-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine berührungsempfindliche Bedienvorrichtung.
-
HINTERGRUNDTECHNIK
-
Eine Touchpad-Vorrichtung (siehe z.B. Patentdokument 1), die einen Bildschirm einer Anzeige fernbedient und ein von der Anzeige separates Touchpad verwendet, ist eine Art einer bekannten berührungsempfindlichen Bedienvorrichtung, die eine Bedienfläche aufweist, die zur Bedienung berührt (gestrichen und dergleichen) wird.
-
ZITIERLISTE
-
Patentliteratur
-
Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2013-206341
-
KURZERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
-
Technisches Problem
-
Ein Touchpad wird in der Nähe eines Fahrersitzes an einer spezifischen Stelle, z.B. auf der Mittelkonsole oder dem Lenkrad, installiert und befindet sich immer in der Nähe des Fahrersitzes. Um die Gestaltung des Raumes um den Fahrersitz zu verbessern, kann ein bewegbares Touchpad in einem vorbestimmten Rahmen untergebracht werden, wenn das Touchpad nicht benutzt wird, und bei Benutzung gedreht oder aus dem Rahmen herausbewegt werden. Dies führt jedoch dazu, dass das Touchpad einen komplizierten Aufbau hat und unpraktisch ist.
-
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Bedienvorrichtung bereitzustellen, die ein ästhetisches Erscheinungsbild und einen Komfort mit einer einfachen Struktur verbessert.
-
Lösung des Problems
-
Eine Bedienvorrichtung gemäß einer Ausführungsform weist auf: einen Berührungsdetektor, der eine auf einer Bedienfläche ausgeführte Berührungsbetätigung erfasst und ein zur Berührungsbetätigung korrespondierendes Berührungserfassungssignal ausgibt, eine Anzeigeeinheit, die ein Bild eines Anzeigeelements für die Berührungsbetätigung auf der Bedienfläche anzeigt, eine Abdeckung, die zumindest einen Teil des Berührungsdetektors und der Anzeigeeinheit abdeckt, das Bild des auf der Anzeigeeinheit angezeigten Anzeigeelements überträgt und die Betrachtung des Anzeigeelements auf der Bedienfläche ermöglicht, und ein organisches piezoelektrisches Element, das lichtdurchlässig ist und die Übertragung des Bildes des auf der Anzeigeeinheit angezeigten Anzeigeelements ermöglicht. Das organische piezoelektrische Element wird in Schwingung versetzt, wenn der Berührungsvorgang durchgeführt wird, so dass der Berührungsvorgang wahrgenommen werden kann.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Bedienvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt, die in einem Fahrgastraum installiert ist.
- 2 ist ein Diagramm, das den Aufbau der Bedienvorrichtung zeigt.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur eines organischen piezoelektrischen Elements zeigt.
- 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zeigt, der während eines Berührungsvorgangs ausgeführt wird.
- 5A ist eine perspektivische Ansicht einer Bedieneinheit, die Anzeigeelemente durch ein lichtdurchlässiges Leder hindurch zeigt.
- 5B ist eine perspektivische Ansicht einer Bedieneinheit, die Anzeigeelemente durch ein lichtdurchlässiges Leder hindurch anzeigt.
- 6 ist eine Querschnittsansicht eines modifizierten Beispiels der Bedienvorrichtung.
- 7 ist eine Querschnittsansicht eines modifizierten Beispiels der Bedienvorrichtung.
- 8 ist eine Querschnittsansicht eines modifizierten Beispiels der Bedienvorrichtung.
- 9 ist eine Querschnittsansicht eines modifizierten Beispiels der Bedienvorrichtung.
-
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Eine Bedienvorrichtung gemäß einer Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
-
Wie in 1 gezeigt, ist in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs 1 eine Bedienvorrichtung 3 zur Betätigung von Fahrzeug-Bordvorrichtungen 2 angeordnet. Die Bedienvorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels ist vom Typ eines Touchpaneels, das betätigt wird, wenn ein Benutzer eine Bedienfläche 4, die an der Außenfläche der Vorrichtung angeordnet ist, mit einem Finger oder dergleichen berührt. Die Bedienvorrichtung 3 ist z.B. auf der Mittelkonsole oder ähnlichem im Fahrgastraum angeordnet. Beispiele für die mit der Bedienvorrichtung 3 betriebenen Fahrzeug-Bordvorrichtungen 2 weisen eine Klimaanlage, eine Audiovorrichtung, eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung und dergleichen auf.
