DE20102197U1 - Touchscreen with a touch input that confirms the user - Google Patents

Touchscreen with a touch input that confirms the user

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DE20102197U1 DE20102197U DE20102197U DE20102197U1 DE 20102197 U1 DE20102197 U1 DE 20102197U1 DE 20102197 U DE20102197 U DE 20102197U DE 20102197 U DE20102197 U DE 20102197U DE 20102197 U1 DE20102197 U1 DE 20102197U1
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Description

-4--4-

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft einen Touchscreen zur Visualisierung von elektronischen Signalen und einer bestätigenden Berührungseingabe von Zeichen und Symbolen, bestehend aus einer Funktionsebene zur Visualisierung und Tasteingabe und einer hierzu korrespondierenden, höher gelegenen, punktuell deformierbaren Schutzebene. The invention relates to a touchscreen for visualizing electronic signals and a confirmatory touch input of characters and symbols, consisting of a functional level for visualization and key input and a corresponding, higher, selectively deformable protective level.

Derartige Touchscreens (= Bildschirmberührungsflächen) sind aus einer Vielzahl von Anwendungen bekannt. Sie dienen üblicherweise dazu, aus einer begrenzten Anzahl von zumeist räumlich getrennt dargestellten Symbolen oder Texten auf einer Bildschirmoberfläche durch Berührungen weiterführende Aktionen, wie z.B. zusätzliehe Informationen aufzurufen oder Fahrkarten zu kaufen.Such touchscreens (= screen touch surfaces) are known from a variety of applications. They are usually used to perform further actions, such as calling up additional information or buying tickets, by touching a limited number of symbols or texts that are usually displayed separately on a screen surface.

Nachteilig daran ist, dass der Benutzer durch die Berührung einer zumeist nichtelastischen, glatten Bildschirmoberfläche des Touchscreens keine Rückmeldung erhält, ob er das gewünschte Symbol oder Textsegment richtig ausgewählt hat bzw. die Auswahl durch ein anschließendes Datenverarbeitungssystem richtig erkannt wurde. Viele Anwendungssysteme rufen ohne Rückmeldungsbestätigung einer erfolgten Bildschirmberührung die zumeist als am wahrscheinlichsten bestimmte Bildschirmposition auf (vgl. hierzu EP 0 272 884 B1, US 4,821,030) oder quittieren die jeweilige Bildschirmberührung mit einem akustischen Signal (US 4,334,280).The disadvantage is that the user does not receive any feedback when touching the mostly non-elastic, smooth screen surface of the touchscreen as to whether he has correctly selected the desired symbol or text segment or whether the selection was correctly recognized by a subsequent data processing system. Many application systems call up the screen position that is usually determined to be the most likely without providing any feedback confirmation of a screen touch (see EP 0 272 884 B1, US 4,821,030) or acknowledge the respective screen touch with an acoustic signal (US 4,334,280).

Nachteilig bei der fehlenden oder ausschließlich optischen und/oder akustischen Bestätigungsmeldung einer Bildschirmberührung ist ferner, dass beispielsweise gehör- und sehbehinderte Personen diese Form der elektronischen Kommunikation überhaupt nicht oder nur sehr eingeschränkt nutzen können. Auch unter erhöhten Lärmbedingungen, wie z.B. im Fahrstand einer Eisen- oder Straßenbahn, ist eine ausschließlich akustisch/optische Rückmeldung von Nachteil und stellt ein Sicherheitsrisiko dar.Another disadvantage of the lack of, or only optical and/or acoustic confirmation of a screen touch is that people with hearing or visual impairments, for example, cannot use this form of electronic communication at all or can only use it to a very limited extent. Even under high noise conditions, such as in the driver's cab of a train or tram, purely acoustic/optical feedback is disadvantageous and represents a safety risk.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, im Falle einer Bildschirmberührung der Funktionsebene eines Touchscreens ein für den Benutzer sicher wahrnehmbares Bestätigungssignal zu erzeugen.The object of the present invention is therefore to generate a confirmation signal that can be reliably perceived by the user in the event of a screen touch on the functional level of a touchscreen.

