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Die
vorliegende Erfindung betrifft generell eine Berührungssteuereinrichtung zum
Einstellen eines Parameters mit Werten, deren Variationen kontinuierlich
sind, und der auf ein gesteuertes Mittel anzuwenden ist.
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Sie
ist insbesondere aber nicht auf einschränkende Art und Weise auf ein
Kraftfahrzeug anwendbar, das das gesteuerte Mittel umfasst, das
beispielsweise von einem Autoradio gebildet sein kein, dessen Lautstärke den
kontinuierlichen Parameter bildet, der einzustellen ist, von einer
Klimaanlage, deren Temperatureinstellung den kontinuierlichen Parameter
bildet, der einzustellen ist, von der Innenbeleuchtung vom Fahrerhaus
des Fahrzeuges oder der Anzeiger des Armaturenbretts des Fahrzeuges
und deren Leuchtstärke
den kontinuierlichen Parameter bilden, der einzustellen ist, von
der Vorrichtung zur Regulierung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, deren
Geschwindigkeit den kontinuierlichen Parameter bildet, der einzustellen
ist, usw.
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Die
Mittel zur Einstellung oder zur Kontrolle von kontinuierlichen Parametern,
die derzeit im Bereich der Automobilbranche erhältlich sind, aber auch in anderen
Bereichen, wie diejenigen der Elektrogeräte, der Multimedien, der High
Fidelity, sind hauptsächlich
Elemente mit mechanischer Steuerung, wie Potentiometer, Bedienungszüge und/oder
Rädchen.
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Eine
derartige Steuerung weist eine bestimmte Anzahl an Nachteilen auf,
die mit ihrem mechanischen Charakter verbunden sind, das heißt der Verschleiß der Teile,
der Raumbedarf für
die Steuerung, die Verschmutzung und die Schwierigkeit der Reinigung,
sowie die Betriebsstabilität
von dieser Steuerung.
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Des
Weiteren sind diese Steuerungen nur auf eine einzige Betriebsart
begrenzt, die die Erhöhung
oder die Erniedrigung des kontinuierlichen Parameters, der einzustellen
ist, nach einer definierten Steigung umfasst. Es ist demzufolge
einer Person nicht möglich,
direkt einen gewünschten
Einstellwert zu erreichen, da sie die Steuerung vom ursprünglichen
Wert bis zum gewünschten
Wert betätigen muss,
wobei sie alle Zwischenwerte durchläuft.
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Berührungssteuerungen
werden seit langer Zeit verwendet, um den Nachteilen der weiter
oben dargelegten mechanischen Steuerungen Abhilfe zu leisten.
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Unter
diesen Berührungssteuerungen
ist die Steuerung des Typs „Touch-Pad" bekannt, der im
Bereich der EDV-Branche
erschienen ist, um an den tragbaren Computern die Maus zu ersetzen.
Diese Art Steuerung taucht immer häufiger im Bereich der Automobilbranche
auf, beispielsweise im Au tokonzept „SPIRIT" von Siemens. Diese Technologie, die wenig
Raumbedarf benötigt,
erlaubt es, einen virtuellen Zeiger auf einem Kontinuum zu bewegen,
erlaubt es jedoch nicht, direkt einen gewünschten Wert über einfaches
Zeigen zu erreichen.
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Die
Patentschrift
EP 0961199 beschreibt
ein Zeigersystem, das die Bewegung des Fingers auf einem elementaren
Berührungsbildschirm
erkennt.
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Als
eine weitere Berührungssteuerung
ist ebenfalls der Touchscreen bekannt. Diese Technologie ist bereits
in einigen Serienkraftfahrzeugen integriert. Er erlaubt es, sowohl
die Bewegungen, als auch das Zeigen mit dem Finger vom Fahrer oder vom
Passagier zu erkennen. Er. benötigt
jedoch besonders viel Raum und seine Kosten sind auch sehr hoch.
Aus diesem Grund wird der Touchscreen eher für eine komplexe grafische Schnittstelle,
als für
eine einfache Steuerung zur Kontrolle vorgesehen.
