KR20210005262A - 자동차용 조작장치 - Google Patents

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KR20210005262A
KR20210005262A KR1020207034997A KR20207034997A KR20210005262A KR 20210005262 A KR20210005262 A KR 20210005262A KR 1020207034997 A KR1020207034997 A KR 1020207034997A KR 20207034997 A KR20207034997 A KR 20207034997A KR 20210005262 A KR20210005262 A KR 20210005262A
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KR1020207034997A
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Inventor
랄프 트랍
미카엘 슈타인캄프
Original Assignee
베르-헬라 테르모콘트롤 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자동차용 조작장치(10)에 관한 것으로서, 명령을 입력하는 터치센서 시스템(36)을 갖는 디스플레이(12)를 포함하고, 디스플레이(12)를 유지하는 리테이너 장치(24)를 추가적으로 포함한다. 리테이너 장치(24)는 베이스면(25)과 자유공간(28)을 갖고, 자유공간은 베이스면에서 튀어나오는 지지요소(22)에 의해 형성된다. 조작장치(10)는 손으로 작동되었을 때 디스플레이(12)의 굽힘을 검출하도록 추가적으로 적어도 하나의 작동센서(32)를 갖고, 또한 터치센서 시스템(36)과 적어도 하나의 작동센서(32)의 신호를 분석하도록 터치센서 시스템(36)과 적어도 하나의 작동센서(32)에 연결된 분석유닛(38)을 갖는다.

Description

자동차용 조작장치
본 특허출원은 2018년5월7일에 출원된 독일특허출원 10 2018 110 871.0에 대하여 우선권을 주장하며, 독일특허출원의 내용은 본 특허출원의 내용에 참조로 통합된다.
본 발명은 자동차의 조작장치, 예를 들어 공기조화시스템, 인포테인먼트 시스템 또는 네이게이션 시스템과 같은 자동차 요소, 및 일반적으로 인간-기계 인터페이스에 관한 것이다.
차량의 디스플레이는 터치표면 형태의 입력요소인 동시에 점점 사용이 증가되고 있다. 살짝 터치함으로써 촉발되는 이러한 터치 디스플레이로, 우연히 원치않는 조작이 발생할 수도 있다. 안전에 관련된 기능이 촉발되거나 의도하지 않은 차량기능의 다른 조정작업이 유발되면, 문제가 발생될 수 있다. 이러한 경우, 추가 센서 시스템이 필요하며, 이 시스템에 의해서 조작패널의 대응영역을 사용자가 누르는 힘을 감지하거나 측정할 수 있다. 이런 식으로, 단순한 접촉에 의해 유발되는 트리거작동을 피할 수 있다. 견고한 표면에 대한 요구가 종종 이루어므로, 센서 시스템은 기본적으로 힘-감지 저항, 스트레인 게이지, 광학식 또는 용량성 센서를 사용한다. 여기에서, 일반적으로 스프링요소의 편향을 통해 요소의 견고한 부분에 대하여 조작표면이 이동한 경로를 센서가 측정한다. 이를 위해, 디스플레이 표면은 보통 하우징 내에서 이동가능하게 지지된다.
상술한 원리는 복잡한 장치를 요구하며, 복잡한 장치에 의해 견고한 하우징부에 대하여 디스플레이가 이동할 수 있다. 또한, 하나 이상의 스프링 요소가 필요하며, 따라서 전체적인 시스템의 가격이 증가된다.
조작장치를 WO-A-2017/172461에서 볼 수 있는데, 여기서는 소정의 누르는 힘으로 손으로 작동되었을 때 디스플레이의 국부적인 변형을 광전자적으로 감지한다.
