KR102002658B1

KR102002658B1 - 조작 장치

Info

Publication number: KR102002658B1
Application number: KR1020147019711A
Authority: KR
Inventors: 디르크 바일커
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2019-07-23
Also published as: JP2015510159A; US20140368465A1; CN104040892A; WO2013092683A1; JP5893160B2; CN104040892B; EP2795799B1; ES2647482T3; EP2795799A1; US9448677B2; DE102011089693A1; KR20140113951A

Abstract

본 발명은 햅틱 피드백을 갖는 입력 부재(2) 및 경성 인쇄 회로 기판(4)을 구비한 조작 장치(1)에 관한 것이다. 높은 작동 안전성 및 내구성을 위해, 인쇄 회로 기판(4)이 고정 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)과 그리고 상기 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 인접하며 상기 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 편향가능한 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 가지며, 여기서 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)은 커패시터의 제1 전극(12)을 가지며 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 커패시터의 제2 전극(14)을 가지며, 입력 부재(2)는 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 작동적으로 연결되어 입력 부재(2)의 작동은 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 편향시켜 제2 전극(14)으로부터 제1 전극(12)의 거리를 변화시킨다.

Description

조작 장치{OPERATING DEVICE}

본 발명은 햅틱 피드백(haptic feedback)을 갖는 입력 부재(input element) 및 경성(rigid) 인쇄 회로 기판(printed circuit board)을 구비한 조작 장치(operating device)에 관한 것이다.

이러한 조작 장치는 예를 들면 자동차용 입력 부재의 햅틱 피드백을 갖는 조작 장치로서 공지된다. 햅틱 피드백, 즉 촉각에 기초한 피드백으로 인해, 사용자, 특히 자동차 운전자가 조작 장치를 조작하는 전체 프로세스 동안 그의 전념을 기울일 필요 없이 조작 장치를 손으로 조작하는 것이 가능한 바; 이것은 햅틱 피드백(haptic feedback)으로 사용자가 예를 들면 이를 확인하기 위해 조작 장치를 볼 필요 없이 조작 장치로 실제로 입력하였음을 확신할 수 있기 때문이다. 햅틱 피드백 및 입력의 인식 모두를 보장하기 위하여, 복잡한 센서 장치가 공지된 조작 장치에서 필요하다.

본 발명의 목적은 간단한 구조를 갖는 신뢰가능한 조작을 보장하는 서두에 언급된 유형의 조작 장치를 형성하는 것이다.

상기 목적은 인쇄 회로 기판이 고정 제1 인쇄 회로 기판 영역과 그리고 상기 제1 인쇄 회로 기판 영역에 인접하며 상기 제1 인쇄 회로 기판 영역에 대해 편향가능한 제2 인쇄 회로 기판 영역을 가지며, 여기서 제1 인쇄 회로 기판 영역은 커패시터의 제1 전극을 가지며 제2 인쇄 회로 기판 영역은 커패시터의 제2 전극을 가지며, 입력 부재는 제2 인쇄 회로 기판 영역에 작동적으로 연결되어 입력 부재의 작동은 제1 인쇄 회로 기판 영역에 대해 제2 인쇄 회로 기판 영역을 편향시켜 제2 전극으로부터 제1 전극의 거리를 변화시킨다는 점에서 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명의 유리한 발전형태들은 종속청구항들에서 명시된다.

