JP2024516066A - ユーザ制御装置の３次元表面への電気粘着に基づく触覚フィードバック - Google Patents

Abstract

３次元タッチ面への触覚フィードバックを備えたユーザ制御装置が提供される。制御装置は、ユーザによってタッチされることになる３次元タッチ面を含み、その上に電極構造が少なくとも部分的に配置される。電極構造は、ユーザと制御装置との間の電気粘着に基づいてユーザに触覚フィードバックを提供するように構成されている。３次元タッチ面への触覚フィードバックを備えたユーザ制御装置は、異方性導電膜層及びフレキシブルプリント回路が配置された接触面を使用して電気的に接触される。【選択図】図３

Description

様々な例は、一般に、触覚フィードバックを備えたユーザ制御装置、言い換えればヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）、特に電気粘着に基づく３次元タッチ面への触覚フィードバックを備えたユーザ制御装置に関する。さらに、本開示による、触覚フィードバックを伴ってユーザ制御装置を接触させるための対応する方法、制御パネル、及び少なくとも１つの制御装置を備える車両が提供される。

車両システム、空調システム、またはオーディオシステムなどの電子システムは、電子システムを制御するために特別に機械的に作動するノブまたはボタンを使用してユーザによって制御される場合がある。従来の制御パネルは、ユーザのタッチ入力を受信するためのタッチスクリーンインターフェースを備えることもできる。例えば、コンテキストノブを備えた現在のシステムでは、ユーザ入力に基づく触覚フィードバックに機械的なディテントが使用されている。これらのディテントは、機械設計に基づいて所定の位置に配置される。ノブの位置を測定するにはデジタルデコーダが必要とされる。このようなシステムの欠点は、システムのコストが高いこと、機械的寸法が大きいこと、及び固定ディテント構成による使いやすさの低下である。

したがって、提示されたアプローチのアイデアは、上記で特定した制限及び欠点の少なくとも一部を克服する、または軽減する、触覚フィードバックを備えた高度なユーザ制御装置と、そのようなユーザ制御装置を接触させるための方法とを提供することである。

これは、独立請求項の主題によって行われる。さらなる有利な特徴は、従属請求項の主題である。

本開示による解決策は、特許請求の範囲に記載されているユーザ制御装置、及び特許請求の範囲に記載されているユーザ制御装置を接触させるための方法に関して説明されている。本明細書の特徴、利点、または代替実施形態は、特許請求されている他の対象に割り当てることができ、またその逆も同様である。言い換えれば、ユーザ制御装置を接触させる方法に関する請求項は、ユーザ制御装置の文脈で説明された、またはクレームされた特徴によって改善される場合があり、ユーザ制御装置に関するクレームは、方法の文脈で説明された、またはクレームされた特徴によって改善される場合がある。

ユーザ制御装置、またはユーザインターフェース（ＨＭＩ）は、ユーザがタッチする要素であり、電子システムにユーザ入力を提供するために使用される。触覚フィードバックは、制御装置の３次元タッチ面上に提供され、例えば、制御装置にタッチしたときにユーザが経験し得る制御装置の触覚特性に対応し得る。このような触覚フィードバックは、静的であってもよく、または制御のコンテキストまたはユーザ入力に反応して動的に変更可能であってもよい。制御装置は、ユーザによってタッチされることになる３次元タッチ面を含み、その上に電極構造が少なくとも部分的に配置される。電極構造は、ユーザと制御装置との間の電気粘着に基づいて、つまり、電極構造内の電荷によって引き起こされる接触面でのユーザと制御装置との間の静電力に基づいて、言い換えれば、ユーザと３次元タッチ面との間の静電気的に変化する摩擦に基づいて、ユーザに触覚フィードバックを提供するように構成されている。

本開示による技法により、制御装置に運動学的部品が必要ないため、部品の機械的作動による経年劣化が回避され、制御装置の耐用年数が延びる場合がある。さらに、制御装置に必要な部品の数が減るので、製造コストが低くなる。さらなる利点として、タッチ面上の触覚フィードバックは、制御装置のコンテキストとユーザ入力とに応じて自由にプログラム可能であり得る。コンテキストノブの例では、本開示の利点は、ＵＸコンテキストに応じてプログラム可能なディテントである。電気粘着システムは、音を立てないため、ユーザエクスペリエンスの向上と静かな環境とをもたらし得る。さらに、制御装置の機械的位置を検出するためのエンコーダが不要となり、機械的設置スペースが最小限に抑えられ得る。

