WO2015189128A1

WO2015189128A1 - Tastfeld mit einer verbesserten berührungserkennung im randbereich

Info

Publication number: WO2015189128A1
Application number: PCT/EP2015/062668
Authority: WO
Inventors: Markus Gradl; Kai Hohmann; Ludger Kempken
Original assignee: Continental Automotive Gmbh
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2015-12-17
Also published as: DE102014211158A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tastfeld (100) mit einem Randbereich (102) und einem mittigen Bereich (103), welches ein Gitter (101) aus ersten und zweiten Elektroden (104, 105) aufweist, das den Randbereich und den mittigen Bereich des Tastfeldes zumindest teilweise abdeckt. Dabei weisen die Kreuzungspunkte (106) der ersten und zweiten Elektroden des Gitters in dem Randbereich des Tastfeldes eine höhere Dichte auf als in dem mittigen Bereich des Tastfeldes, wodurch das Tastfeld in dem Randbereich eine höhere Auflösung für die Berührungsdetektion bereitstellt.

Description

Beschreibung

Tastfeld mit einer verbesserten Berührungserkennung im Rand^¬ bereich

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Berüh^¬ rungserkennung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Tastfeld, eine Benutzerbedieneinheit, ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Tastfeldes.

Technischer Hintergrund Moderne Personenkraftfahrzeuge und Lastkraftfahrzeuge können Benutzerbedieneinheiten aufweisen, mit welchen der Fahrzeug^¬ führer über ein Tastfeld den Bordcomputer, das Multimediasystem, das Navigationsgerät oder andere Systeme des Fahrzeugs bedienen kann. Dabei kann bei dem Tastfeld die Genauigkeit der Berüh- rungserkennung im Randbereich des Tastfelds geringer sein, da nur ein Teil des Fingers auf dem Tastfeld aufliegt . Mit anderen Worten kann in diesem Fall der Finger im Randbereich des Tastfeldes mit einer reduzierten Anzahl an Sensoren detektiert werden, was die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit der Erkennung der Berührung des Tastfeldes verringert.

Außerdem können Tastfelder insbesondere in Fahrzeugen durch elektromagnetische Strahlungen von anderen elektrischen Geräten gestört werden. Mit anderen Worten können elektromagnetische Signale von anderen elektrischen Geräten falsche Signale beim Tastfeld erzeugen.

Da im Randbereich des Tastfeldes weniger Sensoren für die Detektion einer Berührung zur Verfügung stehen, kann das Signal-Rausch-Verhältnis im Randbereich des Tastfeldes redu^¬ ziert sein. Um trotzdem eine zuverlässige Fingererkennung realisieren zu können, können die Detektionsschwellen des Tastfeldes im Randbereich herabgesetzt werden. Jedoch kann ein geringeres Signal-Rausch-Verhältnis zu einer reduzierten Ge^¬ nauigkeit des Tastfeldes führen. Ferner kann ein Herabsetzen der Detektionsschwellen zu einer höheren Störempfindlichkeit des Tastfeldes führen.

Die oben genannten Probleme können ferner verringert werden, indem durch elektromagnetische Strahlen hervorgerufenen Stö^¬ rungen in der Signalverarbeitungskette durch Filterung möglichst stark unterdrückt werden. Um die Berührungserkennung im Rand^¬ bereich zu verbessern, können die Erkennungsschwellen zumindest im Randbereich herabgesetzt werden und die Fingererkennung im Randbereich auf angeschnittene Fingerformen spezialisiert werden. Ferner kann die Fingererkennung auch dadurch verbessert werden, dass die Sensorik bis über die Haptikgrenze hinaus ausgedehnt wird, wenn es der Bauraum des Tastfeldes bzw. der Benutzerbedieneinheit zulässt. Ferner können die Randsensoren verstärkt werden, was aber wiederum eine Verringerung des Signal-Rausch-Verhältnis nach sich ziehen kann. Außerdem können auch hybride Messverfahren für Tastfelder eingesetzt werden, die beispielsweise eine zusätzliche optische Berührungsdetektion beinhalten, was allerdings mit Mehrkosten verbunden sein kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Tastfeld mit einer verbesserten Berührungserkennung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände des Hauptanspruchs und der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Weiterbildungen und

Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen, der nach^¬ folgenden Beschreibung sowie den Figuren zu entnehmen.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Tastfeld mit einem Randbereich und einem mittigen Bereich. Das Tastfeld weist ein den Randbereich und den mittigen Bereich des Tastfeldes zumindest teilweise abdeckendes Gitter von ersten Elektroden und zweiten Elektroden auf, wobei jede erste Elektrode jeweils für eine Kapazitätsmessung entlang einer Erstre- ckungsrichtung der jeweiligen ersten Elektrode ausgeführt ist und wobei jede zweite Elektrode jeweils für eine Kapazitäts- messung entlang einer Erstreckungsrichtung der jeweiligen zweiten Elektrode ausgeführt ist. Dabei weist das Gitter eine Mehrzahl von Kreuzungspunkten der Erstreckungsrichtungen der ersten Elektroden mit den Erstreckungsrichtungen der zweiten Elektroden auf. Ferner weist das Gitter in dem Randbereich des Tastfeldes eine höhere Dichte an Kreuzungspunkten auf als in dem mittigen Bereich des Tastfeldes.

