JP2007513392A - オペレータ用制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、２つの画面形状が表され得るタッチオペレータ制御パネル（２、１２）を有し、ユーザ入力により自動車内のシステムを制御するためのオペレータ用制御装置（１、１１）に関する。これらの画面形状は、互いに交互に変更されて、第１の画面形状が触覚的に感知され得るように構築され、したがって、メニュー項目を選択するための制御パネルの区画（１４）を選択することができる。本発明によれば、個々の選択可能な区画（１４）は、制御パネル上で形状、程度、及び位置が異なる形で構成され、第２の画面形状は、第１の形状と比較して平滑化されるので、手書き及び図形入力（６、２８）が可能となる。

Description

本発明は、手動入力により機能を選択し操作するための自動車内のオペレータ用制御装置に関する。

自動車内の増加しつつある多くのシステム、たとえば、自動車電話、行先案内システム、カーラジオ、又は空調システムなどの、システム及び機能の少なくともいくつかが、混乱を回避するために、共通の装置によって操作されることが望ましい。共通のオペレータ用制御装置を使用する複数のシステム又は機能の制御は、通常、ＰＣ、パームトップ、インターネットページ、情報システム、旅行切符の自動発行機などで、一般に広く普及しているおり、オペレータ画面にメニューを表示することによって行われる。階層的に編成されたメニューのそれぞれのレベルにおいて、それぞれ利用可能なオペレータ用の制御メニュー又は入力メニューが、通常、表示装置上でユーザに表示される。ユーザは、好適な手段を使用して、自分の望む入力メニューを選択することにより、また好適な手段を使用して、このメニューを制御システムに指示することにより、これらのメニューから選択を行う。

特許文献１では、機能を選択し、かつ制御するための、自動車用のオペレータ用多機能制御装置について記述している。ここでは、個々のオペレータ制御要素は、スクリーンの周囲に配置される。このような状況において、機能押しボタンキーには、一部、安全関連機能用に永久的に割り当てられた機能と、スイッチ又はつまみによって実現されるオペレータ制御要素とが設けられる。さらに、自由にプログラム可能な機能を有する、さらなる押しボタンキーもある。つまり、押しボタンキーは、基本的に特定の時間に操作されるシステムに応じて、異なるオペレータ制御状況において異なる機能をサポートすることができるものであり、押しボタンキーの各割当ては、オペレータ制御シーケンスを制御するためのシステムによって行われる。その上、ユーザによって選択された、入力メニューを直接選択するためのタッチスクリーンの区域（ソフトキーと呼ぶ）を使用することもできる。

車両の運転者にとっては、あらゆるオペレータ制御プロセスにおいて、比較的長い時間に渡って、自分の眼の注意が道路からそらされないことが重要である。このため、オペレータ用制御設備ができる限り直接の視野内に配置され、かつ実際のオペレータ用制御装置ができる限り直接アクセス可能な車室内の領域に配置されることが好ましい。表示装置及びオペレータ用制御装置の人間工学的に好ましい配置が、たとえば特許文献２に記述されており、メニュー制御オペレータプロンプトを提供する。個々のオペレータ用制御要素は、押しボタンキー及び回転つまみによって実施される。

表示装置上に情報を表示するだけでなく、さらにオペレータ用制御装置自体を用いて情報を提供することにより、運転者の注意が道路交通を観察することからそらされることが、さらに減少し得る。

特許文献３では、自動車内の機能のオペレータ制御のための、押しボタンキーに分割され、そのそれぞれにスイッチ接点が割り当てられた、平らなオペレータ制御パネルについて開示している。押しボタンキーに割り当てられた選択メニュー又は機能は、自由にプログラム可能である。押しボタンキーの配置に対応して、それぞれ現在の選択の可能性又は機能は、運転者の視野内にある表示装置上のオペレータ制御パネルとは別に表示される。キーパッドには、オペレータ制御パネル上の指の位置が検出できるタッチレイヤーが設けられる。この結果、オペレータ制御パネル上にタッチされた押しボタンキーに対応する区域が、表示装置上に視覚的に強調表示される。さらに、オペレータ制御パネルの押しボタンキーは、ブラインドな方向付けを容易にするために、目立った境界線により知覚的に互いに区切られる。

特許文献４では、触覚的に感知され得る画面により、利用可能なオペレータ制御又は入力メニューをユーザに伝える、様々なオペレータ制御要素について記述している。触覚的に感知され得るオペレータ制御要素の画面により、どのオペレータ制御メニューが現在有効であるか、又はどの操作で様々なメニュー項目を選択できるかを、ユーザにはっきりと示すことができる。オペレータ制御画面は、固定領域と、上げたり伸縮したりすることができる可変領域とに分割される。オペレータ制御要素の平らな実施形態の場合には、上げられた区間が、選択代替形態が存在することを伝え、オペレータ制御要素の回転式実施形態の場合には、折り畳まれた区間が「回転」のオペレータ制御代替形態を伝え、広げられた区間が「押す」のオペレータ制御代替形態を伝える。