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Die
beiden vorgenannten Technologien weisen des Weiteren weitere gemeinsame
Zwänge
auf:
- – die
Berührungsflächen können von
jedem anderen Gegenstand als der Finger aktiviert werden. Dieses
Merkmal kann ein Nachteil in einem Fahrerhaus eines Kraftfahrzeuges
sein, da es das Problem der unabsichtlichen Aktivierungen durch andere
Gegenstände
aufweist,
- – sie
benötigen
einen direkten Kontakt zwischen dem Finger einer Person und der
Berührungsfläche. Es
ist demzufolge unmöglich,
die Berührungsfläche mit
einer Verkleidung wie Leder zu bedecken, was es erlauben würde, innere
stilistische Anforderungen im Fahrzeug zu erfüllen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten
Nachteilen der bekannten Einrichtungen Ab hilfe zu leisten, indem
eine Berührungssteuereinrichtung
zum Einstellen eines kontinuierlichen Parameters vorgeschlagen wird,
die sich insbesondere in einen Führerstand
eines Kraftfahrzeuges integriert und die es einem Benutzer erlaubt,
diesen kontinuierlichen Parameter graduell zu variieren, und dies
durch eine Bewegung des Fingers auf der Berührungsfläche, oder direkt einen Sollwert von
diesem Parameter durch einfaches Zeigen mit seinem Finger auf der
Berührungsfläche einzugeben. Des
Weiteren ist die Berührungssteuereinrichtung der
Erfindung eine einfache Lösung
und demzufolge optimal hinsichtlich der Kosten, sie ist zuverlässig und
bietet eine einfache Integration in den Stil des Fahrzeuges.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Berührungssteuereinrichtung zum
Einstellen eines Parameters mit Werten deren Variationen kontinuierlich
sind und der auf ein gesteuertes Mittel anzuwenden ist, wobei die
Einrichtung Mittel zur Näherungsdetektion
umfasst, denen jeweils bestimmte Werte des kontinuierlichen Parameters
zugeordnet sind, und mindestens jeweils einzeln ausgewählt oder
mit dem Finger einer Bedienungsperson aktiviert werden können, um
eine Zustandsänderung
des gewählten Detektionsmittels
zu bewirken, die für
einen diesem Detektionsmittel zugeordneten Parameterwert typisch
ist, und dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens drei Mittel
zur Näherungsdetektion,
die nebeneinander zusammengefasst sind, um eine Berührungsfläche zu bilden,
und eine elektronische Rechenschaltung umfasst, die mit den Mitteln
zur Näherungsdetektion
verbunden ist, und dazu geeignet ist, die Zustandsänderungen
der Mittel zur Näherungsdetektion
in Sollwerte des kontinuierlichen Parameters, die auf das gesteuerte
Mittel angewendet werden, zu übersetzen
und eine Unterscheidung zwischen der Aktivierung eines einzelnen
Detektionsmittels, um dem gesteuerten aktivierten Mittel einen dem Detektionsmittel
zugeordneten Sollwert zu liefern, der gleichzeitigen Aktivierung
von zwei nebeneinander liegenden Detektionsmitteln, um dem gesteuerten
Mittel einen Sollwert zu liefern, der durch Interpolation zwischen
den Sollwerten, die jeweils den beiden gleichzeitig aktivierten
Detektionsmitteln zugeordnet sind, errechnet wird, und der aufeinander
folgenden Aktivierung von mindestens drei Detektionsmitteln durch
eine Bewegung des Fingers auf der Berührungsfläche, um dem gesteuerten Mittel
einen je nach der Bewegungsrichtung des Fingers darauf erhöhten oder
erniedrigten Sollwert zu liefern, durchzuführen.
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Die
elektronische Rechenschaltung ist dazu geeignet, die aufeinander
folgende Aktivierung von mindestens drei Mitteln zur Näherungsdetektion
von den anderen Aktivierungen unter Berücksichtigung der Zeitabweichungen
zwischen den aufeinander folgenden Aktivierungen dieser Detektionsmittel
zu unterscheiden.
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Vorzugsweise
liegt die Zeitabweichung zwischen zwei aufeinander folgenden Aktivierungen
der Mittel zur Näherungsdetektion
zwischen 50 ms und 1000 ms.
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Die
elektronische Rechenschaltung ist dazu geeignet, dem gesteuerten
Mittel einen je nach einer z.B. auf 5% festgelegten Erhöhungs- oder
Erniedrigungssteigung erhöhten
oder erniedrigten Sollwert zu liefern, und die Reihenfolge der Aktivierung
der Mittel zur Näherungsdetektion
zu berücksichtigen, um
die Bewegungsrichtung des Fingers auf diesen Mitteln zu bestimmen.