様々な例において、追加のセンサ構造が、制御装置に、例えば少なくとも部分的に３次元タッチ面上に配置され得、これは、制御装置に関するユーザコンテキストの位置を検出し、そのようにして制御装置へのユーザ入力を検出するために使用され得、触覚フィードバックが、検出されたユーザ入力に基づき得る。

様々な例において、制御装置は、接触面をさらに備え得る。電極構造は、接触面に接触させることができ、接触面は、タッチ面の外面形状に沿って、例えばタッチ面全体の輪郭の少なくとも２５パーセント、５０パーセント、７５パーセント、または１００パーセントに沿って、タッチ面に接続された領域であり得る。電極構造は、タッチ面から接触面上に延在することができ、接触面上に開路接点を有することができる。このようにして、接触面は、多数の電気的接点に対して十分なスペースを提供することができ、電極の微細なグリッド、すなわち高密度の電極が、タッチ面上の電極構造によって提供され得る。接触面は、フレキシブルコネクタ、例えばフレキシブルプリント回路が接触面に適合され得るように、実質的に平面、または小さい曲率を有する面であってもよい。

様々な例において、制御装置は、コンテキストノブなどのノブであってもよく、上面は、制御装置のベースプレーン／グランドプレーンとは反対側でユーザに面し得、ユーザにコンテキスト情報を表示するために使用されるディスプレイを備え得る。３次元タッチ面は、円筒側面または半円錐側面であってもよく、ユーザは円筒側面にタッチして、円筒面の周りで指を回転させてタッチ入力を提供することができる。そこでは、円筒側面の回転中心軸は、ノブを中心としたユーザの指の回転軸と一致していてもよい。また、ユーザは、例えば上から下に、すなわちノブの上面からグランドプレーンまで、指を滑らせることもできる。

触覚フィードバックは、タッチ面の任意の方向に触覚フィードバックを提供するために、自由にプログラム可能であり得る。このような例では、接触面は、ノブの底部のリング状の面であってもよく、帽子のつばなど、タッチ面に実質的に垂直な平面内にあり、タッチ面を完全に取り囲んでいてもよい。

様々な例において、電極構造は、円筒面から接触面上に延在することができ、そこで、粘着性であってもよい導電性中間膜、好ましくは接触面上の電極構造上に異方性導電膜層を配置することにより、かつ導電路を有するフォイル、好ましくはフレキシブルプリント回路、または薄いＰＣＢなどの導電線を有するコネクタを異方性導電膜層上にさらに配置することにより、電気的に接触される。スタック内で使用される材料は、制御装置の特定の用途に基づいて変更できることを理解されたい。

フレキシブルプリント回路は、電極構造への接点の少なくとも一部と、電気システムに接続され得るコネクタの出力端との間に電気的に接続されたチップオンフォイルをさらに備え得る。

ユーザ制御装置を提供し、または接触させる方法は、以下のステップを含む。あるステップでは、その上に電極構造が配置された３次元タッチ面を備えるユーザ制御装置が提供される。別のステップでは、異方性導電膜（ＡＣＦ）層などの電子導電性界面層が、電極構造の少なくとも一部の上に配置される。別のステップでは、プリント回路基板（ＰＣＢ）またはフレキシブルプリント回路（ＦＣＰ）などの複数の導電路及び導電線を備えるコネクタが、電子導電性界面層上に配置される。電極構造は、接触面上に延在していてもよく、この接触面は、ユーザがタッチするために使用されるものではなく、例えば、タッチ面に実質的に垂直な平面内、及び／または制御パネルのメインＰＣＢに平行な平面内に位置し得る。いくつかの実施形態では、接触面は湾曲していてもよい。

電子デバイスまたはシステム、制御パネル、及び車両が、本開示による少なくとも１つのユーザ制御装置を備える。

そのような方法、電子デバイス、制御パネル及び車両では、制御装置について説明した技術的効果に対応する技術的効果が達成される場合がある。

上記の特徴及び以下のまだ説明されていない特徴は、示されるそれぞれの組み合わせでのみならず、本開示の範囲を逸脱することなく、他の組み合わせで、または単独で、用いることが可能であることを理解されたい。上記の態様及び実施形態の特徴は、他の実施形態において互いに組み合わされてもよい。

