WO2011091993A1 - Eingabevorrichtung - Google Patents

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WO2011091993A1
WO2011091993A1 PCT/EP2011/000325 EP2011000325W WO2011091993A1 WO 2011091993 A1 WO2011091993 A1 WO 2011091993A1 EP 2011000325 W EP2011000325 W EP 2011000325W WO 2011091993 A1 WO2011091993 A1 WO 2011091993A1
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input device
touch
sensitive surface
input
movement
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PCT/EP2011/000325
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English (en)
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Inventor
Marc Rawer
Original Assignee
Johnson Controls Automotive Electronics Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures

Definitions

  • the following invention relates to an input device with a touch-sensitive surface, which has at least one sensor which is connected to an evaluation electronics.
  • Such input devices are well known in the art and are used, for example, for operation by a computer, a telephone, and the like.
  • the known from the prior art input devices are only partially or not at all for a so-called blind input, in which the user enters, for example, a sequence of numbers in the input device, without looking at it.
  • the object is achieved with an input device with a touch-sensitive surface, which has at least one sensor which is connected to an evaluation electronics and which has a motor means which moves the surface at least in sections due to a touch.
  • the present invention relates to an input device, for example a telephone, a computer, a navigation system and / or an infotainment system.
  • the input device according to the invention is provided in particular in a motor vehicle and there very particularly preferably in the area of the dashboard.
  • Inventive input device may be in a component, for example a
  • Dashboard be installed or freestanding provided.
  • the input device has a touch-sensitive surface with at least one sensor, which is connected to an evaluation electronics.
  • This touch-sensitive surface can be operated, for example, with a finger or other input means detected by the sensor. Both pulling, i. Movements parallel to the touch-sensitive surface as well as pressing, d. H. directed perpendicular to the touch-sensitive surface movements, in particular pressure movements are detected.
  • the input device has a motor means which moves the surface at least in sections due to a movement of the input means, ie for example a finger.
  • a movement of the input means ie for example a finger.
  • the user has the impression of feeling a "virtual input element", for example a key, displayed on the touch-sensitive surface by movements of the input means, for example a finger, parallel to the touch-sensitive
  • the user has the feeling that the surface is between two
  • the input device for the movement of the touch-sensitive surface, the input device according to the invention comprises at least one motor means.
  • This motor means is preferably controlled by a computer means which receives signals from the sensor (s) of the
  • the movement occurs within less than 200 ms.
  • the distance is less than 0.5 mm.
  • the acceleration of the surface is so great that it is perceived by the sense of touch of the user.
  • the input device comprises at least one, more preferably two, even more preferably three, and most preferably four motor means which are themselves
  • each located in the corner of the touch-sensitive surface preferably each located in the corner of the touch-sensitive surface.
  • These motors can be controlled simultaneously or independently by the computer means.
  • the motors can perform uniform or different movements.
  • the engine means is a
  • This preferred embodiment of the input device has the advantage that the movement of the touch-sensitive surface can be performed very quickly and very precisely and silently for the user.
  • the input device has a plurality of sensors which are each connected to the evaluation electronics, for example a computer means.
  • a contact movement d. H. a movement in which, for example, a finger on the touch-sensitive
  • the touch-sensitive surface has a display on which
  • the input element is, for example, the keys needed to operate a telephone, i. H. comprising at least the individual input elements of the numbers 0 - 9 and a diamond and a star key.
  • the input device can also be provided freestanding.
  • the input device according to the invention for example, the car phone, the navigation system, a computer and the infotainment system of the motor vehicle can be operated.
  • Fig. 2 shows the input device with a virtual keypad.
  • Fig. 3 shows the input device with a virtual "jog dial wheel”.
  • 1 shows a schematic exploded view of an input device 1 designed according to the invention.
  • the input device 1 comprises a preferably provided front panel 2 and a display module 3 with a touch-sensitive surface 4.
  • the input device has a motor means P1 - P4, which in the present case is designed as four individual motors, which are preferably each in the
  • Edge region of the touch-sensitive surface are arranged and these drive selectively.
  • the motors are piezo actuators whose movement is indicated by the double arrow D1 and which transmit their movement to the touch-sensitive surface 4 in order to move it, as indicated by the second double arrow D2.
  • the piezo actuators may have a transmission which is provided between the piezoelectric element and the surface 4.
  • the piezoactuators preferably in combination with a transmission, accelerate the surface so much that this acceleration is perceived by the user due to his sense of touch.
  • Behind an electronics 5, such as a computer, is preferably a housing 6.
  • the display module 3 is for example a TFT (thin film transistor) display module.
  • FIG. 2 shows the input device according to FIG. 1 with a keypad 7 shown on the display module 3, as is typically used for a telephone.
  • a function associated with an electronic system e.g.
  • the virtual individual keys 10 (referred to in the English literature with “dial buttons") shown on the display module 3 each have a circular segment shape and form a common one a circle. Again, by selecting the individual keys 10 (only a few of which are identified by a reference numeral), functions associated with an electronic system can be activated.
  • the user touches the touch-sensitive surface 4 in one place.
  • This position of the initial contact of the touch-sensitive surface 4 is detected by a sensor. If a computer means by evaluating the
  • the senor also detects a movement perpendicular to the touch-sensitive surface, for example a pressure movement.
  • a movement perpendicular to the touch-sensitive surface for example a pressure movement.
  • the touch-sensitive surface also moves back and forth and thus gives a user the impression actually, for example, pressed a button.
  • P1..P4 motor means, piezo actuator