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Nach
einer Ausführungsvariante
ist die elektronische Rechenschaltung dazu geeignet, die Werte der
Zeitabweichung zwischen aufeinander folgend aktivierten Mitteln
zur Näherungsdetektion
zu berücksichtigen,
um einen mittleren Zeitabweichungswert zu berechnen, der für eine schnelle
oder langsame Bewegungsgeschwindigkeit des Fingers auf der Berührungsfläche typisch
ist, je nachdem ob dieser Mittelwert kleiner oder größer ist
als ein bestimmter Wert, und die Gesamtzahl der aufeinander folgend aktivierten
Detektionsmittel zu bestimmen, die für die Bewegungsamplitude dieses
Fingers typisch ist, um die Erhöhungs-
oder Erniedrigungssteigung des Sollwerts proportional zu der Geschwindigkeit
und der Bewegungsamplitude des Fingers auf der Berührungsfläche zu erhöhen und
umgekehrt.
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Vorteilhafterweise
beträgt
der weiter oben erwähnte
bestimmte Wert 250 ms.
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Die
Mittel zur Näherungsdetektion
sind kapazitive Sensoren und sind zusammengefasst, indem sie eine
lineare, gekrümmte
oder kreisförmige
Anordnung annehmen.
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Die
elektronische Rechenschaltung liefert dem gesteuerten Mittel einen
Sollwert, der berechnet wird, indem der Mittelwert der Parameterwerte,
die jeweils den beiden gleichzeitig aktivierten Detektionsmitteln
zugeordnet sind, gebildet werden.
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Die
elektronische Rechenschaltung liefert die Sollwerte des kontinuierlichen
Parameters an einen Rechner, der in einem Kraftfahrzeug integriert
ist, und das gesteuerte Mittel ist ein Autoradio des Fahrzeuges,
dessen Lautstärke
den kontinuierlichen Parameter bildet, eine Klimaanlage, deren Temperatureinstellung
den kontinuierlichen Parameter bildet, die Innenbeleuchtung oder
Innenanzeigeeinrichtungen des Fahrzeuges, deren Leuchtstärke den
kontinuierlichen Parameter bildet, eine Vorrichtung zur Regulierung
der Fahrzeuggeschwindigkeit, deren Geschwindigkeit den kontinuierlichen
Parameter bildet, usw.
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Vorteilhafterweise
kann die Berührungsfläche mit
einer nicht leitenden Verkleidung, wie Leder, Plastik oder Stoff, überzogen
sein.
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Die
Erfindung wird verständlicher
und weitere Aufgaben, Merkmale, Details und Vorteile von dieser
Erfindung ergeben sich deutlicher aus der folgenden erläuternden
Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die angehängten schematischen Zeichnungen
erfolgen, die nur als Beispiele gegeben werden, um eine Ausführungsform
der Erfindung zu veranschaulichen. Es zeigen:
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die 1 ein
Funktionsblockschema der erfindungsgemäßen Berührungssteuereinrichtung;
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die 2 ein
Funktionsschema einer elektronischen Rechenschaltung der Einrichtung
der Erfindung in Abhängigkeit
von den verschiedenen Aktivierungsarten der Detektionsmittel mit
kapazitiven Sensoren dieser Einrichtung;
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die 3A, 3B; 4A, 4B; 5A, 5B Beispiele
von verschiedenen Anordnungen dieser Berührungsfläche mit kapazitiven Sensoren
der Einrichtung der Erfindung und deren jeweiligen Anwendungen an
Ausrüstungen
eines Kraftfahrzeuges; und
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die 6 ein
Chronogramm von aufeinander folgenden Aktivierungen kapazitiver
Sensoren.