-
Wie in 2 dargestellt, weist die Bedienvorrichtung 3 eine Bedieneinheit 5 auf, die als eine Schnittstelle für Berührungsvorgänge dient, sowie eine Steuereinheit 6, die die Betätigung der Bedieneinheit 5 steuert. Die Bedieneinheit 5 weist einen Einheitskörper 7 und eine Abdeckung 8 auf. Der Einheitskörper 7 zeigt verschiedene Arten von Bildern auf der Bedienfläche 4 an und erfasst Berührungsvorgänge, die auf der Bedienfläche 4 ausgeführt werden. Die Abdeckung 8 bedeckt den Einheitskörper 7.
-
Der Einheitskörper 7 weist eine Anzeigeeinheit 12 auf, die Bilder von Anzeigeelementen 11 (siehe 5B) auf der Bedienfläche 4 anzeigt. Ein jedes Anzeigeelement 11 wird betätigt, um die Funktionalität der korrespondierenden Fahrzeug-Bordvorrichtung 2 auszuwählen oder auszuführen. Der Einheitskörper 7 weist ferner ein organisches piezoelektrisches Element 20 auf, das vibriert, wenn ein Benutzer einen Berührungsvorgang durchführt, um dem Benutzer eine Rückmeldung über den Vorgang zu geben, sowie einen Berührungsdetektor 13, der einen auf der Bedienungsoberfläche 4 durchgeführten Berührungsvorgang erfasst. Die Anzeigeeinheit 12 kann ein flexibles organisches EL-Display sein. Die Anzeigeeinheit 12 zeigt Bilder der Anzeigeelemente 11 auf der Bedienfläche 4 an, die einem Berührungsvorgang ausgesetzt ist, d.h. auf der oberen Fläche der Abdeckung 8. Wenn es sich bei dem zu bedienenden Gegenstand um die Klimaanlage handelt, weisen die Anzeigeelemente 11 einen Schalter zum Einstellen der Durchflussrate, einen Schalter zum Auswählen des Blasmodus, einen Schalter zum Einstellen der Temperatur, einen Ein/Aus-Schalter, einen A/C-Schalter, einen Schalter zum Auswählen von Einlass/Rezirkulation und dergleichen auf.
-
Der Berührungsdetektor 13 kann z.B. eine elektrostatische Elektrode sein und ermöglicht die Übertragung von Bildern, die auf der Anzeigeeinheit 12 auf der Rückseite des Berührungsdetektors 13 angezeigt werden. Der Berührungsdetektor 13 gibt ein Berührungserfassungssignal Sa aus, das zu einer auf der Bedienfläche 4 ausgeführten Berührung korrespondiert.
-
Die Abdeckung 8 ist aus einem lichtdurchlässigen Leder 14 gemacht, das Licht durchlässt. Somit werden die Bilder der auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigten Anzeigeelemente 11 durch die Abdeckung 8 hindurch übertragen, damit ein Benutzer die Anzeigeelemente 11 auf der Bedienfläche 4 betrachten kann. Das lichtdurchlässige Leder 14 des vorliegenden Beispiels hat zum Beispiel einen Transmissionswert im Bereich des sichtbaren Lichts von 0,1 bis 20 %. Das lichtdurchlässige Leder 14 bedeckt vollständig die Gruppe der Anzeigeeinheit 12, des Berührungsdetektors 13 und des organischen piezoelektrischen Elements 20. Das lichtdurchlässige Leder 14 kann eine geprägte Oberfläche haben und aus einem Kunststoff wie Polyvinylchlorid oder einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis (mit einer Dicke von etwa 0,5 mm) gemacht sein. Das lichtdurchlässige Leder 14 umhüllt die Gruppe aus der Anzeigeeinheit 12, dem Berührungsdetektor 13 und dem organischen piezoelektrischen Element 20.
-
Das organische piezoelektrische Element 20 ist zwischen der Anzeigeeinheit 12 und dem Berührungsdetektor 13 angeordnet. Das organische piezoelektrische Element 20, das eine Art von piezoelektrischem Element ist, verwendet organische Polymermaterialien. Das organische piezoelektrische Element 20 hat die Form einer dünnen Platte. Das organische piezoelektrische Element 20 ist transparent und lässt Licht hindurch, so dass die auf der Anzeigeeinheit 12 auf der Rückseite angezeigten Bilder an den Berührungsdetektor 13 übertragen werden. Das piezoelektrische Element wandelt außerdem ein elektrisches Signal in Schwingungen um. Das organische piezoelektrische Element 20 ist flexibel. Die Eigenschaften des organischen piezoelektrischen Elements 20 sind so, dass z.B. die Resonanzfrequenz niedrig ist, die Flexibilität eine Verformung ermöglicht und die piezoelektrische Konstante niedrig ist.