본 발명의 목적은 디스플레이를 손으로 작동시킬 때 트리거 힘을 측정하는 구조가 간단하게 이루어진 자동차용 조작장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상술한 목적은, 자동차용 조작장치로서,
- 명령을 입력하기 위해 미리 정할 수 있는 최소 가압력으로 손으로 작동시키는 터치 센서 시스템을 갖는 디스플레이,
- 상기 디스플레이를 유지(retain)시키는 리테이너 장치를 포함하고,
- 상기 리테이너 장치는 에지부를 갖는 바닥면과 적어도 상기 바닥면의 양측 에지부로부터 돌출하는 지지요소를 포함하고, 지지요소 사이에 자유공간을 형성하고,
- 상기 디스플레이는 상기 리테이너 장치의 상기 지지요소에 의해서만 유지되고, 상기 리테이너 장치의 바닥면으로부터 떨어진 거리를 유지하면서 상기 자유공간을 연결하고,
- 손으로 작동시 상기 디스플레이(12)의 굽힘을 감지하는 적어도 하나의 작동센서를 포함하고,
- 상기 적어도 하나의 작동센서(32)는 기준면으로부터 상기 디스플레이(12)의 거리의 변화 또는 기준면으로부터 상기 디스플레이(12)의 한 부분의 거리의 변화를 감지하고, 상기 거리의 변화는 미리 정할 수 있는 최소 가압력으로 손으로 작동시 상기 디스플레이의 굽힘 때문에 발생하고,
- 상기 디스플레이를 손으로 작동시 상기 디스플레이에 작용하는 힘이 적어도 상기 최소 가압력인지 여부를 결정하기 위해, 상기 터치 센서 시스템과 상기 적어도 하나의 작동센서의 신호를 평가하도록 상기 터치 센서 시스템과 상기 적어도 하나의 작동센서에 연결된 평가유닛을 포함하는 하는 조작장치에 의해 달성된다.
유사하게, 본 발명은 디스플레이가 작동장치의 리테이너 장치에 휘어질 수 있게 배치되는 것을 제공한다. 따라서, 디스플레이의 가역적인 굽힘 지지부 때문에, 손으로 작동시, 즉 디스플레이가 압력에 의해 작용이 가해질 때, 움직일 수 있다. 상대적으로 단단하지만 탄성이 있는 디스플레이의 지지부의 경우에도, 디스플레이 조작표면에 압력을 인가하면 "굽힘"이 발생하게 되는데, 즉 기준 평면 또는 기준 지점에 대한 디스플레이 또는 디스플레이의 한 부분의 거리가 국부적으로 변하게 된다. 따라서, 리테이너 장치에 탄성적으로 연결되어 디스플레이가 움직이는 경로가 길어지면 길어질수록, 디스플레이에 작용하는 가압력은 더 커진다. 디스플레이의 굽힘시 최소 경로가 감지되면, 작동이 유효하다고, 즉 명령을 입력할 목적으로 디스플레이를 의도적으로 작동시켰다고 결정할 수 있다. 본 발명에서처럼 거리측정에 의해 가압력의 양을 결정하는 것은, 종래기술에서처럼 광전자 센서로 디스플레이의 굽힘을 측정하는 것보다 실질적으로 덜 복잡하다.
또한, 디스플레이 유닛이 제공될 수 있는데, 바람직하게 디스플레이는 디스플레이 유닛이 연결되어 고정되는 커버판을 갖고, 커버판은 적어도 지지요소의 영역에서 측면방향으로 디스플레이 유닛을 넘어서 돌출하고, 이러한 돌출영역에서 커버판은 지지요소에 안착되어 있고(예를 들어 접합(bonding)에 의해) 고정되어 있다. 리테이너 장치에 디스플레이를 탄성적으로 지지하는 강성은 두께, 재료, 길이 뿐만 아니라 돌출 영역의 폭에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 일반적으로 디스플레이의 디스플레이 유닛을 기계적으로 보호하는 커버판은, 손으로 작동시키는 순간 디스플레이에 힘이 가해질 때 발생하는 굽힘의 영향을 받게 되고, 굽힘은 앞서 설명한 것처럼 작동 센서에 의해, 예를 들어 굽힘 때문에 디스플레이가 이동한 경로로서 감지된다. 커버판은 적어도 디스플레이가 지지요소 상에 지지되는 영역에서 측면방향으로 디스플레이를 넘어서 연장한다. 지지요소는 모든 측면에서 디스플레이를 둘러싸는 리테이너 장치의 프레임의 에지부분을 형성할 수 있다. 이 경우, 커버판의 전체 원주방향 에지가 리테이너 장치 또는 그 지지요소에 안착하여 고정(예를 들어 접합에 의해)되도록 배치될 수 있다. 그러나, 커버판은 두 개의 에지, 특히 디스플레이의 디스플레이 유닛의 마주하는 에지에서만 디스플레이 유닛을 넘어서 돌출하여 리테이너 장치에서 지지되는 것을 고려할 수도 있다.