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Die
Berührungssteuereinrichtung
der Erfindung wird in Anwendung an ein Kraftfahrzeug beschrieben,
das eine Einrichtung aufweist, die insbesondere in einen Führerstand
des Fahrzeuges integriert ist und die derart gesteuert werden kann,
dass ein kontinuierlicher Parameter von ihr eingestellt oder gesteuert
werden kann, das heißt
ein Parameter mit Werten deren Variationen kontinuierlich sind,
wobei eine derartige Einrichtung ein Autoradio sein kann, von dem
die Lautstärke
als kontinuierlicher Parameter eingestellt werden soll, eine Klimaanlage,
von der die Temperatur als kontinuierlicher Parameter eingestellt
werden soll, eine Innenbeleuchtung des Fahrerhauses des Fahrzeuges
oder des Anzeigers des Führerstands
und von denen die Leuchtstärke
als kontinuierlicher Parameter eingestellt werden soll, ein System
zur Regulierung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, von dem die
Geschwindigkeit als kontinuierlicher Parameter eingestellt werden
soll, usw.
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Diese
Einrichtung kann jedoch ebenfalls verwendet werden, um kontinuierliche
Parameter in anderen Bereichen einzustellen, wie in der High Fidelity, den
Elektrogeräten,
den Multimedien.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 umfasst die Berührungssteuereinrichtung
der Erfindung Mittel zur Näherungsdetektion 1,
die es erlauben, Kapazitätsdifferenzen
zwischen dem Finger einer Person und jedem Mittel 1 zu
erkennen und die sich aus kapazitiven Sensoren zusammen setzen,
die derart angeordnet sind, dass eine Berührungsfläche realisiert wird. Die Empfindlichkeit
von jedem Sensor 1 ist einstellbar und kann derart sein,
dass sie nicht unbedingt einen direkten Kontakt zwischen dem Finger und
dem Sensor benötigt.
Die kapazitiven Sensoren 1 sind nebeneinander zusammengefasst,
um die Berührungsfläche nach
einer linearen Anordnung oder als Leiste zu bilden. Die kapazitiven
Sensoren 1, die auf der 1 dargestellt
sind, belaufen sich auf eine Anzahl von fünf, wobei ihre Anzahl jedoch
auch anders sein kann, dies jedoch unter der Bedingung, dass mindestens
drei vorhanden sind.
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Die
Ausgänge
der kapazitiven Sensoren 1 sind mit einer Schnittstelle 2 verbunden,
die sich aus einer elektronischen Rechenschaltung zusammen setzt,
die die Zustandsänderungen
der kapazitiven Sensoren übersetzen
kann, wenn sich ein Finger von einer Person mindestens in der Nähe von mindestens
einem von ihnen als Sollwerte der kontinuierlichen Parameter befindet,
und dies angewendet an einen Rechner 3, der das gesteuerte
Mittel steuert, das sich im Kraftfahrzeug V befindet, wie beispielsweise
dessen Autoradio.
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Bei
dem Rechner 3 kann es sich um denjenigen handeln, der bereits
in den meisten derzeitigen Fahrzeugen vorhanden ist und die elektronische
Rechenschaltung 2 kann eine elektronische Schnittstelle
sein, die in der Einheit der kapazitiven Sensoren 1 integriert
ist.
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Die
elektronische Rechenschaltung 2 ist dazu geeignet durch
eine angemessene Programmierung eine Unterscheidung zwischen den
verschiedenen Aktivierungsarten der kapazitiven Sensoren durch den
Fahrer oder einen Passagier des Fahrzeuges durchzuführen.
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Diese
verschiedenen Aktivierungsarten belaufen sich auf eine Anzahl von
drei.
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Bei
der ersten Art handelt es sich um diejenige, in der nur einer der
kapazitiven Sensoren 1 einzeln vom Fahrer oder Passagier
gewählt
wird, mit der Auswirkung, dass der kontinuierliche Parameter auf einen
Wert eingestellt ist, der von der Stelle des Sensors abhängt, der
auf der Berührungsfläche gewählt wird.
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Bei
der zweiten Art handelt es sich um diejenige, in der der Finger
des Fahrers oder des Passagiers zwei auf der Berührungsfläche nebeneinander liegende
Sensoren mitwirken lässt.
In diesem Fall wird der kontinuierliche Parameter auf einen Wert eingestellt,
der durch Interpolation zwischen den Einstellwerten, die den beiden
gewählten
nebeneinander liegenden Sensoren zugeordnet sind, erhalten wird.
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Bei
der dritten Art handelt es sich um diejenige, in der mindestens
drei kapazitive Sensoren 1 durch eine Bewegung des Fingers
auf der Berührungsfläche aufeinander
folgend aktiviert werden, um je nach der Bewegungsrichtung des Fingers,
eine Erhöhung
oder eine Erniedrigung vom Wert des kontinuierlichen Parameters
zu erhalten.