-
Die Bedieneinheit 5 weist einen Detektor für die Bedienabsicht 15 auf, der dazu dient, zu ermitteln, ob der Benutzer die Bedieneinheit 5 zu bedienen beabsichtigt. Der Bedienungsabsichtsdetektor 15 ist ein Drucksensor, der beispielsweise in die Bedieneinheit 5 eingebettet ist und erfasst, wenn eine Hand, ein Finger oder ähnliches des Benutzers auf die obere Fläche (z.B. die Bedienfläche 4) der Bedieneinheit 5 gelegt wird. Wenn das Platzieren der Hand, des Fingers oder dergleichen des Benutzers erkannt wird, gibt der Bedienungsabsichtsdetektor 15 ein Bedienungsabsichtserfassungssignal Sb an die Steuereinheit 6 aus. Der Bedienungsabsichtsdetektor 15 kann ein beliebiger Sensortyp sein und an einer beliebigen Position angeordnet sein, solange der Bedienungsabsichtsdetektor 15 das Ermitteln ermöglicht, dass der Benutzer beabsichtigt, die Bedienfläche 4 zu betätigen.
-
Wie in 3 dargestellt, weist das organische piezoelektrische Element 20 ein Paar von positiver und negativer Elektrode 30 (obere Elektrode 31, untere Elektrode 32) und einen organischen piezoelektrischen Körper 33 auf, der zwischen der oberen Elektrode 31 und der unteren Elektrode 32 angeordnet ist. Die obere Elektrode 31 und die untere Elektrode 32 sind beide flach und haben die gleiche Fläche. Wenn die obere Elektrode 31 die positive Elektrode und die untere Elektrode 32 die negative Elektrode ist, ist die obere Elektrode 31 mit der positiven (+) Seite einer Elektrodenenergieversorgung 34 und die untere Elektrode 32 mit der negativen (-) Seite der Elektrodenenergieversorgung 34 verbunden. Die Elektroden 30 können z.B. aus einem leitfähigen Polymer auf Polythiophenbasis gebildet sein.
-
Der organische piezoelektrische Körper 33 kann aus einem piezoelektrischen Material auf Polymerbasis mit permanentem Dipol gebildet sein, z.B. aus Polyvinylidendifluorid (PVDF). Zusätzlich zu Vinylidenfluorid kann das piezoelektrische Material auch Trifluorethylen (TrFE) sein. Andere piezoelektrische Materialien, die für den organischen piezoelektrischen Körper 33 verwendet werden können, als die oben genannten Materialien, weisen z.B. einen Verbundtyp oder einen Elektret-Typ von piezoelektrischen keramischen Partikeln auf. Beispiele für den Elektret-Typ weisen poröses PP (Polypropylen) und gestrecktes PTFE (Polytetrafluorethylen) auf.
-
Das organische piezoelektrische Element 20 weist Säulen 35 auf, die die Gruppe des organischen piezoelektrischen Körpers 33 und die positive und negative Elektrode 30 von der Rückseite aus stützen. Die Säulen 35 des vorliegenden Beispiels sind an den beiden Enden der Bedieneinheit 5 (Einheitskörper 7) in Breitenrichtung (Y-Achsenrichtung in 3) angeordnet. Die Gruppe aus dem organischen piezoelektrischen Körper 33 und der positiven und negativen Elektrode 30 wird von den Säulen 35 gestützt und ist durch eine vorbestimmte Lücke 36 von der Anzeigeeinheit 12 in Abstand.
-
Wie in 2 gezeigt, weist die Steuereinheit 6 eine Erfassungsermittlungseinheit 23, die auf der Grundlage eines vom Berührungsdetektor 13 eingegebenen Berührungserfassungssignals Sa ermittelt, ob ein Berührungsvorgang auf der Bedienfläche 4 durchgeführt wurde, eine Anzeigesteuereinheit 24, die den Anzeigezustand der Anzeigeeinheit 12 steuert, und eine Vibrationssteuereinheit 25 auf, die die Betätigung des organischen piezoelektrischen Elements 20 steuert. Unter den von der Anzeigesteuereinheit 24 angezeigten Anzeigeelementen 11 erfasst die Steuereinheit 6 dasjenige der Anzeigeelemente 11, das berührt worden ist, basierend auf einem Erfassungsergebnis der Erfassungsermittlungseinheit 23 und steuert die entsprechenden Fahrzeug-Bordvorrichtungen 2 zur Betätigung gemäß dem berührungsbetätigten Anzeigeelement 11.