したがって、上記の概要は、いくつかの実施形態及び実施態様のいくつかの特徴について簡単な説明をすることを目的としているにすぎず、限定するものとして解釈されるべきではない。他の実施形態が、上記で説明したもの以外の特徴を含むことがある。

本開示の前述した追加の特徴及び利点は、同様の参照番号が同様の要素を指す添付の図面と併せて読むならば、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本開示の実施形態による、側面への触覚フィードバックを備えた３次元ユーザ制御装置を概略的に示す。 本開示の実施形態による、図１の制御装置の側面図を概略的に示す。 本開示の実施形態による、ユーザ制御装置の電気的接触を概略的に示す。 本開示の実施形態によるフレキシブルプリントコネクタを概略的に示す。 本開示の実施形態による、ユーザ制御装置の電気的接触の断面図を概略的に示す。 本開示の実施形態による、ユーザ制御装置に電気的に接触させるための方法を概略的に示す。

本開示の上記及び他の要素、特徴、ステップ、及び概念は、添付の図面を参照して説明される本開示の例示的な実施形態による以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。

実施形態の以下の説明は、限定的な意味で解釈されるべきものではないことを理解されたい。本開示の範囲は、一般的な発明概念の例示であるとされる以下に説明する実施形態または図面によって限定されるよう意図されているものではない。特に断りのない限り、様々な実施形態の特徴は、互いに組み合わせることができる。

本開示では、特定の形状及びサイズを有する特定の数の特定の表面を用いて特定の制御装置を説明し、図示しているが、任意の適切な形状及び任意の適切なサイズを有する任意の適切な数の任意の適切な表面を備えるあらゆる適切な装置が、開示された技術を実施するために使用されてもよいことを理解されたい。

図面は略図として見なされるべきであり、図面内の例示される要素は必ずしも原寸に比例しているわけではない。むしろ、様々な要素は、それらの機能及び一般的な目的が当業者に明らかになるように表されている。実施形態のユーザ制御装置は、自動車環境、具体的には車両内のヒューマンマシンインターフェースであってもよく、またはハンドヘルド通信デバイス、もしくはユーザによって操作されるタッチ入力ディスプレイを有するデバイスであってもよく、ユーザ制御装置は、そのようなデバイスでの使用に限定されない。

以下では、本開示の態様及び実施形態による、３次元表面への触覚フィードバックを備えた改良されたユーザ制御装置、及び改良されたユーザ制御装置触覚フィードバックを接触させるための方法の詳細な説明が説明される。

以下では、電気粘着に基づく触覚フィードバックを備えたコンテキストノブについて説明する。コンテキストノブの円筒面の周囲に電極構造が配置される。いくつかの実施形態では、電極構造は、ユーザ入力を検出するため、電子センサ構造の機能をさらに有してもよい。この構造の配線は、電子システムのメインＰＣＢに電気的に接続される必要がある。困難であるのは、円筒形のノブ形状の限られたスペースでの多数の接続である。タッチ面はメインＰＣＢに対して垂直な位置にある。

様々な例で、円筒形の側面を備えた円形のコンテキストノブの形態の制御装置を示しているが、記載された技法は、任意の形状の３次元タッチ面を含む任意の形状の任意の制御装置に適用できることを理解されたい。

図１は、本開示の実施形態による、３次元側面のタッチ面２への触覚フィードバックを備えた３次元ユーザ制御装置１を概略的に示す。

ノブの形態のユーザ制御装置１は、実質的に円筒の外形寸法を有する。円筒側面は３次元タッチ面２に相当し、そこに触覚フィードバックが与えられる。円筒側面には電極構造３が施されており、これにより触覚フィードバックのための静電粘着が発生する。

制御装置１の下側、またはグランドプレーン／ベースプレーンには、接触面５が配置されている。接触面５は実質的にグランドプレーン内に、またはグランドプレーンに平行に位置し、電極構造３を有する３次元タッチ面２はグランドプレーンに対して実質的に垂直である。

チップオンフォイルを備えるリング状のフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）９が、電極構造３と電気的に接触するために接触面５上に配置されており、ＦＰＣの端部４が、電子システムに電気的に接続されていて、ユーザ入力を受け取り、触覚フィードバックを提供するように適合されている。