Mit anderen Worten kann ein Kerngedanke der vorliegenden Er^¬ findung darin gesehen werden, dass ein Tastfeld bereitgestellt wird, welches im Randbereich eine höhere Auflösung für die

Berührungsdetektion aufweist. Das heißt, dass eine Berührung bzw. ein Finger im Randbereich mit einer größeren Anzahl an Sensoren detektiert werden kann und/oder dass das Tastfeld im Randbereich eine höhere Redundanz an Sensoren aufweisen kann. Durch diese größere Anzahl an Sensoren im Randbereich weist das Tastfeld im Randbereich auch ein höheres Signal-Rausch- Verhältnis auf, was wiederum die Störung durch elektromagne^¬ tische Strahlung von benachbarten Elektronik-Komponenten verringern kann. Durch diese verbesserte Detektion von Be- rührungen im Randbereich des Tastfeldes ist es zudem möglich, komplexere Designs von Tastfeldern bereitzustellen. Zum Beispiel können Tastfelder mit einer gekrümmten Oberfläche und/oder randlose Tastfelder konstruiert werden. Ferner ist es möglich, Tastfelder mit einer real vergrößerten Bedienfläche im Vergleich zu bisher nutzbaren Flächen von Tastfeldern bereitzustellen. Außerdem ist es mit dem Tastfeld gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Erkennungsempfindlichkeit im Randbereich des Tastfeldes zu erhöhen, ohne dass das Tastfeld im Randbereich gegenüber elektromagnetischen Störungen empfindlicher wird. Ferner kann durch das erfindungsgemäße Gitter mit der höheren Dichte im Randbereich auf Filterelemente, insbesondere auf nachgeschaltete Softwarefilter, verzichtet werden, wodurch dynamisch präziser bzw. weniger träge auf schnelle Bewegungen und Gesten der Berührung reagiert werden kann.

Mit anderen Worten kann das Layout eines kapazitiven Tastfeldes im Randbereich kleinere Sensoren sowie eine höhere Dichte an Sensoren aufweisen. Hingegen besteht die Möglichkeit, die Anzahl der Sensoren im mittigen Bereich des Tastfeldes zu reduzieren, da im mittigen Bereich der komplette Finger für die Berüh^¬ rungserkennung zur Verfügung steht. Ferner ist es möglich, das Layout der kapazitiven Sensoren linear oder nicht-linear über die Fläche des Tastfeldes zu verteilen.

Im Kontext der vorliegenden Erfindung kann unter einem Tastfeld beispielsweise ein kapazitives Tastfeld bzw. Sensorfeld ver- standen werden. Mit anderen Worten kann das Tastfeld dazu ausgeführt sein, eine Berührung bzw. Geste zu detektieren und zu lokalisieren und kann ohne Tasten ausgeführt sein. Beispiels^¬ weise kann es sich dabei um ein Touchpad und/oder um ein Touchscreen zur Berührungsdetektion bzw. zur Gestenerkennung handeln. Dabei kann das Tastfeld mit oder ohne integrierter Anzeigeeinheit bereitgestellt sein. Beispielsweise ist das Tastfeld in einer Benutzerbedieneinheit eines Fahrzeugs inte^¬ griert . Das Tastfeld kann ferner eine einen Rand aufweisende Berüh^¬ rungsfläche umfassen, wobei der Randbereich einen Bereich der Berührungsfläche in der Nähe des Randes der Berührungsfläche bezeichnen kann, wohingegen der mittige Bereich einen Bereich der Berührungsfläche, der ungefähr in der Mitte der Berührungsfläche angeordnet ist, bezeichnen kann. Dabei können der Randbereich und der mittige Bereich des Tastfeldes einen fließenden Übergang aufweisen. Das heißt, dass der Randbereich und der mittige Bereich keine scharfen Abgrenzungen aufweisen müssen. Mit anderen Worten kann das Gitter eine gegen den Rand des Tastfeldes hin kontinuierlich größer werdende Dichte an Kreuzungspunkten aufweisen . Die ersten und zweiten Elektroden können für eine Kapazitäts^¬ messung zur Detektion und zur Lokalisierung einer Berührung des Tastfeldes ausgeführt sein. Dabei können die ersten und zweiten Elektroden eine Längsausdehnung aufweisen und zum Beispiel streifenförmig ausgebildet sein. Das heißt, dass die Erstre- ckungsrichtung einer ersten bzw. zweiten Elektrode einer Richtung der Längsausdehnung der ersten bzw. zweiten Elektrode entsprechen kann. Dabei kann die Erstreckungsrichtung linear oder nicht-linear sein. Beispielsweise kann eine erste bzw. zweite Elektrode eine gekrümmte, eine bogenförmige, eine kreissegmentförmige oder eine andere Ausdehnung bzw. Erstre^¬ ckungsrichtung aufweisen. Ferner können die longitudinalen Elektroden eine Mehrzahl von Elektrodenflächen bzw. Sensorfelder aufweisen, die beispielsweise diamantförmig ausgebildet sein können oder eine andere Form aufweisen können. Im Kontext der vorliegenden Erfindung kann eine erste bzw. zweite Elektrode in einem weiten Sinne verstanden werden. Beispielsweise kann unter einer ersten bzw. zweiten Elektrode eine streifenförmige Elektrode und/oder eine Mehrzahl von Sensorfeldern bzw. Elek- trodenflächen verstanden werden, die entlang einer Längsrichtung angeordnet sind und elektrisch miteinander verbunden sind. Die elektrische Verbindung der Elektrodenflächen bzw. Sensorfelder kann über eine Verdrahtung realisiert sein, wobei die Verdrahtung der Sensorfelder bzw. Elektrodenflächen einer ersten bzw.

