Boden der Fahrrinne 8 eingearbeitet und wird bei entsprechender Verstellung des Betätigungsteils 5 von dem Stellungsgeber 6 überstrichen, was somit den Entleerungsvorgang bewirkt oder zumindest unterstützt.The removal of foreign particles and liquids is necessary, since these can usually influence the measuring capacities and thus interfere with the position detection. The drain channel 12th is in the base 4th and / or the top layer 2 B the touchscreen 2nd incorporated as a recess and not shown in detail here. The associated drain opening 9 is in the bottom of the fairway 8th incorporated and will be adjusted with appropriate adjustment of the operating part 5 from the positioner 6 painted over, which thus causes or at least supports the emptying process.

Claims (16)

Bedienanordnung (1) aufweisend: ein Touchpad oder Touchscreen (2), jeweils ausgebildet, eine Berührung auf seiner Eingabefläche (11) kapazitiv mittels mehrerer durch ein Array von Messelektroden (2a) erzeugter Messkapazitäten ortsauflösend zu detektieren; ein auf der Eingabefläche (11) angeordnetes, mechanisches Eingabeteil (3), wobei das mechanische Eingabeteil (3) einen Sockel (4) zur Festlegung des Eingabeteils (3) auf der Eingabefläche (11), ein zur händischen Verstellung entlang eines zur Eingabefläche (11) parallelen Stellweges (S) beweglich am Sockel (4) gelagertes Betätigungsteil (5) und einen am Betätigungsteil (5) befestigten, der Eingabefläche (11) zugewandten, frei vorstehenden Stellungsgeber (6) aufweist, der die von dem Array von Messelektroden (2a) des Touchpads oder Touchscreens (2) erzeugten Messkapazitäten beeinflusst, um seitens des Touchpads oder Touchscreens (2) eine Stellungsinformation betreffend eine Stellung des Eingabeteils (3) zu erzeugen; wobei der Stellungsgeber (6) in eine an der Eingabefläche (11) festgelegte, ein zum Stellungsgeber (6) hin offenes Hohlvolumen definierende, sich parallel zur Eingabefläche (11) erstreckende Verfahrrinne (8) eingreift und der Stellungsgeber (6) entlang der Verfahrrinne (8) beim Verstellen des Betätigungsteils (5) verfahren wird, und wobei ein Ablaufkanal (12) mit einer in der Verfahrrinne (8) ausgebildeten Ablauföffnung (9) ausgebildet ist, der das Hohlvolumen der Verfahrrinne (8) mit wenigstens einem außerhalb der Verfahrrinne (8) liegenden Bereich fluidleitend verbindet.Operating arrangement (1) comprising: a touchpad or touchscreen (2), each designed to capacitively detect a touch on its input surface (11) by means of a plurality of measuring capacitances generated by an array of measuring electrodes (2a); a mechanical input part (3) arranged on the input surface (11), the mechanical input part (3) having a base (4) for fixing the input part (3) on the input surface (11), one for manual adjustment along one to the input surface ( 11) parallel actuating path (S) movably mounted on the base (4) actuating part (5) and a freely projecting position transmitter (6) attached to the actuating part (5) and facing the input surface (11), which position transmitter (6) detects the position of the array of measuring electrodes ( 2a) the measuring capacities generated by the touchpad or touchscreen (2) are influenced in order to generate position information relating to a position of the input part (3) on the part of the touchpad or touchscreen (2); the position transmitter (6) engages in a travel channel (8) which is fixed on the input surface (11) and defines a hollow volume which is open towards the position transmitter (6) and extends parallel to the input surface (11), and the position transmitter (6) along the travel channel ( 8) is moved when adjusting the actuating part (5), and wherein a drain channel (12) is formed with a drain opening (9) formed in the travel channel (8), which connects the hollow volume of the travel channel (8) with at least one outside the travel channel (8). 8) fluidly connects the lying area. Bedienanordnung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Ablauföffnung (9) so angeordnet ist, dass der Stellungsgeber (6) bei der Verstellung des Betätigungsteils (5) die Ablauföffnung (9) überstreicht.Control arrangement (1) according to Claim 1 , wherein the drain opening (9) is arranged such that the position transmitter (6) sweeps over the drain opening (9) when the actuating part (5) is adjusted. Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein eine Benetzungseigenschaft definierender Kontaktwinkel für Wasser und betreffend die Oberfläche des Stellungsgebers (6) kleiner ist als der Kontaktwinkel betreffend die das Hohlvolumen begrenzenden Oberflächen der Verfahrrinne (8).Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein a contact angle defining a wetting property for water and with respect to the surface of the position transmitter (6) is smaller than the contact angle with respect to the surfaces of the travel channel (8) delimiting the hollow volume. Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stellungsgeber (6) eine Längserstreckung parallel zur Verfahrrinne (8) aufweist, die größer ist als eine Quererstreckung in einer zum Stellweg (S) orthogonalen und zur Eingabefläche (11) parallelen Richtung. Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the position transmitter (6) has a longitudinal extent parallel to the travel channel (8), which is greater than a transverse extent in a direction orthogonal to the actuating path (S) and parallel to the input surface (11). Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stellungsgeber (6) den zum Stellweg (S) orthogonalen Querschnitt des Hohlvolumens zu mehr als 50 Prozent, bevorzugt zu mehr als 75 Prozent, noch bevorzugter zu mehr als 80 Prozent ausfüllt.Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the position transmitter (6) fills the cross section of the hollow volume orthogonal to the travel path (S) to more than 50 percent, preferably to more than 75 percent, more preferably to more than 80 percent. Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Betätigungsteil (6) ein in Richtung der das Hohlvolumen begrenzenden Oberfläche der Verfahrrinne (8) weisender Wischer aus nicht-metallischem Material befestigt ist.Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein a wiper made of non-metallic material is attached to the actuating part (6) in the direction of the surface of the travel channel (8) delimiting the hollow volume. Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stellungsgeber (6) den Wischer ausbildet.Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the position transmitter (6) forms the wiper. Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Betätigungsteils (5) drehbeweglich am Sockel (4) gelagert ist und die Verfahrrinne (8) kreisförmig ausgebildet ist.Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the actuating part (5) is rotatably mounted on the base (4) and the travel channel (8) is circular. Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahrrinne (8) durch zwei parallel beabstandete Wandungen (8a, 8b) ausgebildet ist.Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the travel channel (8) is formed by two parallel spaced walls (8a, 8b). Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein lichter Maximalabstand von 0,5 mm zwischen dem Stellungsgeber (6) und wenigstens einer das Hohlvolumen der Verfahrrinne (8) begrenzenden Fläche, beispielsweise einer der beiden Wandungen (8a, 8b), nicht überschritten wird.Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein a clear maximum distance of 0.5 mm between the position transmitter (6) and at least one surface delimiting the hollow volume of the moving channel (8), for example one of the two walls (8a, 8b), does not is exceeded. Bedienanordnung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Eingabeteil (3) einen zentralen Durchbruch (13) aufweist, und eine (8a) der Wandungen (8a, 8b) die Verfahrrinne (8) in Richtung Durchbruch (13) begrenzt und die andere (8b) der Wandungen (8a, 8b) die Verfahrrinne (8) in entgegengesetzte Richtung begrenzt.Operating arrangement (1) according to the preceding claim, wherein the input part (3) has a central opening (13), and one (8a) of the walls (8a, 8b) delimits the travel channel (8) in the direction of the opening (13) and the other (8b) of the walls (8a, 8b) limits the travel channel (8) in the opposite direction. Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahrrinne (8) von einem im Querschnitt U-förmigen Profilabschnitt ausgebildet ist.Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the travel channel (8) is formed by a cross-sectionally U-shaped profile section. Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahrrinne (8) von dem Sockel (4) ausgebildet ist.Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the travel channel (8) is formed by the base (4). Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stellungsgeber (6) eine metallische Elektrode aufweist.Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the position transmitter (6) has a metallic electrode. Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Betätigungsteil (5) wenigstens die Verfahrrinne (8) und den Stellungsgeber (6) haubenartig übergreifend angeordnet ist.Operating arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the actuating part (5) is arranged at least overlapping the hood (8) and the position transmitter (6). Verwendung der Bedienanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug.Use of the operating arrangement (1) according to one of the preceding claims in a motor vehicle.
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DE20200283U1 (en) * 2002-01-04 2002-05-16 Chicony Electronics Co Liquid draining keyboard
DE102017106501A1 (en) * 2017-03-27 2018-09-27 Preh Gmbh Operating device with a arranged on a touch screen turntable, which has an improved press or tilt function

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