본 발명을 추가적으로 적절히 개량한 것으로서, 작동센서가 커버판 및/또는 디스플레이 유닛의 굽힘을 감지하는 것을 제공할 수 있다.
작동센서는 적절하게 경로 센서 또는 힘 센서이다. 경로 센서를 사용하여, 디스플레이를 손으로 작동할 때 디스플레이에 작용하는 힘을 결정할 수 있다. 리테이너 장치에 디스플레이를 연결시키는 강성, 즉 스프링 탄성을 알면, 디스플레이가 이동한 경로의 길이로부터 힘을 알아낼 수 있다. 본 발명에 따르면, 하나 또는 복수의 스트레인 게이지 또는 압력센서 저항을 사용할 수도 있다.
본 발명을 바람직하게 개량한 것으로서, 디스플레이는 리테이너 장치의 바닥면 쪽으로 향하는 후방면을 갖고, 작동센서는 바닥면으로부터 디스플레이의 후방면의 거리를 감지한다.
적절한 작동센서는 특히, 광학 센서, 용량성 센서, 유도성 센서 및/또는 저항성 센서일 수 있다. 작동센서는 바람직하게 마이크로-전자기계 요소 또는 마이크로-광전자기계 요소(MEMS, MOEMS)로 구현된다.
더 바람직한 실시예로서, 복수의 지점에서, 손으로 작동시킬 때 굽힘 때문에 발생하는 디스플레이의 이동을 감지하는 복수의 작동센서가 제공될 수 있다.
또한, 디스플레이는 서로 각이 지게 연장하는 복수의 에지부를 갖는 경계벽을 구비한 후방면을 갖고, 복수의 작동센서가 제공되며, 복수의 작동센서는 두 개의 인접하는 에지부가 서로 이웃하는 후방면의 영역에서 디스플레이의 움직임을 감지할 수 있다.
즉, 한 실시예에 따른 본 발명의 내용은 하나 또는 복수의 지점에서 손가락 압력에 의해 유발되는 디스플레이 조립체의 굽힘을 측정하는 시스템이다. 이를 위해, 복수의 지점에서 디스플레이 조립체의 굽힘을 측정하는 하나 또는 복수의 센서가 예를 들어 요소 캐리어에 배열된다. 이런 방식으로, 디스플레이 조립체의 강성으로부터 디스플레이 표면에 작용하는 힘을 결정하고, 디스플레이의 미리 결정할 수 있는 개수의 국부적인 영역(예들 들어 디스플레이의 조작패널)에 대해 그렇게 하여, 디스플레이 조립체의 개별 최소이동경로의 "경로 패턴"을 각각, 디스플레이 상에서 선택할 수 있는 수 만큼의 위치에 대하여 사전에 미리 결정할 수 있고, 나중에 디스플레이를 손으로 작동시켰을 때 그 작동이 유효한 작동으로 검출되도록 상술한 패턴이 제공되어야만 한다.
이 경우, 디스플레이 조립체는 커버 유리로 형성되고, 커버 유리는 실제 디스플레이를 보호하고 하우징에 연결되어 있다. 이는 일반적으로 접합에 의해 달성된다. 디스플레이는 광학적으로 투명한 접합(소위 옵티컬 본딩)을 이용하여 커버 유리의 후방면에 부착된다. 이 디스플레이는 보통 액정층 및 백라이트(백라이트 유닛)의 요소에 의해 형성된다.
이러한 배열구조로, 압력이 커버 유리에 가해지면, 커버 유리는 약간 변형된다. 이러한 변형은 어느 정도 나머지 요소에 전달된다. 이로써, 하우징에 대한 이동이 초래되며, 이는 센서로 측정할 수 있다. 이러한 변형은 커버 유리 안으로 유입되는 힘이 어디로 그리고 얼마나 큰지에 따라 크게 달라진다. 힘이 유도되는 위치는 터치센서에 의해 결정되고, 터치센서는 디스플레이의 일부일 수도 있고, 별개의 센서층으로서 디스플레이와 커버유리 사이에 설치될 수도 있다.
