JP2010503184A - タッチパッドまたはタッチスクリーンおよびタッチパッドまたはタッチスクリーンに用いられる作動エレメント - Google Patents

Abstract

タッチパッドまたはタッチスクリーン（１０）は、規定された機能を調整するための感応性の操作面（１２）を有している。操作を簡単にするためには、感応性の操作面（１２）の上方に少なくとも１つの機械的な作動エレメント（１４）が配置されている。この作動エレメント（１４）は、トリガ（２０）を有している。このトリガ（２０）は、作動エレメント（１４）の運動時に機能調整のための感応性の操作面（１２）に作用する。

Description

本発明は、タッチパッドまたはタッチスクリーンであって、規定された機能を調整するための感応性の操作面が設けられている形式のものに関する。

さらに、本発明は、タッチスクリーンに用いられる作動エレメントに関する。

たとえば自動車における規定された機能をトリガしかつ調整するために、種々異なる操作コンセプトが存在している。古典的には、ロータリコントローラまたはスライドコントローラの形の作動エレメントが使用される。この作動エレメントには、規定された機能、たとえば暖房装置の温度調整またはオーディオ設備の音量調整が割り当てられているかまたは作動エレメントが、規定されたメニュ機能を制御するために使用される。後者は、画像スクリーンに組み合わせて行われる。この場合、作動エレメントの運動と画像スクリーン認知との調和は、特に同時に自動車を運動させたい場合に困難となり得る。

すでに数年来知られている、いわゆる「タッチスクリーン」は、感応性の操作面を有していて、これによって、同時に、規定された機能を調整しかつ視覚化するために適している。いわゆる「タッチパッド」は、表示可能性なしの感応性の操作面を有していて、一般的に別個の画像スクリーンを備えて使用される。キートリガが使用者に触覚的なフィードバックを付与せず、有利には、プッシュキー操作しかシミュレーションされないことが不利である。確かに、タッチスクリーンにスライドコントローラを結像することが知られているものの、しかし、タッチスクリーンに予め示されたトラックを使用者がなぞることは、高められた集中を要求し、したがって、特に自動車にはあまり適していない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３０４７２０号明細書に基づき、組み込まれたタッチパッドを備えたロータリコントローラが公知である。タッチパッドは、特にアルファニューメリック文字の入力のために働き、ロータリコントローラの中央の円形面に設けられている。ロータリコントローラは、その他の点では慣用の形式で形成されている。この解決手段では、高められた手間が不利となる。なぜならば、ロータリコントローラの電気的なコンタクティングと、タッチパッドの電気的なコンタクティングとが必要となるからである。この場合、コントローラ自体における面が、制限された操作可能性すら提供する。

さらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３０４１９１号明細書に基づき、出力ユニットと入力ユニットとから組み合わされたシステムが公知である。この場合、１つの実施形態では、慣用のロータリコントローラが２つの表示装置の中間に配置されている。両表示装置は、種々異なる作業環境、たとえばメニュレベルを表示することができる。示されたシステムは、同じく慣用のロータリアクチュエータで作業する。この場合、電気的な配線の、同じく高められた手間のほかに、画像スクリーンの特殊形状も見込まれ得る。この特殊形状は、このようなシステムのコストを一層高め得る。