しかし、記述されている自動車用オペレータ制御要素の使用分野は、選択及び制御機能に限定される。しかし、たとえば特有のエントリ用の電話リストを探索する又は行先案内システム用の行先アドレスを入力するなどの、複雑なオペレータ制御プロセスは、手書き文字入力により最も容易に行われ得る。表され得る選択の多数の代替形態を作成するために、小数の文字を入力するだけで既に十分であることがしばしばである。多数の代替形態を制限するこの方法は、ライティングキーボードが利用可能でない場合、又はキーボードがタッチスクリーン上でシミュレートされる場合にも、このようなキーボードを使用することが極めて複雑な作業である状況において、特に有用である。このことはまた、車両内のオペレータ制御状況に関係する。

しかし、運転中にブラインドで行われる選択操作のために、手書き入力に使用されるタッチパッド又はタッチスクリーンを使用することは、平滑な画面が乏しい程度にしか触覚的に感知され得ないので不都合である。たとえば特許文献５に記述されているようなタッチパッドが、ユーザが情報を一定の区域内で異なる画面内のパルス又は振動によって感じられ得るように、機能又はオペレータ制御状態についての前記情報を提供できる場合においても、やはり運転中に信頼できるブラインドオペレータ制御ができず、振動に簡単に基づく触覚情報は、運転モードにおいてはこの上にさらに車両の振動を有し、この結果、一定の環境においては、これらの振動を十分に検出するためにさらに一層注意することが必要となり、したがって、信頼できかつ便利なオペレータ制御のためには、この種のフィードバックでは十分でない。

独国特許出願公開第１９８０７４１０Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１００４６９０９Ａ１号明細書 独国特許出願公開第４４４３９１２Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１９７３１２８５Ａ１号明細書 国際公開第０１／５４１０９Ａ１号パンフレット

本発明の目的は、車両内のシステムを制御するために、入力を選択することができ、かつ手書き文字を入力することができ、さらに運転モードにおいて確実に操作され得るオペレータ用制御装置を提供することである。

上記目的は、本発明に従って、請求項１の特徴を有するオペレータ用制御装置によって達成される。従属請求項において、好ましい改良形態が明らかになるであろう。

自動車内のシステムを制御するための本発明によるオペレータ用制御装置はタッチ式のオペレータ制御パネルを有し、ユーザがタッチ式のオペレータ制御パネル上の特定の区画に対応するメニュー項目の選択肢から入力を選択し得る、又はユーザがオペレータ制御パネルの異なる動作状態において手書き入力を行うことができる。本発明は、一方では、画面が、メニュー項目の選択肢について触覚的に感知され得るよう構築され得るが、また他方では、画面が、構築できるものの、オペレータ制御パネルが手書き入力にも使用され得るよう平滑化され得るような形で構成されるオペレータ制御パネルを有する。

自動車内のシステムのオペレータ制御又はその機能が図形又は手書き入力によって行われる、すべての適用形態の場合において、本発明によるオペレータ用制御装置の画面は、平面状態で操作される。選択操作による機能を制御するために、前記画面は、触覚的に感知され得るような外形が形作られる。したがって、オペレータ制御パネルは、メニュー項目又は手書き入力の選択肢が機能のオペレータ制御に対してより好ましいかどうかに関係なく、立体的に又は平らに構成され得る。このような状況において、構築された画面の選択可能な区画は、オペレータ制御プロセスによって、程度、形状、及び位置が変化し得るので、触覚的に感知され得る構造が、各オペレータ制御状況の要件に適応され得る。つまり、たとえば、必要な数の選択可能な区画のみが、ある形体に形作られて表され、感知され得るような形で構築され得る個々の区画は、利用可能な空間により人間工学的に好ましい方法で１箇所にまとめられ、異なる大きさ又は形状を有して表され得る。

特有のオペレータ制御プロセス用に選択可能な区画となるオペレータ制御パネルの領域は、アクチュエータシステムにより触覚的に感知され得るよう構築される。本明細書においては、形状、程度、及び位置が異なる、選択可能な区画を生成できるようにするために、個々の要素として構築されたアクチュエータシステムが使用されることが好ましい。アクチュエータシステムの要素は、オペレータ制御パネルの所望の実施形態によっては、オペレータ制御パネルの異なる区分けで又は異なる場所で動作することができ、この結果、感知され得る形で構築され得るオペレータ制御パネルの画面の分割が、様々な形で実施される。画面の分割の多様性の程度は、アクチュエータシステムを実装する要素の構造及び微妙な性質に依存する。これらの要素のこれに対応する好適な配置及び分割により、極めて小数のアクチュエータ要素を巧みに組み合わせることにより、多数の異なる分割を作ることができる。

タッチオペレータ制御パネルの機能割当てが自由にプログラム可能である場合、所望の機能を有する選択可能な区画を、オペレータ制御パネル上で触覚的に感知され得るよう構築された区域に割り付けることができ、前記区域の形状及び位置に適応されることが好ましい。したがって、機能割当ては、常に、オペレータ制御画面の触覚的に感知され得る区域への分割に適応され得る。このようにして、様々なオペレータ制御プロセスの異なる要件について、触覚的に感知され得る区域及びこれに合致する選択可能な区画の両方をオペレータ制御パネル上に、人間工学的な基準による位置に及び程度で分散し、構成することができ、これにより、理解しやすくかつ信頼できるオペレータ制御方法が可能となる。