-5-Gelöst
wird diese Aufgabe dadurch,-5-Solved
This task is accomplished by

- dass bei einer Auswahl bestimmter Punkte der Funktionsebene mittels Berührung über die Schutzebene hinweg mindestens ein Bestätigungssignal für den Tastsinn (haptischer Reiz) des Benutzers wahrnehmbar an der Position des Berührungspunktes in der deformierten- that when certain points of the functional level are selected by touching across the protective level, at least one confirmation signal for the user's sense of touch (haptic stimulus) is perceptible at the position of the point of contact in the deformed

Schutzebene erzeugt wird, undprotection layer is created, and

- dass das Bestätigungssignal für den Tastsinn (haptischer Reiz) durch exzentrisch angeordnete, inner- und/oder unterhalb der Funktionsebene angeordnete Schwingungselemente erzeugt wird, und- that the confirmation signal for the sense of touch (haptic stimulus) is generated by eccentrically arranged vibration elements arranged inside and/or below the functional level, and

- dass die Weiterieitung der erzeugten Schwingungen von der Funkti-- that the transmission of the generated vibrations depends on the function

ons- auf die Schutzebene durch direkten Kontakt der beiden Ebenen und/oder über die Randbereiche der Ebenen durch starre oder elastische Verbindungselemente erfolgt.ons- to the protective level through direct contact of the two levels and/or across the edge areas of the levels through rigid or elastic connecting elements.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird wenigstens ein haptischer Reiz wahrnehmbar an der Position des Berührungspunktes in der Schutzebene des Touchscreens erzeugt. Dies geschieht durch exzentrisch angeordnete, inner- und/oder unterhalb der Funktionsebene befestigte Schwingungselemente für die Dauer der Berührung. Die Berührung erfolgt dabei über eine Schutzebene hinweg auf eine tiefergelegene Visualisierungs- und Eingabeebene (Funktionsebene). Die Schwingungselemente sind fest mit der Funktionsebene verbunden und schwingungsfrei gelagert.Through these measures according to the invention, at least one haptic stimulus is perceptibly generated at the position of the contact point in the protective plane of the touchscreen. This is done by eccentrically arranged vibration elements attached inside and/or below the functional plane for the duration of the contact. The contact is made across a protective plane to a lower visualization and input plane (functional plane). The vibration elements are firmly connected to the functional plane and mounted so that they do not vibrate.

Unter einem haptischen Reiz wird dabei die Rückmeldung („feed back") an den Benutzer verstanden, dass das Signal angekommen und vom System ausgeführt wird. Es handelt sich um einen physisch wahrnehmbaren Reiz, d.h. um einen Reiz, der auf den Tastsinn des Benutzers anspricht. Dies kann beispielsweise ein „Kribbeln" im Finger sein, mit dem das Signal ausgelöst wurde.A haptic stimulus is understood to be the feedback ("feedback") to the user that the signal has been received and is being executed by the system. It is a physically perceptible stimulus, i.e. a stimulus that responds to the user's sense of touch. This can, for example, be a "tingling" in the finger with which the signal was triggered.

Die Signalcharakteristik, insbesondere die Frequenz, die Amplitude, die Signaldauer oder Signalfolge, des Bestätigungssignals für den Tastsinn ist für unterschiedliche Punkte in der Funktionsebene unterschiedlich zu wählen. Die Frequenz der Signal-The signal characteristics, in particular the frequency, the amplitude, the signal duration or signal sequence, of the confirmation signal for the sense of touch must be selected differently for different points in the functional level. The frequency of the signal