-
Die Vibrationssteuereinheit 25 gibt ein sinusförmiges Spannungssignal Sc an das organische piezoelektrische Element 20 aus, wenn ein Berührungsvorgang durchgeführt wird, um das organische piezoelektrische Element 20 fein zu vibrieren. Die Spannung des Spannungssignals Sc wird zwischen der oberen Elektrode 31 und der unteren Elektrode 32 angelegt. Auf diese Weise wird das organische piezoelektrische Element 20, wenn ein Berührungsvorgang durchgeführt wird, ausgedehnt und zusammengezogen, um auf der Grundlage der angelegten Spannung gemäß dem sinusförmigen Spannungssignal Sc fein zu vibrieren, so dass der Benutzer eine Rückmeldung des Berührungsvorgangs wahrnehmen kann.
-
Der Betrieb der Bedienvorrichtung 3 in der vorliegenden Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben. Das Flussdiagramm von 4 beginnt, wenn sich die Energieversorgung des Fahrzeugs 1 beispielsweise in einem ACC-Ein-Zustand (Zubehör-Energieversorgung ist eingeschaltet) oder in einem IG-Ein-Zustand (Zündung-Energieversorgung ist eingeschaltet) befindet und die Bedienvorrichtung 3 aktiviert ist.
-
Wie in 4 gezeigt, ermittelt die Steuereinheit 6 in Schritt S101, ob ein Bedienungsabsichtserfassungssignal Sb von dem Bedienungsabsichtsdetektor 15 empfangen wurde. Insbesondere, wenn der Bedienungsabsichtsdetektor 15 das Platzieren einer Hand, eines Fingers oder dergleichen des Benutzers auf der Bedienfläche 4 erfasst, was angibt, dass der Benutzer beabsichtigt, die Bedienvorrichtung 3 zu bedienen, empfängt die Steuereinheit 6 das Bedienungsabsichtserfassungssignal Sb von dem Bedienungsabsichtsdetektor 15. Wenn das Bedienungsabsichtserfassungssignal Sb empfangen wird, fährt die Steuereinheit 6 mit Schritt S102 fort. Wenn das Bedienungsabsichtserfassungssignal Sb nicht empfangen wird, wiederholt die Steuereinheit 6 den Schritt S101.
-
Wenn die Steuereinheit 6 das Bedienungsabsichtserfassungssignal Sb von dem Bedienungsabsichtsdetektor 15 empfängt, aktiviert die Steuereinheit 6 die Anzeigeeinheit 12 in Schritt S102. Die Anzeige der Anzeigeeinheit 12 wird von der Anzeigesteuereinheit 24 gesteuert.
-
Die 5A und 5B zeigen die Anzeigeeinheit 12 in einem Deaktiviert-Zustand bzw. in einem Aktiviert-Zustand. Wie in 5A gezeigt, wird im Deaktiviert-Zustand der Anzeigeeinheit 12 nichts auf der Abdeckung 8 angezeigt. In diesem Fall hat die obere Fläche der Bedienfläche 4 ein lederartiges Aussehen. Somit hat die Bedienfläche 4 ein hohes ästhetisches Erscheinungsbild, wenn die Anzeigeeinheit 12 deaktiviert ist.
-
Wie in 5B gezeigt, werden, wenn die Anzeigeeinheit 12 aktiviert ist, Bilder der auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigten Anzeigeelemente 11 auf die Abdeckung 8 projiziert. Im vorliegenden Beispiel ist das organische piezoelektrische Element 20 transparent, und ist der Berührungsdetektor 13 eine elektrostatische Elektrode. Somit werden die auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigten Bilder durch das organische piezoelektrische Element 20 und den Berührungsdetektor 13 auf die Abdeckung 8 übertragen. Dadurch können die Bilder der Anzeigeelemente 11 durch die Abdeckung 8 betrachtet werden. Der Benutzer bedient die gewünschte Fahrzeug-Bordvorrichtung 2 durch Berühren eines der auf die Abdeckung 8 projizierten Anzeigeelemente 11. Im vorliegenden Beispiel ist die Abdeckung 8 eine Art Kunststoff, so dass die auf der oberen Fläche der Abdeckung 8 ausgeführte Berührung durch die Abdeckung 8 hindurch auf den Berührungsdetektor 13 übertragen wird.