本発明の課題は、簡単な構造で高い操作安全性が可能となるタッチパッドまたはタッチスクリーンを提供することである。

この課題を解決するために本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンでは、少なくとも１つの機械的な作動エレメントが、感応性の操作面の上方に配置されていて、トリガを有しており、該トリガが、作動エレメントの運動時に機能調整のための感応性の操作面に作用するようになっているようにした。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、少なくとも１つの作動エレメントが、画像スクリーン表面に対して不動に配置された固定の部材と、該固定の部材に可動にガイドされた可動の部材とを有している。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、固定の部材が、感応性の操作面に接着されている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、固定の部材が、フレームに画像スクリーン面の側方で位置決めされているかまたはフレーム自体が、作動エレメントの固定の部材を成している。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、少なくとも１つの作動エレメントが、取外し可能であるかまたは操作面から離れる方向に可動である。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、少なくとも１つの作動エレメントが、ロータリアクチュエータとして形成されている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、少なくとも１つの作動エレメントが、スライドアクチュエータとして形成されている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、トリガが、摺動接点として感応性の操作面にばね弾性的に接触するようになっていて、作動エレメントの運動に従動するようになっている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、トリガが、ばね機構またはハンマ機構を有しており、該機構が、作動エレメントの運動時に不連続的な切換運動を実施するようになっている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、ばね機構またはハンマ機構が、１つの斜面または一連の斜面を有しており、該斜面が、作動エレメントの運動時にばねエレメントを感応性の操作面に向かって運動させるようになっている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、前記斜面が、鋸歯構造として作動エレメントの可動の部材に配置されており、少なくとも１つのばねエレメントが、固定の部材に配置されている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、当該タッチスクリーンが、機能に関する情報を表示するための表示フィールドと、少なくとも１つの作動エレメントが配置された操作フィールドとに分割されている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、作動エレメントに、分離された表示面が設けられており、該表示面が、機能に関する情報を表示するようになっている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、少なくとも１つの導光エレメントが、当該タッチスクリーンの表示を表示面に結像するようになっている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、少なくとも１つの導光エレメントが、レンズエレメント、繊維導体および／またはカラーフィルタを有しており、該構成部材が、当該タッチスクリーンの表示を表示面で色変化させかつ／または拡大または縮小するようになっている。

本発明のタッチパッドまたはタッチスクリーンの有利な構成によれば、感応性の操作面の下方に電磁石が設けられており、該電磁石が、操作特性を変化させるために、作動エレメントに割り当てられた磁石エレメントと協働するようになっている。

さらに、前述した課題を解決するために本発明の作動エレメントでは、タッチスクリーンに位置決め可能である固定の部材と、所定の機能に対する作動運動を実施することができる可動の部材と、固定の部材または可動の部材に割り当てられた、タッチスクリーンの感応性の操作面に不連続的にまたは連続的に作用するためのトリガとが設けられているようにした。

本発明の作動エレメントの有利な構成によれば、当該作動エレメントが、ロータリアクチュエータまたはスライドコントローラとして形成されている。

本発明の作動エレメントの有利な構成によれば、固定の部材が、接着剤を塗布するための平滑面状の表面を有している。

本発明による解決手段の利点は、原理的に慣用のタッチスクリーンまたはタッチパッドが、純粋に機械的に作業する作動エレメントによって補足されることにある。この作動エレメントはその作動運動をトリガを介して感応性の操作面に伝達する。この場合、この操作面において、ソフトウェア側で所望の機能が調整される。作動エレメントは純粋に機械的に作用するので、電気的な配線が省略され、タッチパッドまたはタッチスクリーンが慣用の形式で接続されさえすればよい。タッチスクリーンの使用は、同時に機能を視覚化することができ、たとえば操作を容易にするためのツールバーを作動エレメントに視覚的に割り当てることができるという利点を提供する。

有利には、少なくとも１つの作動エレメントが、感応性の操作面に対して不動に配置された固定の部材と、この固定の部材に可動にガイドされた可動の部材とから形成されている。このような実施態様では、操作ハプティックに、固定の部材と可動の部材との間のガイド機構の変化、たとえば減衰エレメントまたは係止エレメントによって容易に影響を与えることができる。

本発明の特に簡単な実施態様では、固定の部材が、感応性の操作面に接着されている。接着技術によって、平滑な操作面に極めて良好な永続的な保持を達成することができる。この場合、基本的には、慣用のタッチパッドまたはタッチスクリーンさえ使用することができる。

タッチパッドまたはタッチスクリーンに接着された作動エレメントに対して択一的には、固定の部材が、フレームに感応性の操作面の側方で位置決めされているかまたはフレーム自体が、作動エレメントの固定の部材を成している実施態様も可能である。この変化態様は、タッチパッドまたはタッチスクリーンのフレームへの適切な取付けを要求し、これによって、固定の部材が、たとえば係止されるかもしくはフレーム自体に作動エレメントに対するガイドが形成されている。いずれにせよ、当然ながら、トリガは感応性の操作面と協働しなければならない。