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Diese
verschiedene Aktivierungsarten der kapazitiven Sensoren 1 koexistieren
somit auf einer selben Berührungssteuerung
und werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 2 im
Beispiel der Einstellung von der Leuchtstärke des Fahrerhauses des Fahrzeuges
als einzustellender kontinuierlicher Parameter näher beschrieben.
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Im
Beispiel, das auf der 2 dargestellt wird, sind die
fünf kapazitiven
Sensoren 1 linear zusammengefasst und jedem Sensor entspricht
eine Sollwert, um die Leuchtstärke
einzustellen, die an das Mittel zur Steuerung der vom Rechner 3 gesteuerten
Beleuchtung angewandt werden soll.
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Dem
Sensor 1a wird beispielsweise ein Sollwert von 0% maximaler
Leuchtstärke
zugeordnet, das heißt
das Erlöschen
der Beleuchtung im Fahrerhaus des Fahrzeuges, dem Sensor 1b wird
ein Sollwert von 25% von dieser maximalen Leuchtstärke zugeordnet,
dem Sensor 1c wird ein Sollwert von 50% der maximalen Leuchtstärke zugeordnet,
dem Sensor 1d wird ein Sollwert von 75% der maximalen Stärke zugeordnet
und dem Sensor 1e wird ein Wert von 100% zugeordnet, der
der maximalen Leuchtstärke entspricht.
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Wenn
unter diesen Bedingungen ein einziger Sensor durch dessen Zeigen
mit einem Finger aktiviert wird, wie es der Fall des Sensors 1b von
der Berührungsfläche ganz
links auf der 2 ist, bestimmt ein Block 4 der
Schaltung 2, dass der Sensor 1b aktiviert ist
und liefert diese Information an einen Block 5 der Schaltung 2,
die einen Sollwert erstellt, der der Wert ist, der dem aktiven Sensor 1b entspricht.
Im vorstehenden Beispiel ist der Sollwert demzufolge 25% von der
maximalen Leuchtstärke
und wird dem Rechner 3 über
einen Sendeblock 6 der Schaltung 2 übertragen.
Der Fahrer oder der Passagier können demzufolge
die Beleuchtung des Fahrerhauses auf einen Stärkenwert einstel len, den er
durch einfaches Zeigen des entsprechenden Sensors auf der Berührungsfläche gewählt hat.
Wird gewünscht,
die Präzision
der Sollwerte zur Einstellung zu erhöhen, genügt es in diesem Fall, die Anzahl
der Sensoren zu erhöhen.
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Wenn
zwei benachbarte Sensoren gleichzeitig durch einen Finger aktiviert
werden, wie es der Fall für
die Sensoren 1d und 1e auf der 2 ist,
erkennt der Block 4 diese Aktivierungsart und sendet sie
zum Block 5, der den Sollwert berechnet, der zum Rechner 3 durch
den Sendeblock 6 übertragen
werden soll, und dies indem der Mittelwert der Kapazitätswerte
ausgeführt
wird, die jeweils den beiden aktivierten Sensoren 1d, 1e zugeordnet
sind. Im vorstehenden Beispiel ist der Sollwert der Mittelwert der Sollwerte,
die den Sensoren 1d und 1e zugeordnet sind, d.h.
87,5% von der maximalen Leuchtstärke.