Abstract

Die folgende Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung mit einer berührungssensitiven Oberfläche, die mindestens einen Sensor aufweist, der mit einer Auswerteelektronik verbunden ist.

Description

Eingabevorrichtung
Die folgende Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung mit einer berührungssensitiven Oberfläche, die mindestens einen Sensor aufweist, der mit einer Auswerteelektronik verbunden ist.
Derartige Eingabevorrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden beispielsweise zur Bedienung von einem Computer, einem Telefon und dergleichen eingesetzt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Eingabevorrichtungen eignen sich jedoch nur bedingt oder gar nicht für eine sogenannte Blindeingabe, bei der der Benutzer beispielsweise eine Zahlenfolge in die Eingabevorrichtung eingibt, ohne darauf zu sehen.
Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Eingabevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe mit einer Eingabevorrichtung mit einer berührungssensitiven Oberfläche, die mindestens einen Sensor aufweist, der mit einer Auswertungselektronik verbunden ist und die ein Motormittel aufweist, das die Oberfläche aufgrund einer Berührung zumindest abschnittsweise bewegt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung, beispielsweise eines Telefons, eines Computers, eines Navigationssystems und/oder eines Infotainmentssystems. Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug und dort ganz besonders bevorzugt im Bereich des Armaturenbrettes vorgesehen. Die
erfindungsgemäße Eingabevorrichtung kann in ein Bauteil, beispielsweise ein
Armaturenbrett eingebaut oder freistehend vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung weist eine berührungssensitive Oberfläche mit mindestens einem Sensor auf, der mit einer Auswerteelektronik verbunden ist. Diese berührungssensitive Oberfläche kann beispielsweise mit einem Finger oder einem anderen Eingabemittel, das von dem Sensor erfasst wird, bedient werden. Dabei können sowohl ziehende, d.h. Bewegungen parallel zu der berührungssensitiven Oberfläche als auch drückende, d. h. senkrecht zur berührungssensitiven Oberfläche gerichtete Bewegungen, insbesondere Druckbewegungen, erfasst werden.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Eingabevorrichtung ein Motormittel aufweist, das die Oberfläche aufgrund einer Bewegung des Eingabemittels, d.h. beispielsweise eines Fingers, zumindest abschnittsweise bewegt. Dadurch ist es beispielsweise möglich oder hat der Benutzer den Eindruck, ein auf der berührungssensitiven Oberfläche dargestelltes, „virtuelles Eingabeelementes", beispielsweise eine Taste, zu fühlen. Durch Bewegungen des Eingabemittels, beispielsweise eines Fingers, parallel zu der berührungssensitiven
Oberfläche hat der Benutzer beispielsweise das Gefühl, dass sich zwischen zwei
„virtuellenTasten" ein Spalt befindet, obwohl die berührungssensitive Oberfläche plan ist, weil sich beispielsweise die berührungssensitive Oberfläche, sobald der Finger die Tastengrenze erreicht, sich von dem Finger wegbewegt und sich wieder zu dem Finger hinbewegt sobald der Finger die nächste„virtuelle Taste" zumindest teilweise überdeckt.
Für die Bewegung der berührungssensitiven Oberfläche weist die Eingabevorrichtung erfindungsgemäß mindestens ein Motormittel auf. Dieses Motormittel wird vorzugsweise von einem Computermittel gesteuert, das Signale von dem/den Sensor(en) der
berührungssensitiven Oberfläche erhält und aufgrund dieser Signale das Motormittel und damit die Bewegung der berührungssensitiven Oberfläche steuert. Vorzugsweise erfolgt die Bewegung innerhalb von weniger als 200 ms. Besonders bevorzugt beträgt der Weg weniger als 0,5 mm. Vorzugsweise ist die Beschleunigung der Oberfläche so groß, dass sie von dem Tastsinn des Benutzers wahrgenommen wird.
Vorzugsweise weist die Eingabevorrichtung mindestens einen, besonders bevorzugt zwei, noch mehr bevorzugt drei und am meisten bevorzugt vier Motormittel auf, die sich