電気粘着は、ユーザの指先の電荷を移動させることによって触覚フィードバックを提供する。制御装置の電極構造３は、３次元表面上に配置されており、指の動きの追跡、及び指先の電荷の動きに使用され得る。電極構造は、例えば銀ペースト及び絶縁層のスクリーン印刷によって施され得るが、この技法に限定されるものではない。当技術分野で知られているように、電極のマトリックスまたはアレイを堆積し、それを電気的に絶縁し、接触可能な薄い誘電体層で覆うための他の任意の技法を実施することができる。

制御装置１は、例えば車両内の電子システムを制御するためのコンテキストノブとなり得るように、その上面６に組み込まれたディスプレイを有することができる。一例では、ノブの金属ハウジング内にＯＬＥＤディスプレイが設置され得る。

図２は、本開示の実施形態による、図１の制御装置１の側面図を概略的に示す。

図２に示すように、リング状ＦＰＣ９は、リング状接触面５と実質的に位置合わせされ、制御装置１の円筒体の周囲に延在する。ユーザによってタッチされることになる円筒側面に位置する電極構造体３は、接触面５まで延在する。コンテキストノブの周りの接触面５のリング形状により、かつ接触面５上に電極構造を延在させることにより、十分に大きな接触面積が形成されるので、多数の電気的接点が実現され、触覚フィードバック、すなわち電極構造３が、微細なグリッドで実装され得る。

図２にさらに示すように、制御装置１は、ｘ－ｙグランドプレーンに対して垂直なｚ寸法、言い換えればタッチ面２の高さを有し得、タッチ面２の高さは、グランドプレーンよりも少なくとも１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、または１０ｍｍ高いので、制御装置が制御パネルに機械的に固定されている場合、制御装置は、グランドプレーンの上に突き出ており、ユーザによって、あらゆる面から機械的に把持されて押されることが可能である。

タッチディスプレイを介した制御装置の重要な利点は、グランドプレーンからｚ方向に延在させたときに、上面でコンテキストディスプレイが実現され得、側面のタッチ面でユーザが制御装置をしっかりと把持して、制御装置を見る必要がなく、触覚フィードバックで制御装置を操作できることである。開示された電気接続技法により、自由にプログラム可能な触覚フィードバックをコンテキストノブの３次元表面上に提供することができる。

電気粘着に基づく触覚フィードバックを備えたコンテキストノブ１の電気接続システムについて説明する。この接続システムにより、制御装置のメインＰＣＢボード上の多数の接点または制御パネルを限られたスペースで接続することが可能になる。

図３は、本開示の実施形態による、ユーザ制御装置１の電気的接触を概略的に示す。

図３に示すように、コンテキストノブ１は、３次元タッチ面２である円筒状の側面を有する円筒形状の金属ノブ１として形成されている。

３次元タッチ面２上には、ノブの下側のリング形状の平らな接触面５上に延在する電極構造３が配置されている。ノブの上面６には、ユーザへのコンテキスト情報を表示するためにディスプレイ７が配置されている。

接触面５上の電極構造３に接触させるために、異方性導電膜（ＡＣＦ）層によって形成され得る中間接触層８が配置される。ＡＣＦ層９上には、ＡＳＦ層及び接触面５として実質的にリング形状を有するフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）９が配置される。ＦＰＣの接続端４上の電気的接点の数を減らすために、チップオンフォイルがＦＰＣに組み込まれており、接続端４は、ノブを使用して制御されることになる電気システムに接続され得る。

開示された技法により、ユーザが円筒面２上の電極構造３にわたって滑らせる回転動作でヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）が提供される。これによってノブは回転せず、機械的に固定されている。ユーザには、電気粘着によってまさに回転感が引き起こされる。ノブの触覚はソフトウェアで自由にプログラム可能である。

図４は、本開示の実施形態によるフレキシブルプリントコネクタ（ＦＰＣ）９を概略的に示す。

図４に示すように、ＦＰＣは、ノブ１の周囲でＡＣＦ層及び接触面上に配置され得るリング形成領域、チップオンフォイル１０、及び電気的メインシステムへの接続端４を有する。３次元タッチ面の電極構造に接触するために、あらゆる適切な形態のＦＰＣが使用され得ることを理解されたい。

図５は、本開示の実施形態による、ユーザ制御装置１の電気的接触の断面図を概略的に示す。

電気センサ構造及び触覚フィードバック構造を備え得る電極構造３は、コンテキストノブ１の円筒面２の周囲に配置される。この電極構造３の配線は、制御装置のＰＣＢと電気的に接続されなければならない。困難であるのは、ノブ表面がＰＣＢに対して実質的に垂直な位置にあるため、円筒形のノブ形状の限られたスペースでの多数の接続である。いくつかの実施形態では、タッチ面は、ベースプレーンまたはグランドプレーン及び／またはメインＰＣＢに対して２０°、３０°、４５°、または６０°よりも大きい角度を有し得る。