-
Wie in 4 gezeigt, ermittelt die Steuereinheit 6 in Schritt S103, ob ein Berührungserfassungssignal Sa vom Berührungsdetektor 13 empfangen wurde. Im vorliegenden Beispiel ermittelt die Erfassungsermittlungseinheit 23 die Koordinaten des Ortes, an dem der Berührungsvorgang auf der Bedienfläche 4 durchgeführt wird, auf der Grundlage des empfangenen Berührungserfassungssignals Sa, und erfasst dasjenige der Anzeigeelemente 11, das durch die Abdeckung 8 betrachtet wird, dessen Bild berührt wurde. Die Steuereinheit 6 gibt ein Steuersignal Sd an die Fahrzeug-Bordvorrichtung 2 aus, das zum berührten Anzeigeelement 11 korrespondiert, und betätigt die Fahrzeug-Bordvorrichtung 2 auf der Grundlage des Steuersignals Sd. Wenn die Steuereinheit 6 in Schritt 103 das Berührungserfassungssignal Sa empfängt, fährt die Steuereinheit 6 mit Schritt S104 fort. Wenn die Steuereinheit 6 das Berührungserfassungssignal Sa in Schritt 103 nicht empfängt, fährt die Steuereinheit 6 mit Schritt S106 fort.
-
Wenn ein auf der Bedienfläche 4 ausgeführter Berührungsvorgang erkannt wird, treibt die Vibrationssteuereinheit 25 das organische piezoelektrische Element 20 in Schritt S104 an. Mit anderen Worten gibt die Vibrationssteuereinheit 25 ein sinusförmiges Spannungssignal Sc an das organische piezoelektrische Element 20 aus, so dass das organische piezoelektrische Element 20 fein schwingt. Im vorliegenden Beispiel wird das organische piezoelektrische Element 20 wiederholt in Vertikalrichtung verformt, um Schwingungen zu erzeugen. Durch die Vibration des organischen piezoelektrischen Elements 20 werden der Berührungsdetektor 13 und die Abdeckung 8 einstückig in Schwingung versetzt. Die Vibration wird als Rückmeldung des Berührungsvorgangs auf einen Finger oder ähnliches des Benutzers, der die Berührung durchgeführt hat, übertragen. Das organische piezoelektrische Element 20 vibriert für eine festgelegte Zeitspanne ab dem Zeitpunkt, an dem die Berührungsbetätigung erkannt wird.
-
In Schritt S105 schaltet die Anzeigesteuereinheit 24 die Anzeigeeinheit 12 in einen Anzeigezustand, der gemäß dem vom Benutzer durchgeführten Berührungsvorgang ist. Wenn zum Beispiel ein Berührungsvorgang durchgeführt wird, um die Temperatur zu ändern, die für die Klimaanlage festgelegt ist, wird die geänderte Einstellung auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigt.
-
In Schritt S106 ermittelt die Steuereinheit 6, ob ein Bedienungsabsichtserfassungssignal Sb von dem Bedienungsabsichtsdetektor 15 empfangen wurde. Mit anderen Worten ermittelt die Steuereinheit 6, ob der Benutzer beabsichtigt, die Bedieneinheit 5 kontinuierlich zu bedienen. Wenn die Steuereinheit 6 das Bedienungsabsichtserfassungssignal Sb empfängt, kehrt die Steuereinheit 6 zu Schritt S103 zurück und wiederholt den Vorgang. Wenn die Steuereinheit 6 das Bedienungsabsichtserfassungssignal Sb nicht empfängt, fährt die Steuereinheit 6 mit Schritt S107 fort.
-
Wenn die Steuereinheit 6 das Bedienungsabsichtserfassungssignal Sb von dem Bedienungsabsichtsdetektor 15 nicht empfängt, deaktiviert die Steuereinheit 6 die Anzeigeeinheit 12 in Schritt S107. Somit sind die Bilder der Anzeigeelemente 11 nicht mehr auf der Bedienfläche 4 der Bedieneinheit 5, d.h. der oberen Fläche der Abdeckung 8, sichtbar, so dass die Abdeckung 8 wieder ihr lederartiges Aussehen annimmt.
-
Die Bedienvorrichtung 3 in der obigen Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.