たとえば、オペレータ制御状況の選択のために、２つの代替形態、つまりたとえば、その後、ナビゲーションシステムが操作されるか又は電話が操作されるかしか利用可能でない場合、感知され得るよう互いから分離された２つの選択可能な区画が、オペレータ制御画面上に提示される。いくつの代替形態の入力の可能性がオペレータ制御状況に必要であるかによって、選択可能な区画又は触覚的に感知され得る区域が、大きくなったり小さくなったりする。したがって、たとえば、ある場合には、オペレータ制御パネルは比較的小さい「電話押しボタンキー」に分割され、別の場合には、方向入力用の４つの比較的大きい押しボタンキーが表される。

手書き入力については、ユーザによる、本発明による装置の手書きオペレータ制御が、複雑でない方法で、つまりスタイラスの助けなしで単に指で行われるので、オペレータ制御パネルのユーザ画面全体が、文字入力用の細区分なしで利用可能であることが好ましい。指で文字を入力する場合には、スタイラスで入力する場合より、書き込むためのより広い空間が必要となり、可能な限りの大きい書き込みができる場合、オペレータ制御パネルに関連付けられた文字認識プログラムの認識の信頼性も向上する。入力用にオペレータ制御パネル全体が利用可能である場合、ユーザは、手書き入力の一定の制限に従うよう特定の注意を払う必要がなく、したがって、ユーザは、操作中に絶えずオペレータ制御パネルを見ている必要がない。

本発明によるオペレータ制御パネルを実施する好ましい方法は、電気機械手段を用いて、オペレータ制御パネルの下に置かれたアクチュエータシステムによって上げ、再び下げ得るプランジャでその穴が塞がれる、多孔マトリクスとしてオペレータ制御パネルを構成することである。プランジャは、たとえば個々に又はグループ毎に制御される。

オペレータ制御パネルのタッチ感知機能を実施するためのセンサシステムは、プランジャ内に又は多孔マトリクス内に実装されることがある。たとえば、多孔マトリクスについては、容量式又は抵抗性センサシステムが可能である。本明細書においては、選択可能な区画が、上げられたプランジャを有する区域として形成される場合、指と多孔マトリクスの画面との間の距離により、容量式センサシステムがより好ましい。他方、選択可能な区画が、上げられたプランジャを有する区域の間の、広げられた区域として形成される場合、センサシステムは、容量式で又は抵抗性で実施されることがある。

オペレータ制御パネルのタッチ感知機能がプランジャによって実施される場合、これらには、たとえば容量式センサシステムが装備されることがある。光導波材料からなるプランジャの実施形態においては、指の位置も、反射又は投影を検出することによって検出され得る。選択可能な区画が、上げられたプランジャを有する区域である場合、指の位置を検出するために、感圧センサシステムも使用され得る。

オペレータ制御パネルが手書きを検出するために使用される場合、多孔マトリクス内のすべてのプランジャが下げられるので、オペレータ制御パネルは、基本的に、平面の平滑な画面を有する。本明細書においては、指の位置に従うことによって入力される文字の認識は、多孔マトリクス内のセンサシステム又はプランジャ内のセンサシステムによって行われ得る。

プランジャが、光導波材料から製造されており、かつアクチュエータシステムの下の光源によって照らされる場合、このようにして、オペレータ制御パネル面が照明により視覚的に際立たせられ得るので、プランジャの好ましい実施形態が得られ、したがって、オペレータ用制御装置は夜間においても容易に操作され得る。

オペレータ制御パネルの画面が、オペレータ制御パネルの縁で平面の、固定された、基底をなす画面に分離不可能に接続されたタッチフィルムとして具現化され、基底をなす画面とフィルムとの間の空間がアクチュエータシステムによって凝固され再び流体化され得る粘性流体で塞がれることにより、本発明によるオペレータ用制御装置の別の好ましい実施形態が得られる。粘性流体は、その粘性が制御され得ることによって特徴づけられる。本明細書においては、電気粘性流体の粘性は電場の影響を受け、磁気粘性流体の粘性は磁場の影響を受ける。

この実施形態においては、タッチセンサシステムは、フィルムがタッチフィンガーに直接接触しているので、オペレータ制御パネルの上部にある前記フィルムに統合されることが好ましく、この結果、センサシステムに最大限可能な程度にまでの近接性が達成される。このセンサシステムは、容量式でも抵抗性で実現可能であり、抵抗性センサシステムの場合は手袋をした状態でも操作可能である。

オペレータ制御パネルの構築は、アクチュエータシステムの要素の各構成及び作動に従って、粘性流体を硬化させることによって達成されることが好ましい。フィルムと固定された基底をなす画面との間の領域内の液体は、感知され得る画面を定義するための凝固性を予めもたないので、アクチュエータシステムの要素の構築及び柔軟性に応じて液体が凝固する区域が決定される。

凝固した液体を有する区域は、凝固していない区域と比較して厚くなった部分として感知され得るので、凝固していない液体を有する区域と比較して、液体に載っているフィルムへのタッチによって感知され、凝固していない区域においては、液体は指による押圧によって液体がその区域から排出され得る。このような状況において、選択可能な区画は、それぞれ、凝固した又は流体化された区域によって表され得る。画面構造は、アクチュエータシステムの作動を停止することにより完全に崩壊され得るので、指又はスタイラスで液体を容易に排出することができ、表面のフィルムを、固定された基底面に直接押しつけることができる。このような形で、オペレータ制御パネルは、タッチフィルム上で手書き入力を行う可能性を実現する。