接着されていない実施態様では、たとえばメニュ表示の場合に可能な限り大きな表示面を提供するために、たとえばタッチスクリーンを純粋な表示目的のためにも使用したい場合に、少なくとも１つの作動エレメントが取外し可能となるかまたは少なくとも１つの作動エレメントを表面から離れる方向に可動に、たとえば可倒にまたは離反旋回可能に形成することも難なく可能となる。

基本的には、作動エレメントは、公知の作動エレメントの形式で、すなわち、たとえばロータリコントローラまたはスライドコントローラとして形成されていてよい。この場合、ロータリコントローラとスライドコントローラとの同時の使用も可能である。

トリガは、たとえば摺動接点として感応性の操作面にばね弾性的に接触し、作動エレメントの運動に従動してよい。この場合、操作面が摺動接点の運動を検出し、ソフトウェア側で、規定された機能の調整のために変換する。しかし、択一的には、トリガがばね機構またはハンマ機構を有していてもよい。この機構は、作動エレメントの運動時に不連続的な切換運動を実施する。この場合、トリガは、固定の部材に割り当てられていて、感応性の操作面の同じ箇所に相応に間欠的に作用することができるかまたは可動の部材と一緒に運動させられ、相応にガイドトラックで一連の切換運動を実施することができる。

たとえば、ばね機構またはハンマ機構は、１つの斜面または一連の斜面を有していてよい。この斜面は、作動エレメントの運動時にばねエレメントを操作面に向かって運動させる。斜面は、たとえば鋸歯構造として作動エレメントの可動の部材に配置されていてよいのに対して、ばねエレメントは固定の部材に配置されており、これによって、切換運動が操作面の所定の箇所でトリガされるのに対して、トリガが運動させられる場合には、配置が逆に行われなければならない。

タッチスクリーンでは、このタッチスクリーンを、機能に関する情報を表示するための表示フィールドと、少なくとも１つの作動エレメントが配置されており、場合により、アイコンが表示される操作フィールドとに分割することが有利である。すでに述べたように、取外し可能な作動エレメントでは、操作フィールドが、場合により、表示フィールドとして使用されてもよい。

同じくすでに述べたように、作動エレメントには、タッチスクリーンの使用時に、有利にはアイコンが割り当てられる。このアイコンは各機能、たとえば温度表示または音量調整のためのデシベル表示に適合されている。有利には、作動エレメントに、分離された表示面が割り当てられており、これによって、機能に関する情報が表示される。有利には、導光エレメントが設けられている。この導光エレメントは、タッチスクリーンにおける表示を表示面に結像する。導光エレメントは、カラーフィルタおよび／またはレンズエレメントによってタッチスクリーンの表示を表示面において色変化させることができ、かつ／または拡大または縮小することができ、これによって、表示面の表示が、その他の表示に対して著しく際立たされる。

すでに述べたように、作動エレメントの操作ハプティックには、可動の部材と固定の部材との間のガイドの構成によって影響を与えることができる。摺動力と回動力とに十分に影響を与えることは、感応性の表面の下方に配置された電磁石によって可能となる。この電磁石は、操作特性を変化させるために、作動エレメントの可動の部材に設けられた磁気的に有効なエレメントと協働する。

自体慣用のタッチスクリーンにおいて、タッチスクリーンと作動エレメントとの前述した組合せの利点を達成するために、タッチスクリーンに用いられる作動エレメントも本発明の対象である。このためには、タッチスクリーンに位置決め可能である固定の部材と、所定の機能に対する作動運動を調整することができる可動の部材と、固定の部材または可動の部材に割り当てられたトリガとを有する作動エレメントが設けられている。この場合、トリガは組付け後に不連続的にまたは連続的に感応性の操作面に作用する。このような作動エレメントはロータリコントローラまたはスライドコントローラとして形成されていてよく、特に簡単な実施態様では、固定の部材が、接着剤を塗布するための平滑面状の表面を備えていてよく、これによって、作動エレメントを簡単に操作面に位置決めすることができる。

ロータリアクチュエータを備えたタッチスクリーンの概略的な原理図である。 図１に示したロータリアクチュエータの可動の操作部材の概略図を下方から見た図である。 図１に示したロータリアクチュエータの固定の部材の概略的な平面図である。