zweiten Elektrode kann beispielsweise zu einem Wesentlichen Teil außerhalb des Tastfeldes angeordnet sein. Beispielsweise sind die entlang einer Längsrichtung angeordneten Sensorfelder bzw. Elektrodenflächen einer ersten bzw. zweiten Elektrode über mikrofeine Drähte miteinander verbunden. Zum Beispiel können die Sender-Elektroden jeweils als eine Mehrzahl von miteinander verdrahteten Sensorfeldern bzw. Elektrodenflächen ausgeführt sein und die Empfänger-Elektroden können jeweils als longitu- dinale Streifen-Elektroden ausgeführt sein. Ferner können die ersten Elektroden von den zweiten Elektroden elektrisch isoliert sein. Dies kann beispielsweise durch eine mehrschichtigen Aufbau oder durch eine entsprechende Verdrahtung der Elektroden re^¬ alisiert sein. Die ersten bzw. zweiten Elektroden können dazu ausgeführt sein, jeweils entlang ihrer Erstreckungsrichtung eine Kapazitäts^¬ messung vorzunehmen. Mit anderen Worten können die ersten Elektroden und die zweiten Elektroden jeweils separat eine Kapazitätsmessung vornehmen. Alternativ können Kapazitäts^¬ messungen an Kreuzungspunkten zwischen den ersten und zweiten Elektroden erfolgen. Das heißt, dass zwischen den ersten und zweiten Elektroden eine gemeinsame Kapazitätsmessung erfolgen kann. Beispielsweise kann eine Steuereinrichtung mittels der ersten und zweiten Elektroden eine Kapazitätsmessung durchführen und kann mittels der Kapazitätsmessung eine Erkennung und eine Lokalisierung einer Berührung durchführen. Dabei muss nicht direkt die Kapazität gemessen werden, sondern es können auch andere Größen gemessen werden, die mit der Kapazität zusam^¬ menhängen .

Dabei kann das Gitter sich kreuzende erste und zweite Elektroden aufweisen, welche die Kreuzungspunkte der longitudinalen Elektroden definieren. Beispielsweise kann das Gitter hori^¬ zontale zweite Elektroden und vertikale erste Elektroden aufweisen, wobei die horizontalen zweiten Elektroden in einer zweiten Schicht und die horizontalen ersten Elektroden in einer ersten Schicht angeordnet sein können oder umgekehrt. Unter der höheren Dichte der Kreuzungspunkte in dem Randbereich des

Tastfeldes kann verstanden werden, dass die Anzahl der Kreu^¬ zungspunkte der ersten und zweiten Elektroden pro Flächeneinheit im Randbereich des Tastfeldes größer ist als die Anzahl der Kreuzungspunkte der ersten und zweiten Elektroden pro Flä- cheneinheit im mittigen Bereich des Tastfeldes. Dies wiederum kann bedeuten, dass ein Abstand zwischen zwei benachbarten, im Wesentlichen parallelen ersten bzw. zweiten Elektroden im Randbereich des Tastfeldes kleiner sein kann als der Abstand zwischen zwei benachbarten, im Wesentlichen parallelen ersten bzw. zweiten Elektroden im mittigen Bereich des Tastfeldes. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die ersten Elektroden und/oder die zweiten Elektroden eine geradlinige Ausdehnung auf. Mit anderen Worten können die ersten bzw. zweiten Elektroden als gerade Streifen ausgebildet sein. Solche longitudinalen Elek^¬ troden mit einer geradlinigen Ausdehnung können einfach in der Herstellung sein. Ferner kann auch eine Umrechnung einer Position einer Berührung in kartesische Koordinaten wenig Aufwand er- fordern.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Er^¬ findung weisen die ersten Elektroden und/oder die zweiten Elektroden zumindest teilweise eine gekrümmte Ausdehnung auf. Vorzugsweise können die ersten und zweiten Elektroden ein kissenförmiges Gitter ausbilden.