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charakteristik des Bestätigungssignals für den Tastsinn sollte am unteren Ende des Hörbereiches zwischen 16 Hz bis 250 Hz liegen. Neben dem haptischen Bestätigungssignal wird mindestens ein weiteres Bestätigungssignal, insbesondere ein optisches und/oder akustisches, bei einer Auswahl bestimmter Punkte der Funkti-5 onsebene mittels Berührung über die Schutzebene hinweg erzeugt. Die Signalcharakteristik des zusätzlichen Bestätigungssignals entspricht der Signalform des Bestätigungssignals für den Tastsinn. Dies hat den Vorteil, dass durch zwei Signale (z.B. Kribbeln im Finger und Signalton) mehr Sicherheit gegeben ist, dass das Signal beim System angekommen und ausgeführt wird.The characteristic of the confirmation signal for the sense of touch should be at the lower end of the hearing range between 16 Hz and 250 Hz. In addition to the haptic confirmation signal, at least one further confirmation signal, in particular an optical and/or acoustic one, is generated when certain points of the functional level are selected by touching across the protection level. The signal characteristic of the additional confirmation signal corresponds to the signal shape of the confirmation signal for the sense of touch. This has the advantage that two signals (e.g. tingling in the finger and a signal tone) provide greater certainty that the signal has been received by the system and executed.

Die Erfindung dient damit der Visualisierung und Eingabe von Informationen bzw. Befehlen bei Berührungsbildschirmen („Touchscreen"), wobei die Auswahl bestimmter Punkte der Funktionsebene mittels Berührung über Sensoren erfolgt, insbesondere optischer oder Berührungssignalaufnehmer, und die Schutzebene transparent oberhalb der Funktionsebene angeordnet ist. Weiterhin kann die Visualisierung und Eingabe in einer Folientastatur kombiniert werden, wobei die Funktions- und Schutzebene für diesen Fall in der Folientastatur baulich integriert sind.The invention thus serves for the visualization and input of information or commands on touch screens ("touchscreen"), whereby the selection of certain points of the functional level is carried out by touch via sensors, in particular optical or touch signal sensors, and the protection level is arranged transparently above the functional level. Furthermore, the visualization and input can be combined in a membrane keyboard, whereby the functional and protection levels are structurally integrated in the membrane keyboard in this case.

Mehrerer solcher erfindungsgemäßer Touchscreens können zu einem größeren Bedienungsfeld zusammengeführt werden. In einem solchen Fall ist die Schutzebene entweder über dem gesamten Bedienungsfeld angeordnet oder aber einzeln über den erfindungsgemäßen Touchscreens.Several such touchscreens according to the invention can be combined to form a larger control panel. In such a case, the protective layer is either arranged over the entire control panel or individually over the touchscreens according to the invention.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den übrigen Unteransprüchen enthalten. Die Erfindung ist in der anliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt:Further advantageous measures are contained in the remaining subclaims. The invention is illustrated in the attached drawing and is described in more detail below. The sole figure shows:

Figur 1 Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrich- Figure 1 Side view of the device according to the invention

tung mit einem Berührungsbildschirm („Touchdevice with a touch screen (“Touch

screen") als Eingabeeinheit.screen") as input unit.

Die Figur 1 zeigt die lokal deformierbare Schutzebene 1a, die über der Funktionsebene 2, bestehend aus einer Berührungseingabe und einem Bildschirm, angeordnet ist. In den Randberiechen der Funktionsebene 2 sind Schwingungselemente 4 befestigt, die im Falle eines Berührungskontaktes für die Dauer der Berührung inFigure 1 shows the locally deformable protective layer 1a, which is arranged above the functional layer 2, consisting of a touch input and a screen. In the edge areas of the functional layer 2, vibration elements 4 are attached, which in the event of a touch contact for the duration of the contact in

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Schwingung versetzt werden. Hierbei bilden die Funktionsebene 2 und die Schwingungselemente 4 eine Einheit, die über schwingungsfreie Verbindungen 3 vom äußeren Rahmen entkoppelt sind.The functional level 2 and the vibration elements 4 form a unit which is decoupled from the outer frame via vibration-free connections 3.