電気粘性流体が、粘性流体として使用されることが好ましい。本明細書においては、液体の凝固は、アクチュエータシステムによって生成される電場によって生じる。アクチュエータシステムは、たとえば、タッチフィルムの裏面上及びフィルムの下の固い平面の画面上で、互いに対向する電極対から構成されることがある。電極は、たとえば各画面に押されることがあり、これにより、オペレータ制御パネルの最大限可能な程度の平坦性が保証される。

磁気粘性流体が、粘性流体として使用され得ることも好ましい。本明細書においては、液体の凝固は、これに対応するアクチュエータシステムによって生成され得る磁場によって生じる。アクチュエータシステムの要素は、たとえば、オペレータ制御パネルの下に置かれ、かつ磁気粘性流体に作用する磁場を生成するために、下からオペレータ制御パネルのより近くに、したがって磁気粘性流体に動かされる磁石から構成されることがある。磁場を消すために、磁石は、磁気粘性流体から好適な距離に再び動かされる。このような状況において、磁気は、回転可能に取り付けられた磁石を９０度傾けることによって生成されるか、又は再び十分に弱めることができ、回転軸は磁石の磁力線に垂直となる。その上、フィルム又は１枚のシートメタルにより、アクチュエータの経路上で磁気粘性流体から磁石を遮蔽することができる。

本発明によるオペレータ用制御装置の信頼できる操作のためには、装置の一次ユーザとして、車内の運転者の直接届く範囲内に収容されることが好ましい。オペレータ制御パネルの機能割当てによるユーザの視覚的な方向付けのためには、選択可能なメニュー項目が、運転者の視野内に表示されることが好ましい。これは、オペレータ用制御装置から分離されており、かつユーザの視野内に置かれた表示装置によって実施されることが好ましい。この方法により、運転中に、オペレータ用制御装置によりシステムを操作している時に、運転者の注意が、道路交通からそらされることが減少する。

オペレータ制御パネル上で選択され得る区画の機能割当てに対応する、選択可能なメニュー項目は、オペレータ制御パネル上のメニュー項目の配置に対応するよう、表示装置上に配置されることが好ましい。その上、ユーザプロンプティング用の情報が、オペレータ用制御装置によって操作され得るシステム及び機能のためのユーザフレンドリーなサポートを提供するために、表示装置上に表される。

オペレータ用制御装置を収容する、１つの好適な方法は、運転者席と前部同乗者席との間の肘掛内に、延ばしたり折り畳んだりできるような形で収容されることである。次いで、ユーザ画面は、動作準備完了状態において、肘掛の前の、肘掛のレベルのやや下に水平方向に向けて置かれるので、荷重のない、肘掛に載せた腕によって安定した、自由に動くことのできる手で、気持ちよく操作され得る。しかし、たとえばセンターコンソール内の、他の設置場所も考えられる。表示装置は、ダッシュボード内又はコンソール内に収容されることがある。

メニュー項目が、タッチオペレータ制御パネル上で、タッチオペレータ制御画面のこれに対応する選択可能な区画と接触する指又は他の何らかの物体によって選択される。ユーザを視覚的に方向付けるために、表示装置上の各接触区画は、通常、他の選択可能なメニュー項目に対して、色によって対比させて、反転して、又は他の何らかの方法で視覚的に強調表示して表される。

Ｅｎｔｅｒ機能を表すために、オペレータ制御パネルの機能割当てから行われたユーザによる選択を確認するために、オペレータ制御パネルが感圧センサシステムに取り付けられることが好ましい。このようにして、オペレータ制御パネルは、言わば、大きい押しボタンキーとして機能し得る。オペレータ制御パネルに指を押し当て、その後、指を解放することにより、接触されたメニュー項目が、有効な項目として選択される。他の機能、たとえば切換え機能も、適切な感圧センサシステムに取り付けられたオペレータ制御パネルによって実現され得る。

オペレータ制御パネル上の圧力によって作動された機能の有効な起動が、圧力によって決まる圧点を有する切換要素によって実現され得る触覚的なフィードバックにより、触覚的に感知され得るよう、ユーザに伝達され得ることが好ましい。このようにして、たとえ走行中の車両内で避けられない振動がある場合にも、機能の起動を確実に検出することができる。

オペレータ制御パネルは、オペレータ制御パネルの位置及び寸法が、ハウジングを形成する周囲のフレームにより、タッチすることにより直接感知され得るような形で、ハウジングによって囲まれることが好ましい。

機能をアボートするための、入力を削除するための、又は上位メニューにジャンプバックするための、いわゆるＥｓｃａｐｅ機能が、階層的に編成されたメニュー機能の、複雑でないオペレータ制御に有用である。このような状況において、素早くかつ信頼できるアクセスのためには、このような特別な機能が、選択可能なメニュー項目として、実際のオペレータ制御パネル上に実装されるのではなく、むしろこれとは別に、固定された局部的な関係で感知され得るような段差を持つ押しボタンキーとして、ハウジング上に実装されることが好ましい。このような削除及びジャンプバック機能、及び恐らくさらに特別な機能が、ハウジング内の異なる場所にある様々な固定押しボタンキーにより、又は押しボタンキーの様々なオペレータ制御モードにより実現され得る。本明細書においては、ジャンプバックのレベルは、たとえば、押しボタンキーを繰り返して作動させることによって定義され得る。また、メインメニューへの直接のジャンプバックは、たとえば、この押しボタンキーを比較的長く押すことによって行われ得る。