以下に、添付した図面につき本発明の１つの実施例を詳しく説明する。

図１には、概略的にタッチスクリーン１０が示してある。このタッチスクリーン１０は、その感応性の表面１２に位置決めされたロータリアクチュエータ１４を備えている。このロータリアクチュエータ１４は、下側の固定の部材１６を有している。この固定の部材１６は、たとえば２つのばね舌片２０を備えたフラットな環状体１８（図３参照）として形成されている。このフラットな環状体１８はタッチスクリーンの表面１２に直接接着されている。

固定の部材１６には、操作部材２２が回動可能に支承されている。この操作部材２２はその下面に環状の鋸歯構造２４を備えて形成されている。回動可能な操作部材２２の回動時には、鋸歯構造がばね舌片２０と協働し、これによって、鋸歯構造がばね舌片２０をタッチスクリーンの感応性の面１２に向かって押圧する。この場合、過度に高い力はばね舌片２０の弾性によって回避される。ばね舌片２０の押付け箇所の領域では、タッチスクリーン１０がプログラミングされており、これにより、押付けによって、規定された機能がトリガされるようになっている。したがって、操作部材２２の更なる回動時には、ばね舌片２０によってトリガされる一連の不連続的な切換過程が得られる。

ロータリアクチュエータ１４に割り当てられたスケーリングは、このロータリアクチュエータ１４を取り囲んでタッチスクリーン１０の表面に表示することができる。図示の実施形態では、固定の部材１６が透明な領域２６を有している。この透明な領域２６はタッチスクリーン１０の表示を、ロータリアクチュエータ１４の中央の領域に設けられた表示面２８に可視に結像する。レンズ、繊維導体および／またはカラーフィルタによって、このような表示を視覚的に一層明瞭にすることができ、これによって、この領域における表示が、画像スクリーン表面１２における別の表示に対して著しく際立つ。

操作部材２２のガイド運動は触覚的なアシストを成していて、これによって、目と手との間の調和プロセスを簡単にするので、たとえば、自動車内での操作時に使用者が、手でロータリアクチュエータを把持するやいなや、再び交通状況に目を向けることができる。

図示の実施例は、特に簡単なロータリアクチュエータ１４を成している。このロータリアクチュエータ１４は使用者にガイド回動運動のほかに、規定された係止作用を伝達する。これによって、使用者が、各機能の調整の変化に関するフィードバックを獲得する。しかし、別の構成も可能である。この構成では、たとえば可動の操作部材２２に、タッチスクリーンの表面にばね弾性的に接触するばね舌片が設けられていることによって、たとえば係止作用が省略される。当然ながら、不連続的にトリガするばね舌片が、可動の操作部材２２に設けられていてもよい。この場合、鋸歯構造が固定の部材に相応に形成されている。

別のトリガ機構、たとえば、クラッパ（鐘の舌）に類似してプリロードがかけられ、すなわち、予備荷重が加えられ、その後、所定の切換過程のトリガのために、タッチスクリーンの表面を短く打撃するばねエレメントも使用可能である。作動力の動的な影響は、たとえば画像スクリーンの下方の電磁石によって実現することができる。この電磁石は、回動可能なエレメントに割り当てられた磁石エレメントと協働する。

当然ながら、タッチスクリーンの操作可能性は、類似の形式でスライドアクチュエータによって改善することができる。このスライドアクチュエータは、構造的に前述したロータリアクチュエータに類似して形成されている。

タッチスクリーンへの取付けは、択一的には、たとえば前述したロータリアクチュエータの形の作動エレメントが、感応性の操作面１２の側方でフレームに、たとえば係止によって位置決めされることによって行われてもよい。この場合、可動の操作部材自体のガイドをフレームに規定することも可能である。しかし、この場合、この領域には、相応の構造的な手段が設けられなければならない。

１０ タッチスクリーン、 １２ 表面、 １４ ロータリアクチュエータ、 １６ 固定の部材、 １８ 環状体、 ２０ ばね舌片、 ２２ 操作部材、 ２４ 鋸歯構造、 ２６ 透明な領域、 ２８ 表示面