결과적으로 본 발명에 따르는 조작 장치는 입력 부재의 작동시 입력 부재에 인가되는 힘의 흡수를 위해 간접적으로 기능하며 이 힘으로부터 결과하는 제2 인쇄 회로 기판 영역의 편향의 형태의 변위 따라서 제1 전극과 제2 전극 사이의 거리의 변화의 흡수를 위해 직접적으로 기능하는 커패시터를 제공한다. 커패시터의 정전용량은 제1 전극과 제2 전극 사이의 거리 변화로 변화한다. 이러한 커패시터의 정전용량 변화는 예를 들면 조작 장치의 평가 유닛에 의해 평가될 수 있다. 평가의 결과는 예를 들면 자동차의 전기 기기 예를 들면 공조시스템 또는 라디오를 위한 스위칭 신호로서 사용될 수 있다. 따라서 커패시터는 조작 장치의 용량성 센서의 일부이며, 용량성 센서는 조작 장치에서 힘 흡수 및 변위 흡수를 위해 제공된다. 조건들 및 개별 요구사항들에 의존하면서, 커패시터들의 네트워크가 또한 제공될 수 있다. 커패시터 전극들은 바람직하게는 구리 전극들이며 인쇄 회로 기판 상에 그리고 인쇄 회로 기판 내에 예를 들면 멀티-플라이(multi-ply) 인쇄 회로 기판 (또는 멀티-레이어(multi-layer) 인쇄 회로 기판)의 형태로 둘 다 제공될 수 있다. 커패시터 전극들을 위한 이러한 멀티-플라이 인쇄 회로 기판 구조를 제1 인쇄 회로 기판 영역 또는 제2 인쇄 회로 기판 영역에만 제공하는 것을 또한 생각할 수 있다.

입력 부재는 제2 인쇄 회로 기판 영역에 작동적으로 연결되며, 즉 입력 부재에 작용하는 힘은 제2 인쇄 회로 기판 영역에 전달된다. 가장 단순한 경우, 입력 부재와 인쇄 회로 기판 영역은 힘 방향으로 서로 지지될 수 있어, 압축력이 입력 부재로부터 제2 인쇄 회로 기판 영역으로 전달될 수 있다. 원칙적으로, 제2 인쇄 회로 기판 영역의 본 발명에 따르는 편향이 실시될 수 있다면, 입력 부재와 제2 인쇄 회로 기판 영역 사이의 연결은 임의적이다. 한 예를 들면, 입력 부재와 제2 인쇄 회로 기판 영역이 탄성적으로 서로 고정 결합되어, 입력 부재 상의 횡방향 힘과 인장력이 또한 제2 인쇄 회로 기판 영역의 편향을 초래할 수 있다. 입력 부재는 바람직하게는 그 표면에 수직하게 작동될 수 있으며, 입력 부재는 제2 인쇄 회로 기판 영역에 작동적으로 연결되어, 입력 부재의 작동의 결과로서, 제2 인쇄 회로 기판 영역이 경성 인쇄 회로 기판의 인쇄 회로 기판 평면에 수직한 방향으로 편향된다. 그러나, 원칙적으로 다른 배치들을 또한 생각할 수 있는 바, 예를 들면 인쇄 회로 기판 평면에 평행한 방향으로 입력 부재의 작동 그리고 측방향 및 인쇄 회로 기판 평면에 평행한 방향으로의 제2 인쇄 회로 기판 영역의 상응하는 편향을 생각할 수 있다.

본 발명의 경우, 제1 전극과 제2 전극 사이의 거리와 그리고 또한 상기 거리로부터 결과하는 커패시터의 정전용량이 중요하다. 전술한 거리는 입력 부재의 작동으로 변화한다. 전술한 거리가 입력 부재의 작동으로 증가하는지 또는 감소하는지 여부는 단지 평가 유닛의 이러한 거리 변화의 평가를 위해 중요하다. 원칙적으로, 커패시터의 정전용량의 감소 및 증가 둘 다 입력으로서 평가 유닛에 의해 즉 입력 부재의 작동에 의해 평가되고 식별될 수 있다.

본 발명에 따르는 조작 장치의 경우, 특히 유리하게는 상기 장치가 단지 수개의 구성부품들로 제조될 수 있다. 스프링 접촉부, 절연 부재, 가이드 부재 및 차폐판과 같은 추가적인 구성부재들은 본 발명의 경우 유리하게 생략될 수 있다. 따라서 조작 장치를 위한 제조 비용은 감소되며, 내구성이 개선된다. 본 발명에 따르는 조작 장치는 용이하고 비용 효율적으로 제조될 수 있으며 높은 신뢰성 및 작동 신뢰성을 갖는다. 따라서 본 발명에 따르는 조작 장치는 특히 자동차를 위한 조작 장치로서 적합하다.