Liegt kein oder kein vollständiger Berührungskontakt vor, so wird die Schutzebene 1a nicht oder nur sehr gering deformiert und in der anschließenden Funktionsebene 2 keine Eingabe detektiert. Damit wird keine Schwingung an den Schwingungselementen 4 ausgelöst. Kommt es zu einem Berührungskontakt in der Funktionsebene 2 über die nunmehr punktuell deformierte Schutzebene 1b hinweg, so werden die Schwingungselemente aktiviert und die Funktionsebene 2 in Schwingung versetzt. Über den Kontakt der Funktionsebene 2 mit der punktuell deformierten Schutzebene 1b wird die Schwingung an den Berührungsauslöser, z.B. einen Finger, weitergeleitet und durch den Benutzer als haptischer Reiz wahrgenommen. Die Beendigung des Berührungskontaktes in der Funktionsebene 2 schaltet die Schwingungselemente 4 ab und beendet den durch den Benutzer wahrnehmbaren haptischen Reiz.If there is no or incomplete contact, the protective level 1a is not deformed or is only deformed very slightly and no input is detected in the subsequent functional level 2. This means that no vibration is triggered on the vibration elements 4. If there is a contact in the functional level 2 across the now selectively deformed protective level 1b, the vibration elements are activated and the functional level 2 begins to vibrate. The vibration is transmitted to the touch trigger, e.g. a finger, via the contact of the functional level 2 with the selectively deformed protective level 1b and is perceived by the user as a haptic stimulus. The termination of the contact in the functional level 2 switches off the vibration elements 4 and ends the haptic stimulus perceptible to the user.

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BezugszeichenReference symbol

1 a Schutzebene im undeformierten Zustand1 a Protection layer in undeformed state

1b Schutzebene im punktuell deformierten Zustand1b Protection layer in a selectively deformed state

2 Visualisierungs- und Berührungsebene (Funktionsebene)2 Visualization and touch level (functional level)

3 Schwingungsfreie Verbindung3 Vibration-free connection

4 Schwingungselemente4 Vibration elements

5 Rahmen5 frames

Claims (13)