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Die 2 stellt
ebenfalls die aufeinander folgende Aktivierung der Sensoren 1a bis 1d durch
eine Bewegung des Fingers auf oder über der Berührungsfläche in der Richtung, die durch
den Pfeil F1 angegeben ist, die einer Erhöhung des Sollwertes entspricht,
sowie die aufeinander folgende Aktivierung der Sensoren 1e bis 1b mit
dem Finger, der sich relativ zur Berührungsfläche in der Richtung bewegt, die
durch den Pfeil F2 angezeigt wird und einer Erniedrigung des Sollwertes
von der Leuchtstärke
entspricht. Hier ist es ersichtlich, dass in dieser aufeinander
folgenden Aktivierungsart der Sensoren durch eine Bewegung des Fingers
relativ zur Berührungsfläche, diese
mindestens drei kapazitive Sensoren 1 umfassen muss. Die
Schaltung der Schnittstelle 2 ist dazu geeignet, eine Unterscheidung
zwischen der Aktivierung von einem einzigen Sensor oder der gleichzeitigen
Aktivierung von zwei nebeneinander liegenden Sensoren und der Aktivierung
von mehreren aufeinander folgenden Sensoren durch eine Bewegung
des Fingers relativ zu diesen durchzuführen. Zu diesem Zwecke berücksichtigt
die Schaltung 2 die Dauer der Aktivierung der aktivierten
Sensoren und die An zahl der aktivierten Sensoren. Im Allgemeinen erkennt
somit für
eine Aktivierung von mehreren aufeinander folgenden Sensoren, im
vorliegenden Fall vier, in weniger als X ms, die Schaltung 2 eine
Bewegung des Fingers relativ zu den aufeinander folgend aktivierten
Sensoren, während
im Gegenteil dazu für eine
Aktivierung von einem oder von zwei Sensoren in einer Periode von
mehr als X ms, die Schaltung 2 ein direktes Zeigen von
diesem Sensor oder von diesen beiden Sensoren erkennt.
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Es
wurden Versuche ausgeführt,
die es erlaubt haben, die approximativ die Zeit zu bewerten, die
zu berücksichtigen
ist, um eine derartige Unterscheidung zu bewirken.
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Die
aus diesen Versuchen hervorgegangenen Ergebnisse werden in Verbindung
mit der 6 erläutert, die drei aufeinander
folgende aktivierte Sensoren darstellt.
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Demzufolge
ist die Bewegung von einem Finger auf der Berührungsfläche durch die aufeinander folgende
Aktivierung der drei Sensoren gekennzeichnet, deren Zeitabweichungen
t1 und t2 Werte zwischen 50 ms und 1000 ms aufweisen. Die Bedingung,
die es erlaubt, eine Unterscheidung zwischen der Aktivierungsart
von einem einzigen Sensor oder von zwei nebeneinander liegenden
Sensoren und der Aktivierungsart von mehreren aufeinander folgenden
Sensoren durch eine Bewegung des Fingers relativ zu diesen durchzuführen, wird
durch die Relationen bestimmt, nach denen t1 < d1 + 50 ms und t2 < d2 + 50 ms, wobei d1 und d2 sowie
d3 die Dauer der jeweiligen Aktivierung der drei Sensoren darstellt. Somit
erfolgt die Detektion durch die Schaltung 2 von der Aktivierung
eines einzigen Sensors oder der gleichzeitigen Aktivierung von zwei
nebeneinander liegenden Sensoren zum Zeitpunkt des Loslassens vom
Finger des oder dieser Sensoren plus die 50 ms oder nach 1050 ms,
wenn zu diesem Zeitpunkt kein anderer benachbarter Sensor aktiviert
wurde. Es zeigt sich, dass es die Dauer d der Aktivierung von jedem
Sensor, die zwischen 200 ms und 1000 ms beträgt, nicht an sich erlaubt,
die verschiedenen Aktivierungsarten der Sensoren zu unterscheiden.
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Die
Rechenschaltung 2 ist über
ihre Blöcke 4 und 5 programmiert,
um die Bewegungsrichtung der Finger relativ zu den aufeinander folgend
aktivierten Sensoren zu bestimmen.
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Es
können
also zwei verschiedene Lösungen
ausgeführt
werden.
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Die
erste Lösung
besteht darin, dass die Schaltung der Schnittstelle 2 nur
die Reihenfolge der Aktivierung der Sensoren 1 zum Bestimmen
der Bewegungsrichtung des Fingers relativ zu ihnen berücksichtigt.
Diese Schaltung überträgt danach
dem Rechner 3 ein Erhöhungs-
oder Erniedrigungsbefehl des Wertes der Leuchtstärke nach einer festen Steigung.
Wenn im vorliegenden Beispiel der ursprüngliche Sollwert 25% der maximalen
Leuchtstärke
ist und die Steigung beispielsweise auf 5% festgelegt ist, beträgt in diesem
Fall der neue Sollwert 30% für eine
Bewegung des Fingers von links nach rechts auf der Berührungsfläche in der
Richtung, die durch den Pfeil F1 angezeigt wird, und von 25% für eine Bewegung
des Fingers von rechts nach links in der Richtung, die durch den
Pfeil F2 angezeigt wird.