디스플레이 변형이 다른 힘으로 그리고 다른 위치에서 발생하는 것을 알면, 하나의 또는 복수의 경로측정센서를 사용하여 힘을 결정할 수 있다. 디스플레이 요소와 커버유리는 소정의 강도를 갖고 있기 때문에, 변형이 매우 조금 일어나며, 따라서 사용자가 잘 인식할 수 없다. 따라서, 센서는 높은 감도를 가져야만 한다. 힘센서의 개수에 따라, 복수의 손가락에 의해 유발되는 복수의 힘 유도를 측정하는 것도 가능하다.
본 발명의 추가 실시예로서, 디스플레이의 백라이트 유닛이 리테이너 장치에 고정되어 움직이지 않게 배열되는 것을 고려할 수 있다.
이는 탄성적으로 연결된 질량이 감소하고 거의 디스플레이 그 자체, 즉, 디스플레이 유닛, 터치 패널 및 커버 유리의 질량에 의해서 형성되는 장점이 있다.
백라이트 유닛(백라이트라고도 부름)은 옵티컬 본딩에 의해 디스플레이에 연결되는데, 이는 상술한 본 발명의 제1 실시예에서처럼 일반적인 경우이다. 옵티컬 본딩 대신에, 그러나, 원주방향 탄성 밀봉 스트립에 의하여 백라이트 유닛은 일반적으로 디스플레이 또는 디스플레이의 후방면에 연결된다. 백라이트 유닛의 발광면과 디스플레이의 후방면 사이의 공간은, 백라이트의 누설을 방지하기 위해 원주방향 밀봉 스트립에 의해 외부에 대하여 밀봉되어 있다.
만약 백라이트 유닛이 리테이너 장치에 고정되도록 배치되는 경우, 디스플레이에 손으로 작용을 가했을 때처럼, 기계적인 압력이 디스플레이에 가해질 때, 탄성 밀봉 스트립에 의해 디스플레이는 휘어질 수 있다. 제1 실시예에서 설명한 것처럼, 작동센서는 리테이너 장치의 바닥면에 대한 디스플레이의 이동변위 또는 굽힘을 감지할 수 있고, 바닥면은 이 경우 기준평면을 나타낸다; 하지만, 작동센서는 디스플레이와 백라이트 유닛 사이의 거리 변화를 감지하는 것도 가능하다. 여기서 작동센서는 밀봉 스트립의 일체로 이루어진 부분이며, 디스플레이의 굽힘은 밀봉 스트립의 연장부를 따라 복수의 지점에서 감지되는 밀봉 스트립의 압축으로부터 결정될 수 있다. 다시, 디스플레이의 작동에 의해 밀봉 스트립이 받게 되는 압축 패턴은 디스플레이 표면이 어떤 힘으로 어디에서 압력을 받는지에 대한 정보를 제공하는 것을 적용할 수 있다.
바람직하게 본 발명의 두 실시예를 추가로 개량한 것으로서, 조작장치에 햅틱 피드백이 제공될 수 있다. 조작패널의 유효한 조작을 감지하여 사용자에게 신호를 보내면 조작하면서 느끼는 편안함이 증가된다. 무엇보다도, 이는 바람직하게 촉각 피드백에 의해 달성된다. 이러한 햅틱 피드백은 예를 들어, 기계적으로, 전자기적으로 뿐만 아니라 전기적으로 구현될 수 있다. 본 발명에 따르면 디스플레이는 리테이너 장치에 탄성적으로 연결되어 있다. 이와 같이, 기계적인 촉각 피드백은 액추에이터를 이용하여 탄성 연결의 방향으로 디스플레이를 기계적으로 여기시킴으로써 실현될 수 있다. 이것은 예를 들어 리테이너 장치의 바닥면을 향하여 및/또는 반대방향으로 펄스방식으로 디스플레이를 이동시키는 액추에이터에 의해 달성될 수 있다. 햅틱 피드백을 구현하는 또 다른 방법은 디스플레이 또는 커버유리 안으로 굽힘 웨이브를 주입(impress)하는 것이다. 햅틱 피드백을 실현하는 또 다른 방법은 국부적으로 생성되는 전기장을 이용하는 순수한 전기적인 변형예이다.