1. Touchscreen zur Visualisierung von elektronischen Signalen und einer bestätigenden Berührungseingabe von Zeichen und Symbolen, bestehend aus einer Funktionsebene zur Visualisierung und Tasteingabe und einer hierzu korrespondierenden, höher gelegenen, punktuell deformierbaren Schutzebene, dadurch gekennzeichnet, - dass bei einer Auswahl bestimmter Punkte der Funktionsebene (2) mittels Berührung über die Schutzebene (1a) hinweg mindestens ein Bestätigungssignal für den Tastsinn (haptischer Reiz) des Benutzers wahrnehmbar an der Position des Berührungspunktes in der deformierten Schutzebene (1b) erzeugt wird, und - dass das Bestätigungssignal für den Tastsinn (haptischer Reiz) durch exzentrisch angeordnete, inner- und/oder unterhalb der Funktionsebene angeordnete Schwingungselemente (4) erzeugt wird, und - dass die Weiterleitung der erzeugten Schwingungen von der Funktions- (2) auf die Schutzebene (1a) durch direkten Kontakt der beiden Ebenen und/oder über die Randbereiche der Ebenen durch starre oder elastische Verbindungselemente erfolgt. 1. Touchscreen for the visualization of electronic signals and a confirmatory touch input of characters and symbols, consisting of a functional level for visualization and key input and a corresponding, higher, selectively deformable protective level, characterized in that - that when certain points of the functional plane ( 2 ) are selected by touching across the protective plane ( 1 a), at least one confirmation signal for the user's sense of touch (haptic stimulus) is generated perceptibly at the position of the point of contact in the deformed protective plane ( 1 b), and - that the confirmation signal for the sense of touch (haptic stimulus) is generated by eccentrically arranged vibration elements ( 4 ) arranged inside and/or below the functional level, and - that the transmission of the vibrations generated from the functional level ( 2 ) to the protective level ( 1 a) takes place through direct contact between the two levels and/or across the edge regions of the levels by means of rigid or elastic connecting elements. 2. Touchscreen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungselemente (4) und die Funktionsebene (2) schwingungsfrei gelagert sind. 2. Touchscreen according to claim 1, characterized in that the vibration elements ( 4 ) and the functional plane ( 2 ) are mounted in a vibration-free manner. 3. Touchscreen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalcharakteristik, insbesondere die Frequenz, die Amplitude, die Signaldauer oder Signalfolge, des Bestätigungssignals für den Tastsinn für unterschiedliche Punkte in der Funktionsebene (2) unterschiedlich ist. 3. Touchscreen according to claims 1 or 2, characterized in that the signal characteristic, in particular the frequency, the amplitude, the signal duration or signal sequence, of the confirmation signal for the sense of touch is different for different points in the functional plane ( 2 ). 4. Touchscreen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Signalcharakteristik des Bestätigungssignals für den Tastsinn in einem Bereich von 16 Hz bis 250 Hz liegt. 4. Touchscreen according to claim 3, characterized in that the frequency of the signal characteristic of the confirmation signal for the sense of touch is in a range from 16 Hz to 250 Hz. 5. Touchscreen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Bestätigungssignal, insbesondere ein optisches und/oder akustisches, bei einer Auswahl bestimmter Punkte der Funktionsebene (2) mittels Berührung über die Schutzebene (1a) hinweg erzeugt wird. 5. Touchscreen according to claims 1 to 4, characterized in that at least one further confirmation signal, in particular an optical and/or acoustic one, is generated upon selection of certain points of the functional level ( 2 ) by means of touch across the protective level ( 1a ). 6. Touchscreen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalcharakteristik, insbesondere die Amplitude, die Signaldauer oder Signalfolge des Bestätigungssignals für den Tastsinn dem(der) weiteren Bestätigungssignal(e) entspricht. 6. Touchscreen according to claim 4 or 5, characterized in that the signal characteristic, in particular the amplitude, the signal duration or signal sequence of the confirmation signal for the sense of touch corresponds to the further confirmation signal(s). 7. Touchscreen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl bestimmter Punkte der Funktionsebene (2) mittels Berührung über Sensoren erfolgt. 7. Touchscreen according to claims 1 to 6, characterized in that the selection of certain points of the functional level ( 2 ) is carried out by means of touch via sensors. 8. Touchscreen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren optische oder Berührungssignalaufnehmer sind. 8. Touchscreen according to claim 7, characterized in that the sensors are optical or touch signal sensors. 9. Touchscreen nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsebene (2) durch die Bildschirmoberfläche des Touchscreens mit seitlich angebrachten Schwingungselementen (4) gebildet wird. 9. Touchscreen according to claims 1 to 8, characterized in that the functional level ( 2 ) is formed by the screen surface of the touchscreen with laterally attached vibration elements ( 4 ). 10. Touchscreen nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzebene (1a) transparent ist. 10. Touchscreen according to claims 1 to 9, characterized in that the protective layer ( 1a ) is transparent. 11. Touchscreen nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Visualisierung und Eingabe eine Folientastatur verwendet wird, wobei die Funktions- (2) und Schutzebene (1a) für diesen Fall in der Folientastatur baulich integriert sind. 11. Touchscreen according to claims 1 to 10, characterized in that a membrane keyboard is used for visualization and input, wherein the functional level ( 2 ) and protection level ( 1a ) are structurally integrated in the membrane keyboard for this case. 12. Touchscreen nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere derselben derart miteinander verbindbar sind, dass ein Bedienungsfeld entsteht. 12. Touchscreen according to claims 1 to 11, characterized in that several of them can be connected to one another in such a way that a control panel is created. 13. Touchscreen nach den Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzebene über dem gesamten Bedienungsfeld angeordnet ist. 13. Touchscreen according to claim 12, characterized in that a protective layer is arranged over the entire control panel.
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