본 발명의 경우, 특히 유리하게는 광범위의 전기적 구성부품들을 수용하고 접촉하는 조작 장치에 사용되는 경성 인쇄 회로 기판은 입력 부재의 작동과 함께 힘 흡수 및 변위 흡수를 위해 추가적으로 사용된다. 제2 인쇄 회로 기판 영역은 그 자체가 경성(rigid)이지만, 특히 제1 인쇄 회로 기판 영역에 대해 탄성적으로 편향될 수 있다. 따라서 전반적으로 경성이지만, 어떤 영역, 특히 제2 인쇄 회로 기판 영역에서는 탄성 특성을 갖는 인쇄 회로 기판이 제공된다. 유리하게는 최소 변위, 특히 입력 부재의 0.05 mm 내지 0.4 mm의 길이를 갖는 변위 또는 최소 힘, 특히 조작을 위한 입력 부재 상의 1 내지 4 N의 힘이 본 발명에 따르는 조작 장치에서 식별되고 사용될 수 있다. 방해 영향들을 차단하기 위하여, 개별 전극들은 그라운드에 접촉될 수 있다.

본 발명의 유리한 발전형태에 따르면, 제1 인쇄 회로 기판 영역과 제2 인쇄 회로 기판 영역은 제1 전극 또는 제2 전극에 각각 대응하며 커패시터를 형성하는 또 다른 전극을 갖는다. 따라서 상기 또 다른 전극 및 상기 제1 전극 또는 제2 전극은 변하지 않는 기본 정전용량을 형성할 수 있으며, 반면에 제1 전극과 제2 전극은 함께 기생(부가적) 정전용량을 형성한다. 조작 장치의 기능적 신뢰성은 이러한 방식으로 더욱 향상될 수 있다. 커패시터의 증가된 기본 정전용량은 전술한 발전형태에 의해 달성될 수 있다. 또한, 유리하게는 상기 또 다른 전극은 필요한 경우 차폐 효과를 발생시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 발전형태에 따르면 제2 인쇄 회로 기판 영역이 고정 제1 인쇄 회로 기판 영역에 직접 연결되는 손가락-형상 연결 부분과 그리고 적어도 제2 전극을 지니며 연결 부분으로부터 먼 제2 인쇄 회로 기판 영역의 단부에 배치되는 전극 부분을 포함하는 경우, 본 발명에 따르는 조작 장치의 입력 부재의 작동이 유리하게 용이해질 수 있다. 따라서 제2 인쇄 회로 기판 영역의 탄성은 증가될 수 있으며, 그 편향가능성은 단순화될 수 있다. 제2 인쇄 회로 기판 영역의 연결 부분은 연결점에서 제1 인쇄 회로 기판 영역에 연결된다.

본 발명의 또 다른 유리한 발전형태에 따르면, 제2 인쇄 회로 기판 영역은 U-형상이며, 각각 손가락-형상 연결 부분을 형성하는 상기 U의 다리들(legs)은 제1 인쇄 회로 기판 영역에 직접 연결되며, 상기 다리들을 연결하는, 따라서 전극 부분을 형성하는 상기 U의 발 영역(foot region)은 적어도 제2 전극을 지닌다. 따라서 조작 장치의 특히 높은 안정성과 동시에 제2 인쇄 회로 기판 영역의 양호한 편향가능성이 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 유리한 발전형태에 따르면, 적어도 제1 전극 및 제2 전극이 각각 빗 형상(comb-shaped)으로 형성되는 경우, 커패시터의 정전용량 및 정전용량 변화의 크기 둘 다 입력 부재의 작동시 증가될 수 있다. 여기서, 바람직하게는 제1 전극과 제2 전극은 빗 구조(comb structure)를 각각 형성하며, 상기 빗 구조는 커패시터에서 서로 맞물린다.