Dabei kann es sich um ein flaches kissenförmiges Gitter handeln. Mit anderen Worten können die ersten bzw. zweiten Elektroden als Streifen mit einer Krümmung ausgebildet sein. Dadurch kann ermöglicht werden, dass die Dichte an Kreuzungspunkten im gesamten Randbereich des Tastfeldes im Wesentlichen gleich ist. Beispielsweise kann die Dichte an Kreuzungspunkten in Eckbe^¬ reichen des Tastfeldes ungefähr gleich sein wie in restlichen Randbereichen des Tastfeldes . Auf diese Weise kann mit dem Gitter von ersten und zweiten Elektroden das Tastfeld effektiv abgedeckt werden, so dass der gesamte Randbereich in randumlaufender Richtung des Tastfeldes ungefähr die gleiche Auflösung für die Berührungserkennung zur Verfügung stellen kann.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Er^¬ findung ist die Dichte an Kreuzungspunkten der ersten und zweiten Elektroden in dem Randbereich des Tastfeldes mindestens doppelt so groß als die Dichte an Kreuzungspunkten der ersten und zweiten Elektroden in dem mittigen Bereich des Tastfeldes. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Er^¬ findung sind die ersten Elektroden als Sender-Elektroden und die zweiten Elektroden als Empfänger-Elektroden ausgeführt, wobei das Tastfeld eine erste Schicht mit den Sender-Elektroden und eine zweite Schicht mit den Empfänger-Elektroden aufweist. Dabei sind die erste Schicht und die zweite Schicht derart übereinander angeordnet, dass die Empfänger-Elektroden und die Sender- Elektroden das Gitter bilden und die Kreuzungspunkte definieren. Ferner ist ein Abstand zwischen zwei benachbarten Kreuzungs- punkten, welche von zwei benachbarten Sender-Elektroden und einer Empfänger-Elektrode in dem Randbereich des Tastfeldes definiert werden, kleiner als ein Abstand zwischen zwei be^¬ nachbarten Kreuzungspunkten, welche von zwei benachbarten Sender-Elektroden und einer Empfänger-Elektrode in dem mittigen Bereich des Tastfeldes definiert werden. Außerdem ist ein Abstand zwischen zwei benachbarten Kreuzungspunkten, welche von zwei benachbarten Empfänger-Elektroden und einer Sender-Elektrode in dem Randbereich des Tastfeldes definiert werden, kleiner als ein Abstand zwischen zwei benachbarten Kreuzungspunkten, welche von zwei benachbarten Empfänger-Elektroden und einer Sender- Elektrode in dem mittigen Bereich des Tastfeldes definiert werden .

Dabei kann im Kontext der vorliegenden Erfindung unter einer Sender-Elektrode eine Transmitter-Elektrode bzw. eine soge^¬ nannte tx-Elektrode verstanden werden. Ferner kann unter einer Empfänger-Elektrode eine Receiver-Elektrode bzw. eine soge^¬ nannte rx-Elektrode verstanden werden. Die erste Schicht mit den Sender-Elektroden und die zweite Schicht mit den Empfänger- Elektroden können außerdem übereinander angeordnet sein, wobei zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet sein kann. Die Be- rührungsdetektion kann nun als Kapazitätsmessung zwischen der Sender-Elektrode der ersten Schicht und der Empfänger-Elektrode der zweiten Schicht erfolgen. Außerdem können die Sender- Elektroden beispielsweise als horizontal angeordnete Elektroden und die Empfänger-Elektroden beispielsweise als vertikal an- _n

geordnete Elektroden ausgebildet sein oder umgekehrt. Ferner kann auch ein ein-schichtiger aufbau vorgesehen sein, bei dem die ersten und zweiten Elektroden durch eine außerhalb des Tastfeldes vorgesehene Verdrahtung isoliert sind.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Er^¬ findung weisen die ersten Elektroden und/oder die zweiten Elektroden jeweils eine Mehrzahl von miteinander verdrahteten Elektrodenflächen auf, wobei jede Elektrodenfläche der Mehrzahl von miteinander verdrahteten Elektrodenflächen jeweils einen Flächeninhalt aufweist, der von der Dichte an Kreuzungspunkten des Gitters in einer Umgebung der jeweiligen Elektrodenfläche in dem Gitter abhängt .