vorzugsweise jeweils im Eckbereich der Berührungssensitiven Oberfläche befinden. Diese Motoren können gleichzeitig oder unabhängig voneinander von dem Computermittel angesteuert werden. Die Motoren können gleichförmige oder unterschiedliche Bewegungen ausführen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Motormittel um einen
Piezzoaktuator. Diese bevorzugte Ausführungsform der Eingabevorrichtung hat den Vorteil, dass die Bewegung der berührungssensitiven Oberfläche sehr schnell und sehr präzise sowie für den Benutzer geräuschlos durchgeführt werden kann.
Vorzugsweise weist die Eingabevorrichtung mehrere Sensoren auf, die jeweils mit der Auswerteelektronik, beispielsweise einem Computermittel, verbunden sind. Durch die
Vielzahl von Sensoren ist es insbesondere möglich, eine Berührungsbewegung zu erkennen, d. h. eine Bewegung, bei der beispielsweise ein Finger über die berührungssensitive
Oberfläche streicht. Dieselbe Wirkung wird jedoch auch mit einem sogenannten
„Touchscreen" erzielt. Eine Touchscreen kann eine Berührungsbewegung erkennen. Desweiteren ist es bevorzugt, dass die Sensoren zumindest teilweise auch Druck- und/oder Impulssensitiv vorgesehen sind, so dass von der Auswerteelektronik beispielsweise das Drücken einer virtuellen Taste erkannt werden kann.
Vorzugsweise sind die Sensoren so angeordnet, dass ein Sensor ein Eingabeelement mit mindestens einer Einzeleingabegrenze definiert. Dadurch kann von der Auswerteelektronik erkannt werden, wenn dieses Eingabeelement berührt wird, bzw. wenn sich das
Eingabemittel von einem Eingabeelement zu dem nächsten Eingabeelement bewegt. Sobald eine derartige Einzeleingabegrenze überschritten wird, vollführt die berührungssensitive Oberfläche eine Bewegung, so dass ein Benutzer, ohne die Eingabevorrichtung zu betrachten, erkennt, dass er sich von einem Eingabeelement zum nächsten bewegt hat.
Vorzugsweise weist die Berührungssensitive Oberfläche ein Display auf, auf der
beispielsweise ein oder mehrere Eingabeelemente dargestellt sind. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Eingabeelement um beispielsweise um die Tasten, die für die Bedienung eines Telefons benötigt werden, d. h. die mindestens die Einzeleingabeelemente der Zahlen 0 - 9 sowie eine Rauten- und ein Sterntaste umfassen.
Vorzugsweise ist die Eingabevorrichtung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere im
Armaturenbrett oder im Bereich der Mittelkonsole vorgesehen. Die Eingabevorrichtung kann aber auch freistehend vorgesehen sein. Mit der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung kann beispielsweise das Autotelefon, das Navigationssystem, ein Computer sowie das Infotainmentsystem des Kraftfahrzeugs bedient werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1 - 3 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Eingabevorrichtung, in Explosionsdarstellung.
Fig. 2 zeigt die Eingabevorrichtung mit einem virtuellen Tastenfeldes.
Fig. 3 die zeigt die Eingabevorrichtung mit einem virtuellen„Jog Dial Wheel". Fig. 1 zeigt in schematischer Explosionsdarstellung eine erfindungsgemäß ausgestaltete Eingabevorrichtung 1. Die Eingabevorrichtung 1 umfasst eine vorzugsweise vorgesehene Frontblende 2 und ein Displaymodul 3 mit einer berührungssensitiven Oberfläche 4.
Des Weiteren weist die Eingabevorrichtung ein Motormittel P1 - P4 auf, das in dem vorliegenden Fall als vier Einzelmotoren ausgeführt ist, die vorzugsweise jeweils im
Randbereich der berührungssensitiven Oberfläche angeordnet sind und diese wahlweise antreiben. In dem vorliegenden Fall sind die Motoren Piezzoaktuatoren, deren Bewegung durch den Doppelpfeil D1 angedeutet ist und die ihre Bewegung auf die berührungssensitive Oberfläche 4 übertragen, um dieses ihrerseits, wie durch den zweiten Doppelpfeil D2 angedeutet, zu bewegen. Die Piezzoaktuatoren können ein Getriebe aufweisen, das zwischen dem Piezzoelement und der Oberfläche 4 vorgesehen ist. Die Piezzoaktuatoren, vorzugsweise in Kombination mit einem Getriebe beschleunigen die Oberfläche so stark, dass diese Beschleunigung von dem Benutzer aufgrund seines Tastsinns wahrgenommen wird. Hinter einer Elektronik 5, beispielsweise einem Computer, befindet sich vorzugsweise ein Gehäuse 6. Bei dem Displaymodul 3 handelt es sich zum Beispiel um ein TFT-(Thin Film Transistor)-Displaymodul.