본 발명의 또 다른 유리한 발전형태에 따르면, 제2 인쇄 회로 기판 영역은 연결점에서 제1 인쇄 회로 기판 영역에 연결되며, 제1 인쇄 회로 기판 영역과 제2 인쇄 회로 기판 영역은 제2 전극을 포함하는 제2 인쇄 회로 기판 영역의 적어도 전극 부분에서 단지 좁은 틈새에 의해 적어도 서로 분리된다. 따라서 커패시터의 증가된 정전용량이 달성될 수 있다. 바람직하게는 틈새는 제1 인쇄 회로 기판 영역에 대한 제2 인쇄 회로 기판 영역의 편향이 방해되지 않도록, 즉 제2 인쇄 회로 기판 영역의 편향의 경우 상기 2 개의 인쇄 회로 기판 영역들 사이에 접촉부가 없도록 충분히 정확하게 넓다. 유리하게는 상기 틈새는 인쇄 회로 기판의 밀링가공된 부분일 수도 있다.

본 발명의 또 다른 발전형태에 따르면, 입력 부재가 힘 도입점에서 제2 인쇄 회로 기판 영역에 작동적으로 연결되며, 힘 도입점이 제2 인쇄 회로 기판 영역이 제1 인쇄 회로 기판 영역에 연결되는 연결점으로부터 먼 제2 인쇄 회로 기판 영역의 단부에 배치되는 경우, 입력 부재의 작동이 유리하게 용이해질 수 있다. 입력 부재는 예를 들면 힘 도입점에서 제2 인쇄 회로 기판 영역에 지지될 수 있으며, 따라서 압축력이 제2 인쇄 회로 기판 영역으로 전달될 수 있다. 힘 도입점과 연결점 사이의 큰 거리는 힘 도입점에서 제2 인쇄 회로 기판 영역의 비교적 고탄성을 가져오며 따라서 입력 부재 상의 비교적 작은 작동력으로 제2 인쇄 회로 기판 영역의 큰 편향을 가져온다.

본 발명의 또 다른 유리한 발전형태에 따르면, 입력 부재는 적어도 2 개의 힘 도입점들에서 제2 인쇄 회로 기판 영역에 작동적으로 연결되며, 힘 도입점들은 제2 인쇄 회로 기판 영역에 걸쳐 분포된다. 제공된 다수의 힘 도입점들 때문에, 입력 부재의 작동시 제2 인쇄 회로 기판 영역의 편향에 대한 평균값을 얻는 것이 가능하다.

본 발명의 또 다른 유리한 발전형태에 따르면, 2 개의 고정된 제1 인쇄 회로 기판 영역들이 제공되며, 상기 2 개의 제1 인쇄 회로 기판 영역들이 인쇄 회로 기판의 반대편들에 배치되는 경우, 입력 부재의 작동의 면에서 조작 장치의 특히 높은 감도가 또한 달성될 수 있다. 바람직하게는 상기 2 개의 제1 인쇄 회로 기판 영역들은 각각 U자-형상이다. 인쇄 회로 기판의 반대편들은 서로로부터 멀어지는 쪽을 향하는 인쇄 회로 기판의 면들이다.

유리한 발전형태에 따르면, 특히 용이한 작동을 위해, 입력 부재는 힘 도입점에서 제2 인쇄 회로 기판 영역에 작동적으로 연결되며, 힘 도입점은 상기 2 개의 제1 인쇄 회로 기판 영역들 사이에 배치된다. 바람직하게는 힘 도입점은 상기 제1 인쇄 회로 기판 영역들 사이에서 중앙으로 배치된다.