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Die
zweite Lösung
besteht darin, dass die Schaltung der Schnittstelle 2 dazu
geeignet ist, die Geschwindigkeit und die Bewegungsamplitude des Fingers
relativ zur Berührungsfläche zu berücksichtigen,
um die Erhöhungs-
oder Erniedrigungssteigung zu variieren. Genauer gesagt kann die
Schaltung 2 die Schnelligkeit der Bewegung des Fingers
auf den aufeinander folgend aktivierten Sensoren anhand der Zeitabweichungen
t1, t2 zwischen jeder Aktivierung von jedem Sensor berechnen und
kann somit eine schnelle Bewegung von einer langsamen Bewegung des
Fingers unterscheiden, indem die mittlere Dauer der Zeitabweichungen
t1, t2 berech net wird. Wenn die mittlere Dauer von t1 und von t2
beispielsweise größer als
250 ms ist, kann die Bewegung des Fingers relativ zur Berührungsfläche als
langsam betrachtet werden, während
sie unter diesem Wert als schnell betracht wird. Die Amplitude der
Bewegung des Fingers ist durch die Gesamtzahl der aktivierten Sensoren
gekennzeichnet und kann leicht durch die Schaltung 2 bestimmt
werden. Auf diese Weise kann der Sollwert in Abhängigkeit von diesen beiden
Geschwindigkeitskriterien der Bewegung des Fingers und von seiner
Bewegungsamplitude gewichtet werden. Zum Beispiel, je schneller
und/oder ausholender die Bewegung ist, je höher ist die Erhöhungs- oder Erniedrigungssteigung
und umgekehrt.
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Durch
Zusammenfassung der kapazitiven Sensoren ist es möglich mehrere
Anordnungen von Berührungssteuerungen
zu realisieren, die in angemessene Steuerorgane integriert werden
können. Die 3A zeigt
demgemäß die bereits
erwähnte Anordnung
gemäß der die
Sensoren nebeneinander nach einer linearen Anordnung zusammengefasst sind
und die 3B zeigt die Anordnung einer
derartigen Steuerung an einer geradlinigen Leiste, die fest mit
dem Armaturenbrett verbunden ist oder in einer geradlinigen Auskerbung
von diesem Armaturenbrett. Die 4A stellt
die kapazitiven Sensoren 1 dar, die nach einer gekrümmten Anordnung
zusammengefasst sind und die 4B zeigt
die Anordnung einer derartigen Anordnung an einen Steuerhebel des
Fahrzeuges, der sich in der Nähe
des Lenkrades von diesem befindet. Die 5A zeigt
eine Anordnung der kapazitiven Sensoren 1 nach der die
Berührungsfläche eine
kreisförmige
Form aufweist und die 5B zeigt deren Anordnung an
einen Steuerschalter, beispielsweise zum Senken oder Heben der Fensterscheiben
des Fahrzeuges.
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Unabhängig von
ihrer Anordnung können
die kapazitiven Sensoren durch eine nicht leitenden Verkleidung
verkleidet sein, wie Leder, Plastik oder Stoff, um die Integration
der Berührungssteuerung
aus stilistischer Sicht zu erleichtern und die Berührung dieser
Komponenten aufzuwerten.
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Die
Kombination der kapazitiven Sensoren auf zusammengefasste Weise
erlaubt es, die Steuerung von einem kontinuierlichen Parameter verschleißrelevant
zu optimieren, bietet eine große
Freiheit hinsichtlich der Form von dieser Steuerung und fördert deren
Integration aus physikalischer und stilistischer Sicht auf jedwede
Trägerart.
Die Berührungssteuereinrichtung
der Erfindung erfüllt
eine doppelte Anforderung vonseiten der Benutzer, das heißt einen
virtuellen Zeiger auf einem Kontinuum bewegen zu können, um
die Geschwindigkeit und die Bewegungsamplitude des Fingers auf den
Sensoren zu beherrschen, beispielsweise um die Lautstärke des
Autoradios eines Kraftfahrzeuges nach Wunsch des Benutzers einzustellen,
und direkt, ohne dass eine Bewegung notwendig ist, auf einen gewünschten
Wert auf diesem Kontinuum zugreifen zu können, um beispielsweise die
Temperatur der Klimaanlage des Fahrzeuges auf 20°C einzustellen.