層状スタックが、接触面５上の電極構造３、異方性導電膜８、及びフレキシブル回路基板９を含む。ＰＣＢに向かう円筒形ノブ１の端部は、帽子のつばの形に成形されており、電極構造３のための接触面５を形成する。電極構造３の接続は、修正された円筒の表面に沿って行われる。この円形の突出部は、十分な距離を置いて接点を位置決めするのに十分な大きさの接触面５を可能にする領域を提供して、許容可能な製造公差を増加させ、製造コストを削減する。ループ状の接触フレキシブルプリントコネクタ９は、接触面に対向して配置され、異方性導電フォイル８で電極構造３に電気的に接続されている。

図６は、本開示の実施形態による、触覚フィードバックを備えるユーザ制御装置１を電気的に接触させるための方法を概略的に示す。

この方法はステップＳ１０で開始する。ステップＳ２０では、その上に電極構造３を備えた３次元タッチ面を備えるユーザ制御装置が提供される。ステップＳ３０では、異方性導電膜（ＡＣＦ）層などの導電層及び／または粘着層が電極構造３上に配置される。ステップＳ４０では、フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）がＡＣＦ層上に配置され、それによって電極構造３とＦＰＣとの間に電気的接点が作成される。この方法はステップＳ５０で終了する。

上記から、いくつかの一般的な結論を引き出すことができる。

開示された技法は、回転及び／または押し引き可能なノブ、移動方向に沿ってスライドするスライドスイッチなど、従来の機械的に可動な任意のユーザ入力要素に対して実装することができる。触覚フィードバックは、制御装置の状況に応じて、それぞれのタッチ面に沿ってスライドするユーザ接触に対して自由にプログラム可能であり得る。例えば、移動方向に沿ったラスタ化が提供されてもよい。

様々な例において、ユーザ制御装置またはユーザインターフェースは、ユーザ入力を受信すること、及び／またはユーザに触覚フィードバックを提供することによって電子システムを制御するために使用される、制御パネルの一部または領域に対応し得る。制御装置は、例えば、制御装置にタッチすること、及び／または制御装置を把持することによって、ユーザによって操作され、それによって、制御装置と相互作用して、制御装置にユーザ入力を提供することができ、ユーザ入力は、制御装置の１つ以上の追加のセンサによって検出され得る。制御装置は、ベースパネルに対して作動できないように、例えばベースパネルに機械的に固定される場合がある。制御装置が、ｘ－ｙグランドプレーンを有することがあり、このグランドプレーンが下側であることがあり、固定されたときに制御パネル内に位置することがあり、制御装置が、ユーザによって把持され得る、１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、または１０ｍｍよりも高い側壁を有するように、グランドプレーンから延びるｚ寸法または高さを有することがある。このようにして、制御装置は、グランドプレーンよりも実質的に高い平らな上面を有することがあり、触覚フィードバックのためのタッチ面が、側壁を備えることができる。ただし、制御装置はこれに限定されず、上面を含む自由造形の３次元タッチ面を備えてもよい。

様々な例では、制御装置は、触覚的な特徴的形状を有することがあり、例えば、円形ノブ、長方形スライドスイッチなどの外形、または長方形、三角形、直方体、円錐形、円筒形もしくは自由造形の外面などの他の形状、及び／またはユーザがタッチもしくは把持できるように制御パネルの表面から突出させることができる形状を有することがある。このようにして、他の制御装置と触覚的に区別させることができる。制御装置は、ユーザが手を使ってタッチまたは把持され得、制御装置上のユーザの手の位置により電子システムにユーザ入力が提供され得る。タッチ面は、ユーザのタッチ入力を受け取り、触覚フィードバックを提供することができ、そのような制御装置の側面、例えば上面に実質的に垂直な面であってもよい。上面は、制御装置に関するコンテキスト情報をユーザに提供するために、ＬＣＤまたはＯＬＥＤディスプレイなどのディスプレイで形成され得るか、あるいはＬＣＤまたはＯＬＥＤディスプレイなどのディスプレイを備え得る。