예를 들면 조작 장치의 하우징에서 커패시터의 정전용량의 변화의 평가를 위한 평가 유닛을 배치하는 것을 생각해 볼 수도 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 또 다른 발전형태에 따르면, 전극들이 인쇄 회로 기판의 전도성 트랙들에 의해 인쇄 회로 기판 상에 또는 인쇄 회로 기판 내에 배치된 평가 유닛에 연결되는 경우, 조작 장치의 접촉 구조를 위해 특히 유리하다. 추가적으로, 조작 장치 상의 있을 수도 있는 방해 영향은 따라서 또한 최소화 될 수 있다. 바람직하게는 평가 유닛은 집적회로를 포함한다.

본 발명의 또 다른 유리한 발전형태에 따르면, 입력 부재는 디스플레이 장치를 갖는다. 특히 자동차에서의 넓은 범위의 기기들 및/또는 장치들의 종합적이고 가변적인 조작성(운전성)을 위해, 조작 장치는 따라서 터치감응스크린을 가질 수 있다. 바람직하게는 디스플레이 장치는 전기광학디스플레이, 예를 들면 액정디스플레이를 가질 수 있다.

본 발명은 간단한 구조를 갖는 신뢰가능한 조작을 보장하는 서두에 언급된 유형의 조작 장치를 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 예시적인 실시형태들은 개략적인 도시예의 도면에 도시되며 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다. 도면에서
도 1은 인쇄 회로 기판을 구비한 조작 장치의 상세의 측단면도를 도시하며,
도 2는 조작 장치의 인쇄 회로 기판의 평면도를 도시하며,
도 3a, 3b는 도 2에 따르는 인쇄 회로 기판의 측단면도를 도시하며,
도 4a, 4b는 도 2에 따르는 인쇄 회로 기판의 변형예의 측단면도를 도시하며,
도 5는 조작 장치의 또 다른 인쇄 회로 기판의 평면도를 도시하며,
도 6a, 6b는 도 5에 따르는 인쇄 회로 기판의 측단면도를 도시하며,
도 7은 조작 장치의 또 다른 인쇄 회로 기판의 평면도를 도시하며,
도 8은 조작 장치의 또 다른 인쇄 회로 기판의 평면도를 도시하며, 그리고
도 9a, 9b는 도 8에 따르는 인쇄 회로 기판의 측단면도를 도시한다.
모든 도면들에서 상응하는 부재들에는 같은 참조부호들이 제공된다.

도 1은 햅틱 피드백(haptic feedback)을 갖는 입력 부재(2) 및 경성(rigid) 인쇄 회로 기판(4)을 구비한 조작 장치를 도시한다. 전반적으로 인쇄 회로 기판(4)의 위치는 조작 장치(1)의 주변 환경, 예를 들면 하우징에 대해 고정된다(지지부(5)에 의해 기호로 나타낸). 외부의 힘의 인가 없이 고정된 위치에서 입력 부재(2)를 지탱하는 스프링 부재(6)의 위치는 또한 조작 장치(1)를 둘러싸는 환경에 대하여 고정된다.

인쇄 회로 기판(4)은 고정 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)과 그리고 상기 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 인접하며 상기 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 편향가능한 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 갖는다. 입력 부재(2)는 힘 도입점(FE)에서 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 작동적으로 연결된다. 입력 부재(2)를 가압시킴에 의해, 예를 들면 사용자의 손의 손가락(HF)에 의해, 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)이 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 도 1에 따르는 도시의 하향으로 지향하는 화살표(Z)의 방향으로 편향된다.

제1 인쇄 회로 기판 영역(8)은 커패시터의 제1 전극(12)을 가지며, 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 커패시터의 제2 전극(14)을 포함한다. 입력 부재(2)는 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 작동적으로 연결되어 여기서는 손가락(HF)에 의해 입력 부재(2)를 가압시킴에 의한 입력 부재(2)의 작동은 1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 편향시켜 제2 전극(14)으로부터 제1 전극(12)의 거리를 변화시키는 것을 볼 수 있다.

커패시터의 정전용량은 전극들(12, 14)의 서로로부터의 거리의 변화로 인해 변화한다. 인쇄 회로 기판(4)에 배치된 평가 유닛(16)에 의해 평가되는 이러한 정전용량 변화는 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 편향에 대한 척도이며 따라서 입력 부재(2)의 작동에 대한 척도이다.