図面を参照しながら、本発明についてより詳細に説明する。

図１は、プランジャを有する多孔マトリクスで構成される本発明によるオペレータ用制御装置１の例示的実施形態で、手書き入力用に使用され得る平滑な画面の状態を示している。

図２は、図１に表されているオペレータ用制御装置１上での手書き入力によりナビゲーションシステムを制御するための、たとえば液晶表示装置などの表示装置３０上の、ユーザプロンプティングシステムの一例を示している。手書き文字を自由に選択可能に入力することにより、たとえばナビゲーションシステム用の行先データなどの、広範囲な選択肢を有するリストから効率的に絞り込むことができる。オペレータ制御パネル２上で行われた手書き入力６の認識結果が、入力ボックス３２内でユーザに表示される。入力ミスがあった場合は、ユーザが、たとえばオペレータ制御パネル上に右から左に横線を単に入力することにより、除去され得る。

もし、リスト３１内のマークを上向き又は下向きに徐々に移動させるようなスクロール動作により、表示された選択肢からの選択がなされる場合、オペレータ制御シーケンスを自動的に制御することにより、又はユーザにより手動で、オペレータ制御パネル２上の入力モードが、オペレータ制御モードに切り換えられる。オペレータ制御パネルの感圧センサシステムがある場合には、ユーザが、たとえば、オペレータ制御パネル上を短く２回押すことによって制御モードの切替ができる。

次いで、上述したようなオペレータ用制御装置１の文字認識モードが終了すると、オペレータ制御パネル２は、たとえば、リストをスクロールすることによって選択を行う選択モードに切り換えられる。

このため、プランジャを上げることにより、たとえば、触覚的に感知され得る３つの区域がオペレータ制御パネル２上に垂直の配置で提示される。３つの区域とは、即ち、選択可能な区画として前記区域に対応する機能である、「上向きのマークを動かす」、「マークが付けられた位置を選択する」、及び「下向きのマークを動かす」である。この場合、たとえば、機能「上向きのマークを動かす」を有する選択可能な区画は、上向きの先端を有する三角形として、プランジャによって形作られ、機能「下向きのマークを動かす」を有する選択可能な区画は、下向きの先端を有する三角形として形作られ、機能「マークが付けられた位置を選択する」には、上記２つの機能の選択区画と触覚的に区別するために、丸い形が付けられ得る。

本明細書においては、上部の選択可能な区画をタッチして押し下げることにより、リスト３１内の反転表示エリアが上向きに１つの位置だけ動かされ、リスト３１は、適宜、これまで見えなかった対象によって更新される。オペレータ制御パネルの下部の区画をタッチして押し下げることにより、反転表示エリアがこれに対応して下向きに動かされる。たとえば、オペレータ制御パネル２の中央の区画をタッチして押し下げることにより、反転表示されている対象が選択される。つまり、実施例においては、選択された対象（町）は、ナビゲーションシステムの行先として入力ボックス３２に転送される。

図３は、センサシステムの電極アレーとプランジャ用の孔とを有する、多孔マトリクスを形成するよう構成されたタッチオペレータ制御パネル２の裏面を示している。

オペレータ制御パネル内の孔は、容量式センサシステムの電極内の中央に置かれるので、導電層内で遮られることがない。（オペレータ制御パネル２上に示されている容量式センサシステムの電極は８で表され、隔離された区域は９で表されている。）したがって、位置を判断し、文字を入力するためのタッチオペレータ制御パネル２のセンサ機能は、孔７があるにも関わらず容易に保証される。

図４は、オペレータ制御パネル２の画面からプランジャ４を上げるためのアクチュエータシステムの一例を示している。複数のプランジャ４は、スライド１３によって連続的に上げられる。スライド１３の幅によっては、１列のプランジャのみがスライドによって動かされるか、又は複数のスライドが同時にプランジャによって動かされる。スライド１３は、まずいくつかのプランジャを押す方向に上げ、これにより、再びさらに後部に降下できるよう形作られ得る。触覚的に感知され得る複数のパターンが、たとえば、４つのすべての側からオペレータ制御画面の下で押され得るスライドの様々な配置により、同じ方法で又は異なる方法で形作られたスライドにより、又は、オペレータ制御パネルの下でスライドを異なる角度で挿入することにより、オペレータ制御パネル上で生成され得る。

単純化されたアクチュエータシステムにおいては、プランジャは、複数のプランジャを備えた群を形成するよう、台１０上で組み合わせられ得る。しかし、スライドの代わりに吊上げ装置によりプランジャを個々に又は郡毎に上げ、かつ吊上げ装置を適切に構築することによりオペレータ制御パネル上で、触覚的に感知され得る異なるパターンを生成することもできる。