Fig. 2 zeigt die Eingabevorrichtung gemäß Figur 1 mit einem auf dem Displaymodul 3 dargestellten Tastenfeld 7, wie es typischerweise für ein Telefon zum Einsatz kommt. Durch Anwählen jeder der Einzeltasten 8 kann jeweils eine mit einem (nicht dargestellten) elektronischen System verknüpfte Funktion (z.B. eine Eingabe einer Ziffer einer
telefonischen Rufnummer) aktiviert werden. Bei Annäherung eines Objekts, beispielsweise eines Fingers, an die berührungssensitive Oberfläche 4 werden von einer (nicht dargestellten) Sensorik gelieferte Sensordaten, die insbesondere kennzeichnend sind für eine Relativbewegung und/oder einer Relativposition, gewonnen und mittels geeigneter Auswertemittel ausgewertet. Beispielsweise berührt ein Benutzer zunächst die
berührungssensitive Oberfläche 4. Diese Position der anfänglichen Berührung der berührungssensitiven Oberfläche 4 wird durch Auswertung der Sensordaten erkannt. Ferner wird durch Auswertung der Sensordaten erkannt, wenn der Nutzer beim Ziehen des Fingers Z über die berührungssensitive Oberfläche 4 eine Einzeltastengrenze überstreicht. Als Antwort auf das Überstreichen der Einzeltastengrenze werden von einem Computermittel, das mit der Sensorik der berührungssensitiven Oberfläche und dem Motormittel P1 , P2, P3, P4 verbunden ist, dieses Motomittel angesteuert, das, wie durch den dritten Doppelpfeil D3 angedeutet, das Displaymodul 3 von einer Ausgangsposition in eine Endposition zieht. Wenn das Computermittel durch Auswertung der Sensordaten erkennt, dass der Finger Z des Nutzers sich bei fortgesetzter Bewegung wieder von der Einzeltastengrenze entfernt, wird das Motormittel P1 , P2, P3, P4 wieder angesteuert, um das Displaymodul 3 in seine
Ausgangsposition zurückzufahren. Dabei wird beim Nutzer ein Eindruck hervorgerufen, als ob der Nutzer die Grenze zwischen den virtuellen Einzeltasten 8„fühlt". Zur besseren Orientierung und/oder Identifizierung der Einzeltasten 8 kann wenigstens eine der
Einzeltasten 8 speziell markiert sein.
Fig. 3 die zeigt die Eingabevorrichtung mit einem virtuellen„Jog Dial Wheel". Bei diesem Tastenfeld 9 haben die auf dem Displaymodul 3 dargestellten virtuellen Einzeltasten 10 (in der englischen Literatur mit„dial Buttons" bezeichnet) jeweils eine Kreissegment -Form und bilden gemeinsam einen Kreis. Wiederum sind durch Anwahl der Einzeltasten 10 (von denen nur einige durch ein Bezugszeichen gekennzeichnet sind) mit einem elektronischen System verknüpfte Funktionen aktivierbar.
Beispielsweise berührt der Nutzer die berührungssensitive Oberfläche 4 an einer Stelle. Diese Position der anfänglichen Berührung der berührungssensitiven Oberfläche 4 wird von einer Sensorik erkannt. Wenn ein Computermittel durch Auswertung der
Sensordaten erkennt, dass der Finger Z des Nutzers beim Bewegen über die
Einzeltasten 10 in die räumliche Nähe einer Grenze einer Einzeitaste 10 gelangt, wird das Motormittel P1 , P2, P3, P4 angesteuert, die, wie durch den vierten Doppelpfeil D4 angedeutet das Displaymodul 3 und/oder die berührungssensitive Oberfläche 4
beispielsweise rückwärts ziehen. Erkennt die Sensorik, dass der Finger Z des Nutzers diese Grenze überstrichen hat, wird das Motormittel P1 , P2, P3, P4 wiederum
angesteuert, um das Displaymodul 3 und/oder die berührungssensitive Oberfläche 4 wieder in seine Standardposition zurückzufahren. Dabei wird beim Nutzer ein Eindruck hervorgerufen, als ob der Nutzer die Grenze zwischen den virtuellen Einzeltasten 9 „fühlt".
Der Fachmann versteht, dass es bevorzugt ist, dass die Sensorik auch eine Bewegung senkrecht zur berührungssensitiven Oberfläche, beispielsweise eine Druckbewegung erkennt. Vorzugsweise bewegt sich aufgrund dieser Bewegung die berührungssensitive Oberfläche ebenfalls vor und zurück und vermittelt damit einem Nutzer den Eindruck tatsächlich beispielsweise eine Taste gedrückt zu haben. Bezugszeichenliste
1 Eingabevorrichtung
2 Frontblende
3 Displaymodul
4 berührungssensitiven Oberfläche
5 Elektronik, Computermittel
6 Gehäuse
7 Tastenfeld
8 Einzeltasten
9 Tastenfeld
10 Einzeltasten
P1..P4 Motormittel, Piezzoaktuator
D1 , D4 Doppelpfeile
Z Finger