Mit anderen Worten kann der Flächeninhalt bzw. die Größe der Elektrodenflächen mit den Gitterabständen skalieren. Dabei kann im Kontext der vorliegenden Erfindung unter einer Elektroden^¬ fläche ein Sensorfeld der ersten bzw. zweiten Elektroden verstanden werden.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Flächeninhalt einer Elektrodenfläche im mittigen Bereich des Tastfeldes um einen Faktor >1,5 größer als ein Flächeninhalt einer Elektrodenfläche im Randbereich des Tastfeldes.

Mit anderen Worten kann eine Elektrodenfläche immittigen Bereich des Tastfeldes gegenüber einer Elektrodenfläche im Randbereich des Tastfeldes um die Hälfte vergrößert sein. Beispielsweise kann eine Elektrodenfläche im Randbereich des Tastfeldes eine Ausdehnung von ungefähr 4 mm x 4 mm aufweisen, wohingegen eine Elektrodenfläche im mittigen Bereich des Tastfeldes eine Ausdehnung von ungefähr 5 mm x 5 mm aufweist.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Er- findung weist das Tastfeld ferner eine Steuereinrichtung auf, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgeführt ist, eine Berührung des Tastfeldes zu detektieren und zu lokalisieren. Ferner ist die Steuereinrichtung dazu ausgeführt, eine Position der Berührung in kartesischen Koordinaten zu berechnen und ein Signal mit der Position der Berührung in kartesischen Koordinaten zu erzeugen. Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung dazu ausgeführt sein, für ein Gitter mit gekrümmten ersten und/oder zweiten Elektroden eine Position der Berührung in kartesischen Koordinaten zu berechnen. Dafür kann es erforderlich sein, nicht-lineare Operationen durchzuführen. Auf diese Weise kann das Tastfeld einfacher in ein System eingebettet werden, damit andere

Komponenten die kartesischen Koordinaten nicht selber berechnen müssen .

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Benutzerbedieneinheit für ein Fahrzeug, welche ein im Kontext der vorliegenden Erfindung beschriebenes Tastfeld aufweist.

Beispielsweise kann es sich dabei um eine in einer Mittelkonsole eines Personenkraftfahrzeuges installierte Benut zerbedien- einheit handeln, mit welcher beispielsweise ein Bordcomputer, ein Multimediasystem, ein Navigationssystem und/oder ein anderes System des Fahrzeuges bedient werden kann. Durch das erfin^¬ dungsgemäße Tastfeld kann die Benutzerbedieneinheit eine er- gonomischere Form aufweisen, ohne dass die Berührungserkennung und/oder die Störempfindlichkeit verschlechtert werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches eine im Kontext der vorliegenden Erfindung beschriebene Benutzerbedieneinheit aufweist.

Beispielsweise kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraft^¬ fahrzeug, ein Personenkraftfahrzeug und/oder um ein Last^¬ kraftfahrzeug handeln. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein

Verfahren zur Herstellung eines Tastfeldes, welches die Schritte des Bereitstellens eines Tastfeldes mit einem Randbereich und einem mittigen Bereich und des BereitStellens eines den Rand^¬ bereich und den mittigen Bereich des Tastfeldes zumindest teilweise abdeckenden Gitters von ersten Elektroden und zweiten Elektroden aufweist. Dabei ist jede erste Elektrode jeweils für eine Kapazitätsmessung entlang einer Erstreckungsrichtung der jeweiligen ersten Elektrode ausgeführt und jede zweite Elektrode ist jeweils für eine Kapazitätsmessung entlang einer Erstre^¬ ckungsrichtung der jeweiligen zweiten Elektrode ausgeführt. Dabei weist das Gitter eine Mehrzahl von Kreuzungspunkten der Erstreckungsrichtungen der ersten Elektroden mit den Erstre- ckungsrichtungen der zweiten Elektroden auf. Ferner weist das Gitter in dem Randbereich des Tastfeldes eine höhere Dichte an Kreuzungspunkten auf als in dem mittigen Bereich des Tastfeldes. Dabei können die Schritte des Verfahrens in der oben genannten Reihenfolge, in einer anderen Reihenfolge oder parallel zu^¬ einander durchgeführt werden. Ferner kann das im Kontext der vorliegenden Erfindung beschriebene Tastfeld mit dem in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Daher können Merkmale und Vorteile, welche im Kontext der vorliegenden Erfindung bezüglich des Tastfeldes, der Be^¬ nutzerbedieneinheit oder des Fahrzeuges beschrieben sind, auch im Zusammenhang mit dem Verfahren gültig sein. Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der

Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle be^¬ schriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen.

Kurze Beschreibung der Figuren Fig. 1A zeigt ein Tastfeld gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung . Fig. 1B zeigt ein Tastfeld gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung .

Fig. 2 zeigt ein Tastfeld gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 3 zeigt ein Tastfeld gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung . Fig. 4 zeigt ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung .

Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Dabei können die Figuren schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt sein. Sind in der nachfolgenden Beschreibung in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen angegeben, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Gleiche oder ähnliche Elemente können aber auch mit unterschiedlichen Be^¬ zugszeichen bezeichnet sein.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen In Fig. 1A ist ein Tastfeld 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. In Fig. 1B ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darge^¬ stellt, was unter einem Randbereich 102 und einem mittigen Bereich 103 des Tastfeldes 100 verstanden werden kann. Wie es in Fig. 1B dargestellt ist, kann unter dem Randbereich 102 ein

Bereich der Fläche des Tastfeldes 100 verstanden werden, der sich in der Umgebung des Randes des Tastfeldes erstreckt. Der mittlere Bereich 103 kann einen Bereich bezeichnen, der ungefähr in der Mitte des Tastfeldes 100 lokalisiert ist bzw. nicht an den Rand angrenzt . Wie es in Fig. 1A dargestellt ist, weist das Tastfeld 100 ein Gitter 101 von ersten Elektroden 104 und zweiten Elektroden 105 auf. Beispielsweise weist das Gitter horizontal angeordnete Sender-Elektroden 105 und vertikal angeordnete Empfänger- Elektroden 104 auf, die sich an einem Kreuzungspunkt 106 kreuzen. Dabei sind die ersten Elektroden 104 und die zweiten Elektroden 105 jeweils für eine Kapazitätsmessung entlang einer Erstre- ckungsrichtung der jeweiligen ersten bzw. zweiten Elektrode ausgeführt. Dabei ist in Fig. 1A die schematische bzw. logische Verschaltung des Tastfeldes 100 dargestellt. Das bedeutet, dass die ersten bzw. zweiten Elektroden jeweils eine Mehrzahl an Elektrodenflächen bzw. Sensorfelder aufweisen können, die miteinander verdrahtet sind. Beispielsweise können die ersten bzw. zweiten Elektroden jeweils zwischen zwei benachbarten Kreuzungspunkten des Gitters 101 eine Elektrodenfläche bzw. ein Sensorfeld aufweisen, wie es beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist. Die ersten bzw. zweiten Elektroden 104 und 105 können sich dabei in verschiedenen Lagen überkreuzen. Ferner ist das Gitter 101 derart ausgebildet, dass die Abstände zwischen zwei benachbarten ersten bzw. zweiten Elektroden zum Rand des Gitters hin kleiner werden, was bedeutet, dass die Dichte an Kreuzungspunkten 106 im Randbereich des Tastfeldes 100 größer ist als im mittigen Bereich 103 des Tastfeldes 100. Bei- spielsweise ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Kreu^¬ zungspunkten 119 und 120, welche von zwei benachbarten Sen^¬ der-Elektroden 117 und 118 sowie einer Empfänger-Elektrode 116 definiert werden, kleiner als ein Abstand zwischen zwei be^¬ nachbarten Kreuzungspunkten 123 und 124, welche von zwei be- nachbarten Sender-Elektroden 122 und 121 und einer Empfän^¬ ger-Elektrode 116 in dem mittigen Bereich des Tastfeldes de^¬ finiert werden. Analog ist ein Abstand zwischen zwei benachbarten Kreuzungspunkten 110 und 111, welche von zwei benachbarten Empfänger-Elektroden 108 und 109 sowie einer Sender-Elektrode 107 in dem Randbereich des Tastfeldes definiert werden, kleiner als ein Abstand zwischen zwei benachbarten Kreuzungspunkten 114 und 115, welche von zwei benachbarten Empfänger-Elektroden 112 und 113 sowie einer Sender-Elektrode 107 in dem mittigen Bereich des Tastfeldes definiert werden.

In Fig. 1A ist der Einfachheit halber eine schematische Ver- Schaltung des Tastfeldes 100 dargestellt, bei welchem die ersten bzw. zweiten Elektroden 104 und 105 geradlinig und streifenförmig ausgebildet sind. Dies schließt jedoch nicht aus, dass die ersten bzw. zweiten Elektroden jeweils eine Mehrzahl an Elektroden^¬ flächen bzw. Sensorfelder aufweisen, die beispielsweise jeweils zwischen zwei benachbarten Kreuzungspunkten des Gitters 101 angeordnet sind und beispielsweise diamantförmig ausgebildet sind .

Die Sender-Elektroden 105 sind beispielsweise in einer ersten Schicht und die Empfänger-Elektroden 104 sind beispielsweise in einer zweiten Schicht des Tastfeldes 100 angeordnet, wobei die erste Schicht und die zweite Schicht übereinander angeordnet sind und sich eine isolierende Schicht zwischen der ersten und der zweiten Schicht befindet.