제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 제2 전극(14)에 대응하며 이 전극(14)과 함께 정전용량을 형성하는 또 다른 전극(18)을 포함한다. 상기 제2 전극(14) 및 상기 또 다른 전극(18)은 커패시터의 변하지 않는 기본 정전용량을 형성하며, 반면에 제2 전극(14)과 제1 전극(12)은 커패시터의 가변적인 기생 정전용량을 형성하며, 이 정전용량은 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 편향에 종속된다.

도 1에 따르는 조작 장치는 대칭적이며 상술한 첫번째 제2 인쇄 회로 기판 영역(10) 이외에도 첫번째 제2 인쇄 회로 기판 영역(10) 반대편에 있으며 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 인접하여 배치되는 동일한 또 다른 제2 인쇄 회로 기판 영역(10')을 갖는다.

도 2는 조작 장치의 고정 제1 인쇄 회로 기판 영역(8) 및 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 구비한 경성 인쇄 회로 기판(4)의 평면도를 도시하며, 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 편향가능하다. 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 고정 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 직접 연결되는 손가락-형상 연결 부분(20), 및 전극 부분(22)을 포함한다. 전극 부분(22)은 연결 부분(20)으로부터 먼 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 단부 상에 배치된다.

제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 연결 부분(20)은 연결점(24)에서 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 연결된다. 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)과 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 연결 부분(20)에서 그리고 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 전극 부분(22)에서 모두 단지 좁은 틈새(26)에 의해 서로로부터 분리된다.

도 2에 따르는 인쇄 회로 기판(4)의 제1 변형예는 도 3a에서 단면 A-A (도 2 참조)로 도시된다. 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)은 제1 전극(12)을 포함하며, 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 제2 전극(14)을 포함한다. 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 또 다른 전극(18)을 포함하며, 이것은 제2 전극(14)과 함께 기본 정전용량을 형성한다. 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 멀티-플라이(multi-ply) 인쇄 회로 기판 (또는 멀티-레이어(multi-layer) 인쇄 회로 기판)의 형태로 구조화된다.

도 3b는 힘(F)의 인가를 갖는 도 3a에 따르는 도시예를 나타내며, 상기 힘은 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 대한 입력 부재(여기서는 미도시)의 작동의 결과이며, 따라서 이 인쇄 회로 기판 영역(10)은 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 편향된다. 제1 전극(12), 제2 전극(14) 및 또 다른 전극(18)을 포함하는 커패시터의 총 정전용량은 편향의 결과로서 변화한다. 커패시터의 총 정전용량은 편향의 결과로서 증가한다.

힘(F)는 힘 도입점(FE)에서 작용하며, 힘 도입점에서 입력 부재는 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 작동적으로 연결된다. 힘 도입점(FE)은 연결 부분(20)으로부터 먼 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 단부 상에, 여기서는 전극 부분(22) 상에 배치된다.

힘(F)는 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 편향시키며, 상기 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 그 설계 때문에 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 탄성, 가요성 특성을 가지며, 따라서 전기장의 코스 및 커패시터의 정전용량을 변화시킨다.

도 2에 따르는 인쇄 회로 기판(4)의 제2 변형예는 도 4a에서 단면 A-A (도 2 참조)로 도시된다. 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 제1 전극(12)의 배치는 도 3a 및 3b에 따르는 것에 대응한다. 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 여기서 제2 전극(14) 및 또 다른 전극(18)을 갖는 2층 인쇄 회로 기판으로서 구조화된다. 제1 전극(12) 및 제2 전극(14)은 하나의 평면에 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 편향되지 않은 위치에 배치된다.

힘(F)의 영향 하에서(도 4b), 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 편향된다. 제1 전극(12), 제2 전극(14) 및 또 다른 전극(18)을 포함하는 커패시터의 총 정전용량은 감소한다.