例えば、３次元タッチ面は、電子システムに入力を提供するためにユーザがタッチすることができる制御装置の３次元表面に対応し得る。そのような表面は、ユーザがタッチすること、または把持することができるノブ、ボタン、またはその他の任意の形状であってもよい。そのようなユーザ制御装置は、平坦な制御パネル表面から機械的に突出するフィーチャの形式で実装され得、ユーザ制御装置は、入力を提供するためにユーザによって少なくとも部分的にタッチされる少なくとも１つの３次元表面を有し得る。電極構造により、ユーザが制御装置にタッチしている任意の時間の間、制御装置は、電気粘着に基づいてユーザに、ユーザ入力に基づいて動的に変化するフィードバック、または静的な触覚フィードバックを提供することができる。制御装置は、制御パネルから１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、または１０ｍｍを超えて突出することができ、タッチ面を構成する外面形状は、ユーザが制御装置を容易に把持することができるように、グランドパネルまたはグランドプレーンよりも高くされ得る。

様々な例において、本開示による３次元タッチ面は、タッチ面がディスプレイを含まないという点で従来のタッチディスプレイとは異なる場合があり、キャリア材料は、金属またはプラスチックなどの不透明な材料から作製され得る。例えば、キャリア材料は射出成形されてもよく、または制御パネルに一体的に形成されてもよい。例えば、制御装置は、ユーザによって動かされないように、制御パネルまたはベースシステムに対して機械的に固定されてもよい。

様々な例において、そのような制御装置は、少なくとも１つの閉じた、すなわちリング形状の、円筒状または自由造形の外側タッチ面、及び／または２つのタッチ面領域を有する自由造形の湾曲したタッチ面、及び／または実質的に互いに対向し得る２つの別個のタッチ面を有してもよく、ユーザは制御装置を抱え込み、または把持することができる。そのような方法では、制御装置は、制御装置を操作している間に、ユーザの手が制御装置に固定され得るように、例えば１Ｎ、２Ｎ、または５Ｎよりも大きな実質的に反対の機械的な力で、ユーザによって抱え込まれ、または押されてもよい。制御装置の一部は、ユーザの指を置くように機械的に適合されてもよく、及び／または他のタッチ面は、１本以上の指がタッチ面に沿ってスライドできるように、ユーザの手の解剖学的構造に適合されてもよく、他の例では、制御装置に対する全てのユーザ接触は、例えば、制御装置の回転軸の周りまたは並進軸に沿ってスライドすることができる。

様々な例では、コンテキストノブは、円筒形状の外側タッチ面と、ユーザにコンテキストを表示するために使用されるディスプレイを含む平坦なまたは湾曲した上面とを含むことができ、この場合、ノブは、現在、ユーザ入力を受け取るために操作されることが可能である。コンテキストノブは、中心を通り、制御面に対して実質的に垂直な回転軸、及び／またはユーザに向かう方向を指す回転軸を有してもよい。機械的に回転するノブを機械的に固定されたノブに置き換えることにより、ユーザの指が円筒面上を回転的にスライドし、触覚フィードバックを受け取ることで、特にスペースが節約される。つまり、制御装置の輪郭及び寸法は同じままである場合があり、入力モードはユーザにとって顕著に変更されない場合がある。

制御装置の特徴的な突出形状とタッチされる表面上の触覚フィードバックとにより、触覚フィードバックを備えた記載されている３次元制御面は、タッチスクリーンと比較して、車両の運転中であっても電子システムを制御するのに有利であり得る。

触覚フィードバックは、ユーザとタッチ面上の電極構造との間の静電力によって影響を受ける場合があり、これは電気粘着としても知られている。このようにして、ユーザが３次元構造にタッチすることによる触覚体験と、ユーザと３次元構造との間の摩擦を増加させることによる触覚フィードバックとを組み合わせることができる。さらに、動的に変化する触覚フィードバックは、制御装置に触れている間、及び制御装置に対して動いていないとき、ユーザに対して使用され得る。

触覚フィードバックは、電気粘着によってのみ提供されてもよく、その場合、制御装置は、制御パネルに対して、または電気システムに対して可動でない場合がある。様々な例において、制御装置は、ユーザが制御装置にタッチするのに対して非可動である場合があり、すなわち、触覚フィードバック中に振動しないように機械的に固定されてもよい。