Außerdem weist das Tastfeld eine Steuereinrichtung 130 auf, welche dazu ausgeführt ist, eine Berührung des Tastfeldes zu detektieren und zu lokalisieren. Ferner ist die Steuerein^¬ richtung 130 dazu ausgeführt, kartesische Koordinaten für die Position der Berührung des Tastfeldes zu berechnen und ein entsprechendes Signal zu erzeugen. Dafür muss die Steuerein^¬ richtung 130 berücksichtigen, dass die Gitterabstände des Gitters 101 bzw. die Dichte der Kreuzungspunkte 106 im Rand^¬ bereich 102 größer ist als im mittigen Bereich 103 des Tastfeldes 100.

In Fig. 2 ist ein Tastfeld gemäß einem weiteren Ausführungs^¬ beispiel der Erfindung dargestellt. Dabei weist das Tastfeld 100 ein Gitter 101 auf, welches gekrümmte erste bzw. zweite

Elektroden 104 und 105 aufweist. Dabei bilden die gekrümmten ersten bzw. zweiten Elektroden 104 und 105 ein flaches, kis- senförmiges Gitter 101 aus. Durch dieses kissenförmige Gitter ist die Dichte an Kreuzungspunkten in den Eckbereichen des Tastfeldes im Wesentlichen gleich groß wie in den restlichen Randbereichen des Tastfeldes. Die Steuereinrichtung 130 des Tastfeldes ist dazu ausgeführt, die Krümmung der ersten bzw. zweiten Elektroden bei der Berechnung der kartesischen Koordinaten der Position der Berührung zu berücksichtigen. Dafür muss die Steuereinrichtung 130 gegebenenfalls nicht-lineare Operationen durchführen.

In Fig. 3 ist ein Tastfeld 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei weisen die ersten bzw. zweiten Elektroden des Gitters 101 jeweils eine Mehrzahl an Elektro^¬ denflächen bzw. Sensorfelder 301, 302, 303 und 304 auf. Dabei sind die weiß dargestellten Elektrodenflächen 302 an den horizontalen zweiten Elektroden angeordnet, wohingegen die schwarz darge- stellten Elektrodenflächen 301 an den vertikalen ersten

Elektroden angeordnet sind. Mit anderen Worten weisen die horizontalen longitudinalen Elektroden die weiß dargestellten Elektrodenflächen 302 und die vertikalen longitudinalen

Elektroden die schwarz dargestellten Elektrodenflächen 301 auf. In Fig. 3 ist gezeigt, dass die Elektrodenflächen 301 bis 304 eine diamantförmige Form aufweisen. Jedoch sind auch andere Formen der Elektrodenflächen 301 bis 304 denkbar. Ferner ist gezeigt, dass die Elektroden 303 im mittigen Bereich des Tastfeldes einen größeren Flächeninhalt aufweisen als die Elektroden 304 im Randbereich des Tastfeldes. Das bedeutet, dass die Flächen^¬ inhalte der Elektrodenflächen mit den Gitterabständen skalieren.

In Fig. 4 ist ein Fahrzeug 400 mit einer Benutzerbedieneinheit 401 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei die Benutzerbedieneinheit 401 ein Tastfeld 100 umfasst. Dabei ist die Benutzerbedieneinheit 401 in der Mittelkonsole des Fahrzeuges 400 angeordnet.

In Fig. 5 ist ein Flussdiagramm zu einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Verfahren weist den Schritt Sl des BereitStellens eines Tastfeldes mit einem Randbereich und einem mittigen Bereich auf. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt S2 des BereitStellens eines den Randbereich und den mittigen Bereich des Tastfeldes zumindest teilweise abdeckenden Gitters von ersten Elektroden und zweiten Elektroden. Dabei ist jede erste Elektrode jeweils für eine Kapazitätsmessung entlang einer Erstreckungsrichtung der je^¬ weiligen ersten Elektrode ausgeführt und jede zweite Elektrode ist jeweils für eine Kapazitätsmessung entlang einer Erstre^¬ ckungsrichtung der jeweiligen zweiten Elektrode ausgeführt. Dabei weist das Gitter eine Mehrzahl von Kreuzungspunkten der Erstreckungsrichtungen der ersten Elektroden mit den Erstre^¬ ckungsrichtungen der zweiten Elektroden auf. Ferner weist das Gitter in dem Randbereich des Tastfeldes eine höhere Dichte an Kreuzungspunkten der auf als in dem mittigen Bereich des Tastfeldes .