Claims

Patentansprüche:
1. Eingabevorrichtung (1 ) mit einer berührungssensitiven Oberfläche (4), die mindestens einen Sensor aufweist, der mit einer Auswertungselektronik verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Motormittel (P1 - P4) aufweist, das die Oberfläche (4) aufgrund einer Berührung zumindest abschnittsweise bewegt.
2. Eingabevorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Motormittel mindestens ein, vorzugsweise zwei, noch mehr bevorzugt drei und am meisten bevorzugt vier oder mehr Motoren aufweist.
3. Eingabevorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Motormittel (P1 - P4) ein Piezzoaktuator ist.
4. Eingabevorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass es mehrere Sensoren aufweist und die Auswertungselektronik eine Berührungsbewegung erkennt.
5. Eingabevorrichtung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Oberfläche parallel und/oder senkrecht zur Berührungsbewegung bewegt.
6. Eingabevorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor ein Eingabeelement (8, 10) mit mindestens einer Einzeleingabegrenze definiert.
7. Eingabevorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswertungselektronik ein Berührungsbewegung über eine Einzeltastengrenze hinweg erkennt.
8. Eingabevorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die berührungssensitive Oberfläche (4) ein Display (3) ist.
9. Eingabevorrichtung (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem
Display ein Eingabeelement dargestellt ist. Eingabevorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist.
Eingabevorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Teil eines Infotainment-Systems ist.
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