여기서, 힘(F)는 또한 그 설계 때문에 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 탄성, 가요성 특성을 가지는 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 편향시키며, 따라서 전기장의 코스 및 커패시터의 정전용량을 변화시킨다.

도 5는 제1 고정 인쇄 회로 기판 영역(8) 및 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 편향가능한 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 갖는 또 다른 경성 인쇄 회로 기판(4)을 도시한다. 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 U자-형상이며, 상기 U의 다리들(legs)(28, 30)은 각각 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 직접 연결되어, 따라서 손가락-형상 연결 부분(20, 32)을 각각 형성한다. 상기 다리들(28, 30)을 연결하는 상기 U의 발 영역(foot region)(34)은 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 전극 부분(22)을 형성한다.

3 개의 힘 도입점들(F1, F2, F3)은 제2 인쇄 회로 기판 영역(10) 상에 제공되며 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 걸쳐 분포된다. 제1 힘 도입점(F1)은 다리(30)에 위치하며, 상기 2 개의 또 다른 힘 도입점들(F2, F3)는 발 영역(34)에 위치한다.

기생 커패시터 정전용량의 영향은 단부면 넓은 발 영역(34) 및 상응하게 형성된 전극들(12, 14, 18)에 의해 증가되며, 이에 의해 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대한 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 편향의 경우 변위 흡수의 감도가 증가한다.

도 6a, 6b는 도 5에 따르는 인쇄 회로 기판(4)을 단면 A-A (도 5 참조)로 도시한다. 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)은 제1 전극(12)을 포함하며, 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 제2 전극(14) 및 또 다른 전극(18)을 포함한다. 상기 제2 전극(14) 및 상기 또 다른 전극(18)은 커패시터의 기본 정전용량을 형성하며, 제1 전극(12) 및 제2 전극(14)은 커패시터의 기생 정전용량을 형성한다. 힘(F)의 영향의 결과로서 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 편향의 경우(도 6b), 커패시터의 기생 정전용량 그리고 따라서 또한 커패시터의 총 정전용량은 변화하며, 총 정전용량은 기본 정전용량 및 기생 정전용량으로부터 형성된다.

조작 장치를 위한 강성 인쇄 회로 기판(4)의 또 다른 예시적인 실시형태의 평면도가 도 7에 도시된다. 인쇄 회로 기판(4)은 제1 전극을 구비한 제1, 고정 인쇄 회로 기판 영역(8), 그리고 제2 전극을 구비한 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 가지며, 상기 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 편향가능하다. 도 7에 따르는 인쇄 회로 기판(4)은 도 2에 따르는 인쇄 회로 기판과 유사하지만, 도 7에 따르는 인쇄 회로 기판의 경우, 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)과 제2 인쇄 회로 기판 영역(10), 그리고 따라서 또한 제1 전극과 제2 전극이 빗(comb) 같은 방식으로 서로 맞물린다. 제1 전극 및 제2 전극은 각각 빗 형상(comb-shaped)으로 형성된다. 커패시터 정전용량은 상기 빗 형상 배치로 인해 증가될 수 있다.

조작 장치의 강성 인쇄 회로 기판(4)의 또 다른 예시적인 실시형태가 도 8에 도시된다. 이 인쇄 회로 기판(4)의 경우, 2 개의 고정 제1 인쇄 회로 기판 영역들(8, 8')이 제공되며, 상기 2 개의 제1 인쇄 회로 기판 영역들(8, 8')은 인쇄 회로 기판(4)의 반대편들에 배치되며 각각 U자-형상을 갖는다. 상기 2 개의 제1 인쇄 회로 기판 영역들(8, 8') 각각은 커패시터의 제1 전극(12, 12') 및 또 다른 전극(18, 18')을 각각 갖는다 (도 9a 참조).