대부분의 일반적인 형태로, 본 발명은 자동차용 조작장치에 관한 것으로서,
- 명령을 입력하기 위해 미리 정할 수 있는 최소 가압력으로 손으로 작동시키는 터치 센서 시스템을 갖는 디스플레이와,
- 상기 디스플레이를 유지시키는 리테이너 장치를 포함하고,
- 상기 리테이너 장치는 에지부를 갖는 바닥면과 적어도 상기 바닥면의 양측 에지부로부터 돌출하는 지지요소를 포함하고, 지지요소 사이에 자유공간을 형성하고,
- 상기 디스플레이는 상기 리테이너 장치의 상기 지지요소에 의해서만 유지되고, 상기 리테이너 장치의 바닥면으로부터 떨어진 거리를 유지하면서 상기 자유공간에 걸쳐져 있고,
- 손으로 작동시 상기 디스플레이의 굽힘을 감지하는 적어도 하나의 작동센서를 포함하고,
- 상기 적어도 하나의 작동센서는 기준면으로부터 상기 디스플레이의 거리의 변화 또는 기준면으로부터 상기 디스플레이의 한 부분의 거리의 변화를 감지하고, 상기 거리의 변화는 미리 정할 수 있는 최소 가압력으로 손으로 작동시 상기 디스플레이의 굽힘 때문에 발생하는, 조작장치에 관한 것이다.
본 발명의 각각의 개량된 내용은 아래에 그룹으로 열거된 것과 같이, 하나 이상의 특징을 단독으로 또는 선택적으로 조합하여 포함한다:
1. 디스플레이 조작유닛 상에 트리거 힘을 결정하는 힘 측정 장치를 구현하는 장치로서, 디스플레이 조작유닛은 하우징에 견고하게 연결되어 있고, 적어도 하나의 센서를 갖는 요소 조립체가 하우징 내부에 장착되어 있고, 센서는 디스플레이 조립체 내로 힘을 유발시킬 때 하우징에 대하여 디스플레이 조립체의 굽힘을 측정하도록 구성되어 있는 장치.
2. 항목 1의 장치로서, 센서는 광학적 경로 측정 센서로 구성되어 있는 장치.
3. 항목 1 또는 항목 2의 장치로서, 센서는 용량성 경로 측정 센서로 구성되어 있는 장치.
4. 항목 1 내지 항목 3 중 하나의 장치로서, 센서는 유도성 경로 측정 센서로 구성되어 있는 장치.
5. 항목 1 내지 항목 4 중 하나의 장치로서, 센서는 전자요소 형태의 소위 MEMS(마이크로-전자기계 센서)로 구성되어 있는 장치.
6. 항목 1 내지 항목 5 중 하나의 장치로서, 센서는 디스플레이 코너의 근처에(예를 들어, 백라이트 코너 근처에) 배열되어 있는 장치.
본 발명의 두 개의 실시예들은 아래에서 도면을 참고하여 보다 구체적으로 설명할 것이다. 구체적으로 도면은 아래와 같다:
도 1은 정지상태에 있는 제1 실시예에 따른 조작장치의 디스플레이의 도면으로서, 디스플레이가 본 발명이 제공하는 방식으로 탄성적으로 지지되는 것을 나타내는 도면이다,
도 2는 디스플레이의 작동시 휘어진 상태에 있는 도 1의 디스플레이를 나타내며, 본 발명의 기능적인 원리를 명확히 보여주도록 굽힘의 정도를 크게 과장하여 도시한 도면이고,
도 3은 제2 실시예에 따른 조작장치의 디스플레이의 도면으로서, 디스플레이가 본 발명이 제공하는 방식으로 탄성적으로 지지되는 것을 나타내는 도면이고,
도 4는 디스플레이의 작동시 휘어진 상태에 있는 도 3의 디스플레이를 나타내며, 본 발명의 기능적인 원리를 명확히 보여주도록 굽힘의 정도를 크게 과장하여 도시한 도면이다.
도 1은 자동차용 조작장치(10)(예를 들어, 중앙콘솔이나 대시보드에 설치된 중앙입력장치)의 제1 실시예를 개략적으로 설명하는 도면이다. 조작장치(10)는 디스플레이(12)를 포함하며, 디스플레이(12)는 예를 들어 LCD 기술로 구현된 디스플레이 유닛(14)과 백라이트 유닛(16)을 갖는다. 디스플레이(12)는 도 1에 도시된 것과 같이 적어도 두 개의 양쪽 에지 또는 단부에서 디스플레이 유닛(14)을 넘어 돌출된 커버판(18)을 더 포함한다. 이렇게 돌출된 영역(20)에서, 커버판(18)은 리테이너 장치(24)의 지지요소(22)에 안착하고, 이 실시예에서 리테이너 장치는 바닥면(25)으로서 바닥벽을 갖고, 지지요소(22)는 바닥면으로부터 위를 향하여 적어도 두 개의 양쪽 에지부분(26)에서 돌출된다.