- (1) Die Bedienvorrichtung 3 weist den Berührungsdetektor 13, die Anzeigeeinheit 12, die Abdeckung 8 und das organische piezoelektrische Element 20 auf. Der Berührungsdetektor 13 erfasst einen auf der Bedienfläche 4 ausgeführten Berührungsvorgang und gibt ein zum Berührungsvorgang korrespondierendes Berührungserfassungssignal Sa aus. Die Anzeigeeinheit 12 zeigt Bilder der Anzeigeelemente 11 für Berührungsvorgänge auf der Bedienfläche 4 an. Die Abdeckung 8 deckt zumindest einen Teil der Anzeigeeinheit 12 und des Berührungsdetektors 13 ab, überträgt die Bilder der Anzeigeelemente 11, die auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigt werden, und ermöglicht das Betrachten der Anzeigeelemente 11 auf der Bedienfläche 4. Das organische piezoelektrische Element 20 ist lichtdurchlässig und überträgt die Bilder der Anzeigeelemente 11, die auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigt werden. Wenn ein Berührungsvorgang durchgeführt wird, vibriert das organische piezoelektrische Element 20, um dem Benutzer eine wahrnehmbare Rückmeldung zu geben.
-
Bei der Struktur des vorliegenden Beispiels dient das Muster auf der oberen Fläche der Abdeckung 8 bei deaktivierter Anzeigeeinheit 12 als Zierfläche und verbessert das ästhetische Erscheinungsbild der Bedienvorrichtung 3. Somit wird das ästhetische Erscheinungsbild der Bedienvorrichtung 3 erhalten, wenn die Anzeigeeinheit 12 deaktiviert wird. Außerdem ist das organische piezoelektrische Element 20 lichtdurchlässig. Wenn also die Anzeigeeinheit 12 aktiviert wird, werden die Bilder der auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigten Anzeigeelemente 11 durch das organische piezoelektrische Element 20 auf die Bedienfläche 4 übertragen, so dass ein Berührungsvorgang durchgeführt werden kann. Wenn eines der Anzeigeelemente 11 berührt wird, vibriert das organische piezoelektrische Element 20, um dem Benutzer eine wahrnehmbare Rückmeldung zu geben. Auf diese Weise wird das ästhetische Erscheinungsbild verbessert und kann eine Rückmeldung zu einem Berührungsvorgang mit einer einfachen Struktur bereitgestellt werden.
-
Kurz gesagt, das ästhetische Erscheinungsbild der Bedienvorrichtung 3 wird verbessert (selbst wenn die Bedienvorrichtung 3 an einer festen Position installiert ist), indem die Anzeigeeinheit 12 zwischen einem Aktiviert-Zustand und einem Deaktiviert-Zustand umgeschaltet wird. Weiter, wenn ein Berührungsvorgang durchgeführt wird, wird die Bedienfläche 4 vibriert, um dem Benutzer eine wahrnehmbare Rückmeldung zu geben, so dass der Benutzer den Abschluss des Berührungsvorgangs bestätigen kann. Auf diese Weise werden das ästhetische Erscheinungsbild und der Komfort mit einer einfachen Struktur verbessert.
-
(2) Die Bedienvorrichtung 3 weist die Vibrationssteuereinheit 25 auf, die das organische piezoelektrische Element 20 gemäß einem Berührungserfassungssignal Sa des Berührungsdetektors 13 steuert. Die Vibrationssteuereinheit 25 führt das Steuern so aus, dass das organische piezoelektrische Element 20 gemäß Berührungsvorgängen in verschiedenen Modi vibriert. Dadurch werden Vibrationen gemäß der Art des berührten Anzeigeelements 11 und der Art des Berührungsvorgangs erzeugt.
-
(3) Die Bedienvorrichtung 3 weist die positive und negative Elektrode 30 (obere Elektrode 31, untere Elektrode 32) und den zwischen den Elektroden 30 angeordneten organischen piezoelektrischen Körper 33 auf. Der organische piezoelektrische Körper 33 schwingt, wenn eine Spannung (Spannungssignal Sc) zwischen den Elektroden 30 angelegt wird. In diesem Fall wird die zwischen den Elektroden 30 angelegte Spannung (Spannungssignal Sc) so gesteuert, dass das organische piezoelektrische Element 20 in einem vorbestimmten Modus schwingt.