図５は、本発明によるオペレータ用制御装置のさらなる例示的実施形態１１を示すもので、触覚的に感知され得るよう具現化された、構築された画面を有する状態を示している。本明細書においては、画面の実施形態は、平面の固い基底をなす底面とその上にあるタッチフィルムとの間の置かれた粘性流体によって生じ、タッチフィルムは、前記底面の縁で、この底面に固定して接続される。本明細書においては、選択可能な区画１４又は「押しボタンキー」は、フィルムの平滑な画面の下の、指によって容易に排出され得る、別の坑道状の固まり内で感知され得る凝固を特徴とする。凝固は、粘性流体の粘性の変化によって生じる。

粘性流体は、油の乳濁液と、電場又は磁場の影響により、したがって乳濁液の流動性の影響により、方向付けられる分極可能な粒子とからなる。粘性流体は、電場又は磁場の影響下にある、これに対応するアクチュエータシステムにより、本明細書においては電話キーパッドを表す、選択可能な区画１４の区域内に動かされる。液体は、自動車内の適用温度範囲内で分極する粒子の沈殿という点において安定している。

オペレータ制御パネル１２のそれぞれ選択可能な区画１４が、選択可能なメニュー項目又は機能に対応する。したがって、触覚的に感知され得るよう構築され得るオペレータ制御パネルの異なる機能が、それぞれ、メニュー構造として構成され得る。表されている例示的適用形態においては、電話キーパッドの機能が選択可能な区画に割り当てられる。「押しボタンキー」は、そこで作用する電場又は磁場がないので、粘性流体を指によって排出できる無機能区域の間をタッチすることによって感知され得るような形で置かれる。しかし、機能をサポートする区域は、凝固した区域により及び凝固していない区域により、囲まれて又は区切られて表され得る。

タッチオペレータ制御画面の抵抗性センサシステムにおいて、押しボタンキーの感知及び入力の機能起動又は確認の両方が、たとえば様々な圧力閾値によって実施され得る。抵抗の変化に基づくセンサシステムを用いた場合には、グローブと接触する容量式方法と比較して、苦もなく検出され得るという利点がある。

機能起動はまた電磁スイッチによって行われ、機能を起動する必要があるオペレータ制御パネルに対する圧力が、凝固した区域を感知するための圧力より大きく保たれる。このため、オペレータ制御パネル２は、たとえば複数の感圧電気機械式切換要素に、オペレータ制御パネル用の追加の好適なガイドを有する要素の１つのみに任意に、取り付けられるので、画面全体への圧点が、オペレータ制御パネル２に対して実施され得る。感圧方式で取り付けられたオペレータ制御パネル２を押すことにより、機能を起動する又は入力を確認することができるだけでなく、オペレータ制御状況によっては、たとえばオペレータ制御パネル全体を押し下げ、また、たとえば（図２について記述されているように）手書き入力からＳｃｒｏｌｌモードへの、オペレータ制御モードの切換えを起動することもできる。

オペレータ用制御装置１１が選択可能な入力用に使用される場合、どの区画内に、たとえばユーザの指が置かれているかを判断するために、位置認識手段が使用される。したがって、オペレータ制御パネルが指で操作される場合に、様々な選択可能な区画間での信頼できる区別が可能であり、メニュー又は機能を表示する区域はまた、操作しても意味のなさない中間領域、つまりミュート領域により互いに分離される。

オペレータ制御パネル１２上の、図５に示されている選択可能な区画１４の幾何学的な配置は、単なる例示であると理解されたい。また、選択可能な区画は、アクチュエータシステムの構築及び／又は可動性によっては、図１に示されている例示的実施形態のような、他の形態をも有すると想定され、したがって、様々な機能がオペレータ制御パネル上で適切な方法で表され得る。

本発明によるオペレータ用制御装置の２つの実施形態１及び１１のハウジング３内の押しボタンキー５は、たとえば、下位のオペレータ制御メニューレベルから上位のオペレータ制御メニューレベルに素早くジャンプバックするために、又はそれぞれ最後に行われた入力を削除するために、Ｅｓｃａｐｅ機能を実施するなどの、特別な機能を表すために、階層的に編成されたオペレータ制御メニューについて使用される。

削除又はＥｓｃａｐｅ機能を実装するための、様々な実装形態が考えられる。つまり、Ｅｓｃａｐｅキー５を１回短く押すと、特定の現在のオペレータ制御モードによっては、最後の入力を削除することができ、又は入力ボックスが空であるか又は存在しない場合には、システムを、オペレータ制御用に現在選択されているシステムの初期制御状態に戻すことができる。Ｅｓｃａｐｅキー５を３回短く連続して又は１回長く動作させると、たとえば、各機能のオペレータ制御をアボートし、スタートメニュー又はメインメニューに戻る手段として実施され得る。しかし、たとえば、上位メニューへのジャンプバック又は最後の入力の削除などの、様々な特別な機能を実施するために、ハウジング内に複数の押しボタンキーを設けることもできる。

オペレータ用制御装置１及び１１のハウジング３内に、オペレータ制御パネルに関連付けられた電子機器の隣のオペレータ制御パネルの下のオペレータ用制御装置を操作するための、かつ指の位置を感知する目的を有する、以下の手段を収容することもできる。即ち、画面形状を再構成するためのアクチュエータシステム、オペレータ制御パネルの圧点、及びオペレータ用制御装置及びオペレータ制御パネルの機能を制御する電子制御システムとの接続を実施するための切換要素である。