상기 제1 인쇄 회로 기판 영역들(8, 8')은 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 대응하며 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 둘러싸며, 상기 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 입력 부재(여기서는 미도시)의 작동 및 힘(F)의 결과적인 영향에 의해 상기 제1 인쇄 회로 기판 영역들(8, 8')에 대해 편향가능하다(도 9b). 이를 위해, 입력 부재는 힘 도입점(FE)에서 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 작동적으로 연결되며, 힘 도입점(FE)이 상기 2 개의 제1 인쇄 회로 기판 영역들(8, 8') 사이에 배치되며, 이 경우 이들 사이에 중앙으로 배치된다. 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 커패시터들의 제2 전극들(14, 14')을 포함한다. 커패시터들의 정전용량은 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 편향으로 변화하며, 이에 의해 입력 부재의 작동이 조작 장치에서 평가 유닛에 의해 식별된다.

Claims

햅틱 피드백을 갖는 입력 부재 및 경성 인쇄 회로 기판을 구비한 조작 장치에 있어서, 인쇄 회로 기판(4)은 고정 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)과 그리고 상기 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 인접하며 상기 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 편향가능한 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 가지며, 여기서 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)은 커패시터의 제1 전극(12)을 포함하며 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 커패시터의 제2 전극(14)을 포함하며, 그리고 입력 부재(2)는 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 작동적으로 연결되어 입력 부재(2)의 작동은 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 대해 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)을 편향시켜 제2 전극(14)으로부터 제1 전극(12)의 거리를 변화시키는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제1항에 있어서, 제1 인쇄 회로 기판 영역(8) 또는 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 제1 전극(12) 또는 제2 전극(14)에 각각 대응하며 정전용량을 형성하는 또 다른 전극(18)을 갖는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 고정 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 직접 연결되는 손가락-형상 연결 부분(20)과, 그리고 적어도 제2 전극(14)을 지니며 연결 부분(20)으로부터 먼 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 단부 상에 배치되는 전극 부분(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제1항에 있어서, 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 U-형상이며, 각각 손가락-형상 연결 부분(20, 32)을 형성하는 상기 U-형상의 다리들(28, 30)은 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 직접 연결되며, 상기 다리들(28, 30)을 연결하는, 따라서 전극 부분(22)을 형성하는 상기 U-형상의 발 영역(34)은 적어도 제2 전극(14)을 지니는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제1항에 있어서, 적어도 제1 전극(12) 및 제2 전극(14)은 각각 빗 형상(comb-shaped)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제1항에 있어서, 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 연결점(24)에서 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 연결되며, 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)과 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)은 제2 전극(14)을 포함하는 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 적어도 전극 부분(22)에서 단지 좁은 틈새(26)에 의해 적어도 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제1항에 있어서, 입력 부재(12)가 힘 도입점(FE)에서 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 작동적으로 연결되며, 힘 도입점(FE)이 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)이 제1 인쇄 회로 기판 영역(8)에 연결되는 연결점(24)으로부터 먼 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)의 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제1항에 있어서, 입력 부재(2)는 적어도 2 개의 힘 도입점들(F1, F2, F3)에서 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 작동적으로 연결되며, 힘 도입점들(F1, F2, F3)은 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 걸쳐 분포되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제1항에 있어서, 2 개의 고정 제1 인쇄 회로 기판 영역들(8, 8')이 제공되며, 상기 2 개의 제1 인쇄 회로 기판 영역들(8, 8')은 인쇄 회로 기판(4)의 반대편들에 배치되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제9항에 있어서, 입력 부재(2)는 힘 도입점(FE)에서 제2 인쇄 회로 기판 영역(10)에 작동적으로 연결되며, 힘 도입점(FE)이 상기 2 개의 제1 인쇄 회로 기판 영역들(8, 8') 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제1항에 있어서, 전극들(12, 12', 14, 14', 18, 18')이 인쇄 회로 기판(4)의 전도성 트랙들에 의해 인쇄 회로 기판(4) 상에 또는 인쇄 회로 기판(4) 내에 배치된 평가 유닛(16)에 연결되는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
제1항에 있어서, 입력 부재(2)는 디스플레이 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 조작 장치.