-
(4) Das organische piezoelektrische Element 20 weist die Säulen 35 auf, die die Gruppe des organischen piezoelektrischen Körpers 33 und der Elektroden 30 von der Rückseite des organischen piezoelektrischen Elements 20 aus stützen, wo sich die der Anzeigeeinheit 12 entgegengesetzte Fläche befindet. In diesem Fall heben die Säulen 35 die Gruppe aus dem organischen piezoelektrischen Körper 33 und den Elektroden 30 an, so dass die zwischen den Elektroden 30 angelegte Spannung (Spannungssignal Sc) die Gruppe aus dem organischen piezoelektrischen Körper 33 und den Elektroden 30 vertikal verbiegen und in Schwingung versetzen kann.
-
(5) Das organische piezoelektrische Element 20 ist zwischen der Anzeigeeinheit 12 und dem Berührungsdetektor 13 angeordnet. In diesem Fall ist das organische piezoelektrische Element 20 an der unteren Fläche des Berührungsdetektors 13 angeordnet und wird die Vibration des organischen piezoelektrischen Elements 20 direkt durch den Berührungsdetektor 13 auf die Bedienfläche 4 übertragen. Wenn also ein Berührungsvorgang durchgeführt wird, wird die Vibration des organischen piezoelektrischen Elements 20 effektiv auf den Finger oder dergleichen übertragen, der den Berührungsvorgang durchgeführt hat.
-
Die vorliegende Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden. Die vorliegende Ausführungsform und die folgenden Modifikationen können kombiniert werden, solange die kombinierten Modifikationen technisch konsistent bleiben.
-
Bedienvorrichtung 3
-
Wie in 6 gezeigt, muss die Bedienvorrichtung 3 nicht an einer Einbauposition festgelegt sein. Die Bedienvorrichtung 3 kann als Handgerät ausgeführt sein, das beispielsweise tragbar ist. In diesem Fall kann der Bedienungsabsichtsdetektor 15 ein Greifdetektor sein, der an der Bedienungseinheit 5 angebracht ist. Wenn also der Greifdetektor erfasst, dass die Bedienvorrichtung 3 vom Benutzer gehalten wird, wird die Anzeigeeinheit 12 aktiviert. Mit dieser Struktur kann die Bedienvorrichtung 3 als ein tragbares Endgerät verwendet werden.
-
Wie in 7 gezeigt, muss das organische piezoelektrische Element 20 nicht zwischen der Anzeigeeinheit 12 und dem Berührungsdetektor 13 angeordnet sein. Das organische piezoelektrische Element 20 kann z.B. auf der Fläche (obere Fläche) des Berührungsdetektors 13 angeordnet sein.
-
Wie in 8 gezeigt, muss das organische piezoelektrische Element 20 nicht zwangsläufig aus einem einzigen Element gebildet sein. Es können auch mehrere organische piezoelektrische Elemente 20 angeordnet sein. In diesem Fall kann das organische piezoelektrische Element 20 in einem Gitter in einer Planarrichtung der Bedienfläche 4 der Bedieneinheit 5 angeordnet sein.
-
Wie in 9 gezeigt, ist die Lücke 36 nicht auf die Rückseite des organischen piezoelektrischen Elements 20 beschränkt und kann sowohl an der Vorder- als auch an der Rückseite des organischen piezoelektrischen Elements 20 ausgebildet sein. Insbesondere können die Lücken 36 zwischen der Anzeigeeinheit 12 und dem organischen piezoelektrischen Element 20 und zwischen dem Berührungsdetektor 13 und dem organischen piezoelektrischen Element 20 ausgebildet sein. Die Säulen 35 können auch an den Rändern der oberen Fläche des organischen piezoelektrischen Elements 20 angeordnet sein, und der Berührungsdetektor 13 kann auf den Säulen 35 platziert sein. Wenn das organische piezoelektrische Element 20 die Lücken 36 an der Vorder- und Rückseite aufweist, hat das organische piezoelektrische Element 20 einen größeren Vibrationseffekt. Dies führt zu einer bevorzugten Rückmeldung an einen Benutzer, der ein Berührungsvorgang durchführt.
-
Berührungsdetektor 13
-
Der Berührungsdetektor 13 muss nicht vom kapazitiven Typ sein. Der Berührungsdetektor 13 kann so modifiziert werden, dass er einer aus verschiedenen Typen ist, z.B. aus einer resistiven Schicht.
-
Der Berührungsdetektor 13 muss nicht flach sein. Der Berührungsdetektor 13 kann auch gekrümmt sein.
-
Der Berührungsdetektor 13 kann eine von der Anzeigeeinheit 12 abweichende Größe (Fläche) haben.