図６は、表示装置３０上の、図５のオペレータ制御パネル１２の機能割当てを示す図であり、ユーザプロンプティングのための個々の選択可能なメニュー項目の配置及び重要性についてユーザを方向付けるための追加情報、本明細書においてはたとえば電話キーパッドの機能、メニュープロンプティングのためのさらなる情報、入力された情報に続く情報の入力用の入力ボックス３３が表示される。

最適なユーザプロンプティングのために、オペレータ制御状況に有効なオペレータ制御パネル３４の機能割当てが、オペレータ制御パネル上の選択可能な区画の配置に対応するような形で、表示装置上に表される。位置検出手段が、選択可能な区画の領域内で指の接触を検出すると、この区画に対応する表示装置上の区域は、示されている他の選択の可能性と比較して、その視覚表示が視覚的に強調表示される。入力ボックス３３により、ユーザに既に行われた入力の概要が与えられる。

図７ａ及び図７ｂは、指の位置を検出するよう形成されたタッチフィルム２０の下の貯蔵容器内の電気粘性流体と、電極対１６からなるアクチュエータシステムとを備えた、平らな状態の、図５のオペレータ制御パネルを示す断面図である。電極は、本明細書においては、たとえばフィルム２０及び固い平面１５上のプリント回路として実装されることがある。図７ａは、電極対１６に印加される電圧の影響を受けていない（無電荷の）、完全に液状の液体１８を示している。この状態において、手書き文字がタッチフィルム２０上で認識され得る。次いで、書いている指でたやすく液体を排出することができる。タッチフィルム上の位置検出手段は、これによる影響を受けない。

図７ｂは、電圧が印加され、この結果、区域１９内の液体が凝固し、したがってフィルム２０上を滑動する指によって感知され得る、いくつかの電極対１６を示している。電極対１６は、個々に動作することがあり、これにより、様々な大きさ及び様々な形状を有するオペレータ制御パネルの画面の区域が感知され、したがって電極のモデュラ寸法に応じて選択可能な区画となる。

図８は、指の位置を検出するために形成されたタッチフィルム２０の下の貯蔵容器内の磁気粘性流体と、磁石１７からなるアクチュエータシステムとを備えた、平らな状態の、図５のオペレータ制御パネルを示す断面図である。磁石は、画面１３の上の磁気粘性流体の各磁場の電界強度が液体を凝固するのに十分である程度に、吊上げ要素２９により、固い平面１５の裏面の近くに動かされることがある。位置決めは、本明細書においては、図８に示されているように、液体層の方向の移動により、又は９０°磁石を回転させて、磁力線が層に平行に又は垂直に走るようにすることにより、又は磁力線のスクリーンにより、好適な材料により行われ得る。磁石を動作させる数、大きさ、及び可能性によっては、異なる形状を有するオペレータ制御パネルの画面の区域を感知することができ、したがって、これらを選択可能な区画とすることができる。

磁気粘性流体を凝固させるための磁場は、コイルによっても生成され得る。しかし、磁石の使用は、適切に位置決めした後、凝固した液体を有する動作状態のために、さらに電力を廃棄する必要がないという利点を有する。

図９ａ、図９ｂ、及び図９ｃでは、本発明によるオペレータ用制御装置のオペレータ制御パネル２５の画面を構築する、可能な様々な方法が示されている。図９ａは、たとえば、上向き、下向き、左向き、及び右向きの方向に、表示装置３０上に示されているカーソルを制御するために、又は方向を選択する又は入力するために役立ち得る、４つの選択可能な区画２６を有するオペレータ制御パネル２５を示している。図９ｂでは、オペレータ制御パネル２５は、たとえば、選択可能な区画２７の、これに対応する配置を有する電話キーパッドの、オペレータ制御用に構成されている。図９ｃでは、オペレータ制御パネル２５は、手書き文字２８を入力するための、平らなオペレータ制御画面で表されている。

手書き入力用の平滑な画面で表された、本発明によるオペレータ用制御装置の例示的実施形態を示す図である。 表示装置上の手書き入力によるナビゲーションシステムを制御するためのユーザプロンプティングシステムの一例を示す図である。 プランジャ用の孔を有するタッチオペレータ制御パネルのセンサシステムを示す図である。 オペレータ制御パネルの画面からプランジャを上げるためのアクチュエータシステムの一例を示す図である。 メニュー項目を選択するために構築された画面で表された、本発明によるオペレータ用制御装置のさらなる例示的実施形態を示す図である。 ユーザプロンプティング用の追加情報を有する表示装置上の、図５のオペレータ制御パネルの機能割当ての一例を示す図である。 平滑な画面と構築された画面とを有する電気アクチュエータシステムを備えた、図５に示されているオペレータ用制御装置のオペレータ制御パネルを示す断面図である。 平滑な画面と構築された画面とを有する電気アクチュエータシステムを備えた、図５に示されているオペレータ用制御装置のオペレータ制御パネルを示す断面図である。 磁気アクチュエータシステムと一部構築された画面とを備えた、図５に示されているオペレータ用制御装置のオペレータ制御パネルを示す断面図である。 本発明によるオペレータ用制御装置のオペレータ制御パネルの画面を構築する、可能な方法を示す図である。 本発明によるオペレータ用制御装置のオペレータ制御パネルの画面を構築する、可能な方法を示す図である。 本発明によるオペレータ用制御装置のオペレータ制御パネルの画面を構築する、可能な方法を示す図である。