상술한 구조에 의해, 디스플레이는 지지요소(22)에 의해 한정되는 리테이너 장치(24)의 자유공간(28)에 놓이게 된다.
리테이너 장치(24)는 반드시 연속하는 바닥벽이 필요한 것은 아니다; 바닥면(25)은 개구로 형성될 수도 있고, 따라서 리테이너 장치(24)의 개방형 바닥면으로 형성될 수 있다.
경로 센서 시스템 또는 힘 센서 시스템에서, 바람직하게 복수의 작동센서(32)의 형태로 이루어진 센서 시스템이 디스플레이(12) 아래에, 예를 들어 회로보드 또는 유사한 캐리어 플레이트(30)에 놓여 있고, 이 센서는 특히 광학식으로, 전기용량성으로, 유도성으로 및/또는 저항방식으로 작동한다.
커버판(18)은 예를 들어 지지요소(22)의 플랜지(34)에 고정된다(예를 들어 접착에 의해). 디스플레이 유닛은 투명 접착제에 의해(소위 옵티컬 본딩이라고 부름) 적절히 커버판(18)의 바닥면에 고정가능하게 연결된다. 디스플레이(12)는 터치 센서 시스템(36)을 더 포함한다(예를 들어, 터치패널).
도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이(12)를 손으로 작동시키는 경우로서 커버판(18)에 압력이 인가되면, 커버판(18)의 돌출영역(20)은 지지요소(22)와 디스플레이 유닛(14) 사이의 영역에서 굽힘이 발생하게 된다. 그 결과, 디스플레이는 리테이너 장치의 바닥면(24)을 향해 움직이게 되고, 거리의 변화로부터(즉, 이 경우에는 거리의 감소) 디스플레이를 손으로 작동하는 것을 검출한다. 이러한 거리의 변화는 복수의 작동센서(32)가 변화를 감지하는 복수의 지점에서 달라지며, 그 다른 정도는 손으로 인가하는 압력에 따라 달라지며, 또한 압력이 가해지는 커버판(18) 상의 위치, 즉, 디스플레이(12) 상의 위치에 따라 달라진다.
터치 센서 시스템(36)과 작동센서(32)는 데이터를 평가유닛(8)으로 공급하며, 이 평가유닛에서, 터치 센서 시스템(36)에 의해 집중된 작동 지점(도 2에서 도면부호 40 참고)에서, 디스플레이(12)의 유효한 작동, 즉 의도적인 작동에 필요한 힘이 디스플레이(12)에 손으로 인가되었는지에 대한 평가가 이루어진다. 이 힘은 작동센서(32)가 디스플레이(12)의 관련된 "측정 지점"에서 대응하는 움직임을 검출하였을 때 도달된다.
상술한 실시예에서, 백라이트 유닛(16)은 디스플레이 유닛(14) 아래에, 즉 디스플레이(12)의 후방면(42) 상에 "매달려" 있다. 백라이트 유닛(16)은 후방면(42) 쪽으로 향하는 발광면(44)을 갖는다. 일반적으로 공간(46)은 발광면(44)과 후방면(42) 사이에 존재하며, 이 공간은 탄성 밀봉 스트립(48)에 의해 외부에 대하여 광학적으로 밀봉되어 있다. 따라서, 백라이트 유닛(16)으로부터 나오는 백라이트는 공간(46)으로부터 측면방향으로 새어나올 수 없다.
백라이트 유닛(16)이 리테이너 장치(24) 상에 지지되지 않고 디스플레이(12) 밑에 매달려 있는 경우, 밀봉 스트립(48)을 통해 백라이트 유닛(16)이 디스플레이(12)와 연결되는데, 이러한 연결이 탄성적인 연결이 한, 외부에서 작용하는 진동에 의해 의도치 않게 움직일 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 제2 실시예에서, 백라이트 유닛(16)의 배열구조와 지지구조와 관련하여 조작장치(10')가 변형되어 있다. 조작장치(10')의 구성요소들이 도 1 및 도 2의 조작장치(10)의 구성요소들에 대하여 구조 또는 기능이 유사한 한, 조작장치(10)의 경우와 동일하게 도 3 및 도 4에서 동일한 도면부호로 표시된다.