-
Anstatt den Berührungsdetektor 13 zu aktivieren, wenn der Bedienungsabsichtsdetektor 15 erfasst, dass der Benutzer beabsichtigt, eine Bedienung vorzunehmen, kann der Berührungsdetektor 13 nach der Aktivierung der Bedienungsvorrichtung 3 ständig angesteuert werden.
-
Anzeigeeinheit 12
-
Bei der Anzeigeeinheit 12 muss es sich nicht um ein organisches Display handeln. Die Anzeigeeinheit 12 kann so modifiziert werden, dass sie eine Flüssigkristallanzeige oder dergleichen ist.
-
Die Anzeigeeinheit 12 kann unflexibel sein.
-
Die Anzeigeeinheit 12 muss nicht flach sein. Die Anzeigeeinheit 12 kann auch gekrümmt sein.
-
Anstatt die Anzeigeeinheit 12 zu aktivieren, wenn der Bedienungsabsichtsdetektor 15 erfasst, dass der Benutzer eine Bedienung durchführen will, kann die Anzeigeeinheit 12 nach der Aktivierung der Bedienungsvorrichtung 3 ständig angesteuert werden.
-
Anzeigeelemente 11
-
Die Anzeigeelemente 11 können durch ein beliebiges, vom Benutzer auswählbares Bild, wie z.B. ein Symbol oder einen Bildschirm, angezeigt werden.
-
Die Anzeigeelemente 11 müssen nicht durch Grafiken dargestellt werden, sondern können in Textform angezeigt werden.
-
Abdeckung 8
-
Die Abdeckung 8 muss nicht das lichtdurchlässige Leder 14 sein. Die Abdeckung 8 kann ein beliebiges Element sein, solange die Bilder der Anzeigeelemente 11, die auf die untere Fläche der Abdeckung 8 projiziert werden, sichtbar sind.
-
Die Abdeckung 8 muss die Gruppe aus der Anzeigeeinheit 12, dem Berührungsdetektor 13 und dem organischen piezoelektrischen Element 20 nicht vollständig bedecken. Die Abdeckung 8 muss nur mindestens die obere Fläche der Gruppe abdecken, die für den Fahrer sichtbar ist.
-
Bei der Abdeckung 8 muss es sich nicht um eine einzige Abdeckung handeln. Die Abdeckung 8 kann aus mehreren miteinander verbundenen Abdeckungen gebildet sein.
-
Organisches piezoelektrisches Element 20
-
Das organische piezoelektrische Element 20 kann ein Substrat für die Elektroden 30 aufweisen.
-
Das organische piezoelektrische Element 20 muss die Säulen 35 nicht aufweisen.
-
Die Elektroden 30 müssen nur lichtdurchlässig sein und Spannung an den organischen piezoelektrischen Körper 33 anlegen.
-
Der organische piezoelektrische Körper 33 kann aus einem transparenten und schwingungserzeugenden Material hergestellt sein.
-
Das organische piezoelektrische Element 20 kann auf der oberen Fläche der Abdeckung 8 (lichtdurchlässiges Leder 14) angeordnet sein.
-
Andere
-
Während eines Berührungsvorgangs muss nicht ein einziges Vibrationsmuster als Reaktion auf einen einzelnen Berührungsvorgang verwendet werden. Eine Rückmeldung über den Berührungsvorgang kann mit mehreren Vibrationsmustern erfolgen.
-
Die Bedienvorrichtung 3 kann am Lenkrad des Fahrzeugs 1 angeordnet sein. In diesem Fall kann die Bedienvorrichtung 3 am Greifabschnitt (Griff) des Lenkrads angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Bedienvorrichtung 3, wenn die Bedienvorrichtung 3 am Greifabschnitt des Lenkrades angeordnet ist, im Querschnitt kreisförmig ausgebildet.
-
Die Bedienvorrichtung 3 muss nicht am Fahrzeug 1 angebracht werden. Die Bedienvorrichtung 3 kann auch an einem anderen Gerät oder einer anderen Vorrichtung als dem Fahrzeug 1 angebracht werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 3
- Bedienvorrichtung,
- 4
- Bedienfläche,
- 8
- Abdeckung,
- 11
- Anzeigeelemente,
- 12
- Anzeigeeinheit,
- 13
- Berührungsdetektor,
- 20
- organisches piezoelektrisches Element,
- 25
- Vibrationssteuereinheit,
- 30
- Elektroden,
- 31
- obere Elektrode,
- 32
- untere Elektrode,
- 33
- organischer piezoelektrischer Körper,
- 35
- Säulen,
- Sa
- Berührungserfassungssignal,
- Sc
- Spannungssignal