Claims (19)

1. タッチパッドまたはタッチスクリーンであって、規定された機能を調整するための感応性の操作面（１２）が設けられている形式のものにおいて、少なくとも１つの機械的な作動エレメント（１４）が、感応性の操作面（１２）の上方に配置されていて、トリガ（２０）を有しており、該トリガ（２０）が、作動エレメント（１４）の運動時に機能調整のための感応性の操作面（１２）に作用するようになっていることを特徴とする、タッチパッドまたはタッチスクリーン。
2. 少なくとも１つの作動エレメント（１４）が、画像スクリーン表面（１２）に対して不動に配置された固定の部材（１６）と、該固定の部材（１６）に可動にガイドされた可動の部材（２２）とを有している、請求項１記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
3. 固定の部材（１６）が、感応性の操作面（１２）に接着されている、請求項２記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
4. 固定の部材（１６）が、フレームに画像スクリーン面（１２）の側方で位置決めされているかまたはフレーム自体が、作動エレメントの固定の部材を成している、請求項２記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
5. 少なくとも１つの作動エレメントが、取外し可能であるかまたは操作面（１２）から離れる方向に可動である、請求項４記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
6. 少なくとも１つの作動エレメント（１４）が、ロータリアクチュエータとして形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
7. 少なくとも１つの作動エレメントが、スライドアクチュエータとして形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
8. トリガが、摺動接点として感応性の操作面にばね弾性的に接触するようになっていて、作動エレメントの運動に従動するようになっている、請求項１から７までのいずれか１項記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
9. トリガ（２０）が、ばね機構またはハンマ機構を有しており、該機構が、作動エレメント（１４）の運動時に不連続的な切換運動を実施するようになっている、請求項１から７までのいずれか１項記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
10. ばね機構またはハンマ機構が、１つの斜面または一連の斜面（２４）を有しており、該斜面（２４）が、作動エレメント（１４）の運動時にばねエレメント（２０）を感応性の操作面（１２）に向かって運動させるようになっている、請求項９記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
11. 前記斜面が、鋸歯構造（２４）として作動エレメント（１４）の可動の部材（２２）に配置されており、少なくとも１つのばねエレメント（２０）が、固定の部材（１６）に配置されている、請求項１０記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
12. 当該タッチスクリーンが、機能に関する情報を表示するための表示フィールドと、少なくとも１つの作動エレメント（１４）が配置された操作フィールドとに分割されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のタッチスクリーン。
13. 作動エレメント（１４）に、分離された表示面が設けられており、該表示面が、機能に関する情報を表示するようになっている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のタッチスクリーン。
14. 少なくとも１つの導光エレメントが、当該タッチスクリーンの表示を表示面に結像するようになっている、請求項１３記載のタッチスクリーン。
15. 少なくとも１つの導光エレメントが、レンズエレメント、繊維導体および／またはカラーフィルタを有しており、該構成部材が、当該タッチスクリーンの表示を表示面で色変化させかつ／または拡大または縮小するようになっている、請求項１４記載のタッチスクリーン。
16. 感応性の操作面（１２）の下方に電磁石が設けられており、該電磁石が、操作特性を変化させるために、作動エレメントに割り当てられた磁石エレメントと協働するようになっている、請求項１から１５までのいずれか１項記載のタッチパッドまたはタッチスクリーン。
17. タッチスクリーンに用いられる作動エレメントにおいて、タッチスクリーン（１０）に位置決め可能である固定の部材（１６）と、所定の機能に対する作動運動を実施することができる可動の部材（１４）と、固定の部材（１６）または可動の部材（１４）に割り当てられた、タッチスクリーン（１０）の感応性の操作面（１２）に不連続的にまたは連続的に作用するためのトリガとが設けられていることを特徴とする、タッチスクリーンに用いられる作動エレメント。
18. 当該作動エレメントが、ロータリアクチュエータまたはスライドコントローラとして形成されている、請求項１７記載の作動エレメント。
19. 固定の部材（１６）が、接着剤を塗布するための平滑面状の表面を有している、請求項１７または１８記載の作動エレメント。

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