要約すると、コンテキストノブなどのユーザ制御装置の３次元自由造形表面上の電気粘着に基づく触覚フィードバックを提供することによって、改良されたユーザ制御装置が提供される。自由にプログラム可能な触覚フィードバックが、制御装置を機械的に動かすことなく、制御装置要素のタッチ面に提供されるので、耐用年数の延長と生産コストの削減とがもたらされ得る。

本開示は、特定の好ましい実施形態に関して示し、説明してきたが、当業者であれば、本明細書を読んで理解すれば、均等物及び修正形態が想起されるであろう。本開示は、そのような全ての均等物及び修正形態を含み、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (15)

1. 電気システム用のユーザ制御装置（１）であって、
   － ユーザ入力を提供するためにユーザによってタッチされることになる３次元タッチ面（２）と、
   － 前記３次元タッチ面（２）上に少なくとも部分的に配置された電極構造（３）であって、前記電極構造（３）が、前記ユーザに触覚フィードバックを提供するように構成されている、前記電極構造（３）と、
   を備える、前記ユーザ制御装置（１）。
2. 前記触覚フィードバックは、前記ユーザと前記電極構造（３）との間の静電力によって達成される、請求項１に記載の制御装置（１）。
3. 前記ユーザ入力を検出するために、追加センサ構造が前記制御装置（１）に配置され、前記触覚フィードバックが、前記検出ユーザ入力に少なくとも部分的に基づく、先行請求項の１項に記載の制御装置（１）。
4. 前記追加センサ構造が、前記３次元タッチ面（２）上に少なくとも部分的に配置される、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記制御装置（１）が、前記電極構造（３）のための接触面（５）をさらに備え、前記接触面（５）が、少なくとも部分的に前記３次元タッチ面（２）に隣接して４５°を超える角度で配置されており、前記電極構造（３）が、前記接触面（５）上に延在する、先行請求項の１項に記載の制御装置（１）。
6. 前記接触面（５）が、前記３次元タッチ面（２）の外縁の少なくとも７５％に沿って延在する、請求項５に記載の制御装置（１）。
7. 前記接触面（５）が、実質的に平面内にある、請求項５または請求項６に記載の制御装置（１）。
8. 前記制御装置（１）が、１ｍｍよりも高い側面を有するコンテキストノブであり、前記コンテキストノブの上面（６）がディスプレイ（７）を備える、先行請求項の１項に記載の制御装置（１）。
9. 前記３次元タッチ面（２）は円筒面であり、前記接触面（５）は、前記３次元タッチ面（２）の周囲の閉環状平面であり、前記３次元タッチ面（２）に対して実質的に垂直である、請求項８に記載の制御装置（１）。
10. 前記電極構造（３）は、前記電極構造（３）上の異方性導電膜層（８）を前記接触面（５）上に配置することにより、かつ前記異方性導電膜層（８）上にフレキシブルプリント回路（９）を配置することにより、電気的に接触される、請求項５～９の１項に記載の制御装置（１）。
11. 前記フレキシブルプリント回路（９）が、前記電極構造（３）への接点の少なくとも一部と、前記フレキシブルプリント回路（９）の出力端（４）との間に電気的に配置されたチップオンフォイル（１０）をさらに備える、先行請求項の１項に記載の制御装置（１）。
12. 前記３次元タッチ面（２）は、前記ユーザに対して非可動であり、前記ユーザによって作動させることができない、先行請求項の１項に記載の制御装置（１）。
13. 触覚フィードバックを伴ってユーザ制御装置（１）を接触させる方法であって、
    － ユーザ入力を提供するためにユーザによってタッチされることになる３次元タッチ面（２）を備えるユーザ制御装置であって、前記３次元タッチ面（２）上に少なくとも部分的に電極構造（３）が配置されており、前記電極構造（３）が、前記ユーザに触覚フィードバックを提供するように構成されており、前記制御装置（１）が、前記電極構造（３）のための接触面（５）をさらに備え、前記接触面（５）が、前記３次元タッチ面（２）の側面に少なくとも部分的に沿って配置されており、前記電極構造（３）が、前記接触面（５）上に延在する、前記ユーザ制御装置を提供することと、
    － 前記接触面（５）上の前記電極構造（３）上に異方性導電膜（ＡＣＦ－）層を配置することと、
    － 前記ＡＣＦ層上にフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）を配置することと、
    を含む、前記方法。
14. 請求項１～１２の１項に記載の少なくとも１つのユーザ制御装置（１）を備える電子システムのための制御パネル。
15. 請求項１４に記載の少なくとも１つの制御パネルを備える車両。

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