도 3 및 도 4의 조작장치(10')의 실시예에서, 백라이트 유닛(16)은 리테이너 장치(24)의 바닥면(25)에 지지되고, 따라서 거의 움직일 수 없다. 예를 들어, 만약 지점(40)에서 디스플레이(12)에 힘이 가해지면, 밀봉 스트립(48)이 가압되는 동안 디스플레이(12)가 이동된다. 또한, 즉, 작동 센서(32)에 의해 리테이너 장치(24)의 바닥면(25)에 대한 변위를 도량형으로 검출할 수 있다. 마찬가지로, 백라이트 유닛(16)의 발광면(44)에 대한 디스플레이(12)의 변위 또는 오프셋을 감지할 수도 있다. 작동 센서(32)는 디스플레이(12)의 후방면(42)과 백라이트 유닛(16)의 발광면(44) 사이의 공간(46)에 배치되어, 두 면 사이의 거리의 변화를 측정한다. 대안으로서, 작동 센서 시스템을 밀봉 스트립(48) 내에 통합시킬 수 있다. 이는 예를 들어 밀봉 스트립(48)의 압축(가능하면 국부적으로)을 저항성으로 감지함으로써 이루어질 수 있다. 그러나, 밀봉 스트립(48)에 복수의 측정 포인트가 제공될 수도 있다. 저항성 센서 대신에, 이 경우, 용량성 센서(밀봉 스트립(48)은 예를 들어 가압시 변하는 유전체로서 작동한다) 또는 유도성 센서를 구현할 수도 있다.
본 발명의 개념은 복잡한 스프링 메커니즘 없이 작동한다. 탄성을 가지면서도 견고한 연결이, 리테이너 장치(24)의 자유공간(28)에 걸쳐있는 커버 플레이트(18)를 이용하여 "매달려 있는" 디스플레이(12)로 단지 간단히 실현되고, 따라서 디스플레이(12)에 힘이 가해질 때 디스플레이 유닛(14)을 넘어 측면으로 돌출하는 돌출영역에서 휘어지게 된다. 그 결과에 따른 굽힘이 감지될 수 있고, 그로부터 가해진 힘이 결정될 수 있다. 최소 가압력에 도달되거나 최소 가압력을 초과하면, 디스플레이의 의도적인 작동이 제공된다.
10 조작장치
12 디스플레이
14 디스플레이의 디스플레이 유닛
16 백라이트 유닛
18 디스플레이의 커버판
20 커버판의 돌출영역
22 리테이너 장치의 지지요소
24 리테이너 장치
25 리테이너 장치의 바닥면
26 바닥면의 에지부분
28 리테이너 장치 내의 자유공간
30 캐리어 플레이트
32 작동 센서
34 지지요소의 플랜지
36 디스플레이의 터치센서 시스템
38 평가 유닛
40 디스플레이의 압력 인가 지점
42 디스플레이의 후방면
44 백라이트 유닛의 발광면
46 디스플레이와 백라이트 유닛 사이의 공간
48 밀봉 스트립

Claims (14)

  1. 자동차용 조작장치(10)로서,
    - 명령을 입력하기 위해 미리 정할 수 있는 최소 가압력으로 손으로 작동시키는 터치 센서 시스템(36)을 갖는 디스플레이(12),
    - 상기 디스플레이(12)를 유지시키는 리테이너 장치(24),
    - 손으로 작동시 상기 디스플레이(12)의 굽힘을 감지하는 적어도 하나의 작동센서(32), 및
    - 상기 터치 센서 시스템(36)과 상기 적어도 하나의 작동센서(32)의 신호를 평가하는 평가유닛(38)을 포함하고,
    - 상기 리테이너 장치(24)는 에지부를 갖는 바닥면(25)과 적어도 상기 바닥면의 양측 에지부(26)로부터 돌출하는 지지요소(22)를 포함하고, 지지요소 사이에 자유공간을 형성하고,
    - 상기 디스플레이(12)는 상기 리테이너 장치(24)의 상기 지지요소(22)에 의해서만 유지되고, 상기 리테이너 장치(24)의 바닥면(25)으로부터 떨어진 거리를 유지하면서 상기 자유공간(28)에 걸쳐져 있고,
    - 상기 적어도 하나의 작동센서(32)는 기준면으로부터 상기 디스플레이(12)의 거리의 변화 또는 기준면으로부터 상기 디스플레이(12)의 한 부분의 거리의 변화를 감지하고, 상기 거리의 변화는 미리 정할 수 있는 최소 가압력으로 손으로 작동시 상기 디스플레이의 굽힘 때문에 발생하고,