符号の説明

１ オペレータ用制御装置の第１の実施形態
２ 多孔マトリクスの形態のオペレータ制御パネル
３ ハウジング
４ プランジャ
５ 押しボタンキー
６ 手書き入力
７ タッチオペレータ制御パネル内の孔
８ センサシステムの電極
９ センサシステムの隔離された区域
１０ プランジャ用の台
１１ オペレータ用制御装置の第２の実施形態
１２ タッチフィルムを有するオペレータ制御パネル
１３ スライド
１４ 選択可能な区画
１５ 固定された平面
１６ 電極
１７ 磁石
１８ 液体の形態の電気粘性流体
１９ 固体の形態の電気粘性流体
２０ センサフィルム
２１ 液体の形態の磁気粘性流体
２２ 固体の形態の磁気粘性流体
２５ オペレータ制御パネル
２６ 方向データ用の選択可能な区画
２７ 電話オペレータ制御用の選択可能な区画
２８ 手書き入力
２９ 吊上げ要素
３０ 表示装置
３１ リスト
３２及び３３ 入力ボックス
３４ 電話キーパッドの機能を有するオペレータ用制御装置の割当ての表示装置

Claims (12)

1. 互いに交互に変更され得る２つの画面形状を表すことができるタッチオペレータ制御パネル（２、１２）を有し、メニュー項目を選択するために前記オペレータ制御パネル（２、１２）上の区画を選択するのに使用される第１の画面形状が触覚的に感知されるよう構築される、ユーザの入力により自動車内のシステムを制御するためのオペレータ用制御装置（１、１１）において、
   個々の選択可能な区画（１４、２６、２７）を、前記オペレータ制御パネル（２、１２）上で形状、程度、及び位置が異なる形で構成し、
   第２の画面形状が、前記第１の形状と比較して平滑化して構成され、手書き及び図形入力（６、２８）を可能としたことを特徴とするオペレータ用制御装置（１、１１）。
2. 前記選択可能な区画（１４、２６、２７）の異なる形状及び／又は程度を、個々の要素として構築されたアクチュエータシステムによって構成し、
   前記タッチオペレータ制御パネル（２、１２）の選択可能な区画（１４、１６、２７）への分割、及び該区画の機能割当てを自由にプログラムすることにより、前記タッチオペレータ制御パネル（２、１２）全体が手書き入力に利用可能であることを特徴とする請求項１に記載のオペレータ用制御装置（１、１１）。
3. 前記タッチオペレータ制御パネルが、多孔マトリクス（２）として具現化され、前記オペレータ制御パネルの下に置かれた前記アクチュエータシステムによって電気機械的に上げ下げできるプランジャ（４）が前記孔に設けられることを特徴とする請求項２に記載のオペレータ用制御装置（１）。
4. 前記プランジャ（４）が、光導波材料からなり、前記オペレータ制御パネルの下の光源から照射されることを特徴とする請求項３に記載のオペレータ用制御装置（１）。
5. 前記タッチオペレータ制御パネル（１２）の画面が、前記オペレータ制御パネルの縁で、平面の固い基底をなす底面に分離不可能に接続されたタッチフィルム（２０）として具現化され、前記底面とフィルムとの間の空間が、前記アクチュエータシステムによって凝固し、流体化しうる粘性流体（１８、１９、２１、２２）で満たされることを特徴とする請求項２に記載のオペレータ用制御装置（１１）。
6. 前記粘性流体が電気粘性流体（１８、１９）であり、電場が、前記アクチュエータシステムによって生成されることを特徴とする請求項５に記載のオペレータ用制御装置（１１）。
7. 前記粘性流体が磁気粘性流体（２１、２２）であり、磁場が、前記アクチュエータシステムによって生成されることを特徴とする請求項５に記載のオペレータ用制御装置（１１）。
8. 前記オペレータ用制御装置が、自動車内の前記ユーザからアクセス可能な範囲に収容され、システムを操作するためのユーザプロンプティング用の別個の表示装置（３０）が、前記ユーザから見えるように設置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のオペレータ用制御装置（１、１１）。
9. 前記オペレータ制御パネル（２、１２）が、感圧センサシステムに取り付けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のオペレータ用制御装置（１、１１）。
10. 前記オペレータ制御パネル（２、１２）を押すことにより、前記感圧センサシステムの規定圧を超えた場合に、触覚的に感知されるフィードバックがユーザに提供されることを特徴とする請求項９に記載のオペレータ用制御装置。
11. 前記オペレータ制御パネル（２、１２）が、触覚的に感知される形でハウジング（３）によって囲まれることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のオペレータ用制御装置（１、１１）。
12. 特別な機能用の少なくとも１つの押しボタンキー（５）が、前記ハウジング（３）に設けられることを特徴とする請求項１１に記載のオペレータ用制御装置。

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