    상기 디스플레이(12)를 손으로 작동시 상기 디스플레이에 작용하는 힘이 적어도 상기 최소 가압력인지 여부를 결정하기 위해, 상기 평가유닛(38)은 상기 터치 센서 시스템(36)과 상기 적어도 하나의 작동센서(32)에 연결된 것을 특징으로 하는 조작장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이(12)는 디스플레이 유닛(14)과 커버판(18)을 포함하고, 상기 디스플레이 유닛(14)은 상기 커버판에 연결되어 고정되고, 상기 커버판은 적어도 지지요소(22)의 영역에서 측면방향으로 상기 디스플레이 유닛(14)을 넘어서 돌출하고, 이러한 돌출영역(20)에서 상기 커버판(18)은 상기 지지요소(22)에 안착되어 있는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 작동센서(32)는 상기 커버판(18) 및/또는 상기 디스플레이 유닛(14)의 굽힘을 감지하는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이(12)는 상기 리테이너 장치(24)의 상기 바닥면(25) 쪽을 향하는 후방면을 포함하고, 상기 작동센서(32)는 상기 리테이너 장치(24)의 바닥면(25)으로부터 떨어진 상기 디스플레이(12)의 후방면의 거리를 감지하는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    손으로 작동시 굽힘으로부터 초래되는 상기 디스플레이(12) 상의 복수의 지점에서의 상기 디스플레이(12)의 움직임을 감지하는 복수의 작동센서(32)가 제공되는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이(12)는 서로 각이 지게 연장하는 복수의 에지부를 갖는 경계벽을 구비한 후방면(42)을 갖고, 복수의 작동센서(32)가 제공되며, 상기 복수의 작동센서(32)는 두 개의 인접하는 에지부가 서로 이웃하는 후방면의 영역에서 상기 디스플레이(12)의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    백라이트 유닛(16)이 발광면(44)을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은 상기 리테이너 장치(24)에 배치되고 발광면(44)이 상기 디스플레이(12)의 후방면(42) 쪽으로 향하는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛(16)은 상기 디스플레이(12)의 후방면(42)에 기계적으로 연결되고, 상기 바닥면과의 거리를 유지하면서 상기 리테이너 장치(24) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 작동센서(32)는 상기 리테이너 장치(24)의 바닥면(25)으로부터 상기 백라이트 유닛(16)의 거리의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛(16)과 상기 디스플레이(12)의 후방면(42) 사이에 공간(46)이 존재하고, 상기 공간은 백라이트의 새어나가지 않도록 탄성 밀봉 스트립(48)에 의해 외부에 대하여 밀봉되는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  11. 제7항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛(16)은 상기 리테이너 장치(24)의 바닥면(25)에 배열되고, 상기 작동센서(32)는 상기 리테이너 장치(24)의 바닥면(25)으로부터 상기 디스플레이(12)의 거리의 변화 또는 상기 백라이트 유닛(16)의 발광면(44)으로부터 상기 디스플레이(12)의 후방면(42)의 거리의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 작동센서는 상기 밀봉 스트립의 일부로 형성되고, 상기 디스플레이를 손으로 작동시 상기 스트립의 압축에 기초하여 상기 디스플레이(32)의 후방면(42)과 상기 백라이트 유닛(16)의 발광면(44) 사이의 거리의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동센서(32)는 경로 센서 또는 힘 센서이고, 및/또는 광학적으로, 용량성으로, 유도성으로 및/또는 저항성으로 작동하고, 및/또는 마이크로-전자기계 요소 또는 마이크로-광전자기계(micro-optoelectromechanical) 요소로 구성되는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    손으로 유효하게 상기 디스플레이(12)를 작동시킨 것에 대하여 촉각 피드백을 제공하기 위해, 전기 피드백 유닛, 전자기계 피드백 유닛 또는 전자기 피드백 유닛이 제공되는 것을 특징으로 하는 조작장치(10).
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