Ergänzend sei darauf hinzuweisen, dass „umfassend" oder „aufweisend" keine anderen Elemente ausschließt und „ein" oder „einer" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hinge^¬ wiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele oder Ausführungsformen beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele oder Ausführungsformen verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Tastfeld (100) mit einem Randbereich (102) und einem mittigen Bereich (103), das Tastfeld aufweisend:

ein den Randbereich und den mittigen Bereich des Tastfeldes zumindest teilweise abdeckendes Gitter (101) von ersten Elektroden (104) und zweiten Elektroden (105);

wobei jede erste Elektrode jeweils für eine Kapazitäts^¬ messung entlang einer Erstreckungsrichtung der jeweiligen ersten Elektrode ausgeführt ist;

wobei jede zweite Elektrode jeweils für eine Kapazi^¬ tätsmessung entlang einer Erstreckungsrichtung der je^¬ weiligen zweiten Elektrode ausgeführt ist;

wobei das Gitter eine Mehrzahl von Kreuzungspunkten (106) der Erstreckungsrichtungen der ersten Elektroden mit den Erstreckungsrichtungen der zweiten Elektroden aufweist; und

wobei das Gitter in dem Randbereich des Tastfeldes eine höhere Dichte an Kreuzungspunkten aufweist als in dem mittigen Bereich des Tastfeldes.

Tastfeld (100) nach Anspruch 1, wobei die ersten Elektroden und/oder die zweiten Elektroden eine geradlinige Ausdehnung aufweisen .

Tastfeld (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten Elektroden und/oder die zweiten Elektroden zumindest teilweise eine gekrümmte Ausdehnung aufweisen.

Tastfeld (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ersten Elektroden als Sender-Elektroden (107) und die zweiten Elektroden als Empfänger-Elektroden (116) ausgeführt sind;

wobei das Tastfeld eine erste Schicht mit den Sen^¬ der-Elektroden und eine zweite Schicht mit den Empfän^¬ ger-Elektroden aufweist;

wobei die erste Schicht und die zweite Schicht derart übereinander angeordnet sind, dass die Empfän^¬ ger-Elektroden und die Sender-Elektroden das Gitter bilden und die Kreuzungspunkte definieren;

wobei ein Abstand zwischen zwei benachbarten Kreuzungs^¬ punkten (119, 120), welche von zwei benachbarten Sen^¬ der-Elektroden (117, 118) und einer Empfänger-Elektrode (116) in dem Randbereich (102) des Tastfeldes definiert werden, kleiner ist als ein Abstand zwischen zwei be^¬ nachbarten Kreuzungspunkten (123, 124), welche von zwei benachbarten Sender-Elektroden (121, 122) und einer Empfänger-Elektrode (116) in dem mittigen Bereich (103) des Tastfeldes definiert werden; und

wobei ein Abstand zwischen zwei benachbarten Kreuzungs^¬ punkten (110, 111), welche von zwei benachbarten Emp^¬ fänger-Elektroden (108, 109) und einer Sender-Elektrode (107) in dem Randbereich (102) des Tastfeldes definiert werden, kleiner ist als ein Abstand zwischen zwei be^¬ nachbarten Kreuzungspunkten (114, 115), welche von zwei benachbarten Empfänger-Elektroden (112, 113) und einer Sender-Elektrode (107) in dem mittigen Bereich (103) des Tastfeldes definiert werden.

Tastfeld (103) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ersten Elektroden und/oder die zweiten Elektroden jeweils eine Mehrzahl von miteinander verdrahteten

Elektrodenflächen (301, 302, 303, 304) aufweisen;

wobei jede Elektrodenfläche der Mehrzahl von miteinander verdrahteten Elektrodenflächen jeweils eine Fläche auf^¬ weist, die von der Dichte an Kreuzungspunkten des Gitters in einer Umgebung der jeweiligen Elektrodenfläche in dem Gitter abhängt .

Tastfeld (103) nach Anspruch 5,

wobei ein Flächeninhalt einer Elektrodenfläche (303) im mittigen Bereich des Tastfeldes um einen Faktor >1,5 größer ist als ein Flächeninhalt einer Elektrodenfläche (304) im Randbereich des Tastfeldes.

Tastfeld (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das Tastfeld weiterhin aufweisend eine Steuereinrichtung (130), wobei die Steuereinrichtung dazu ausgeführt ist, eine Berührung des Tastfeldes zu detektieren und zu lo^¬ kalisieren;

wobei die Steuereinrichtung dazu ausgeführt ist, eine Position der Berührung in kartesischen Koordinaten zu berechnen und ein Signal mit der Position der Berührung in kartesischen Koordinaten zu erzeugen.

Benutzerbedieneinheit (401) für ein Fahrzeug (400), die Benutzerbedieneinheit aufweisend ein Tastfeld (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche.

Fahrzeug (400) aufweisend eine Benutzerbedieneinheit (401) nach Anspruch 8.

Verfahren zur Herstellung eines Tastfeldes, das Verfahren aufweisend die Schritte:

Bereitstellen eines Tastfeldes mit einem Randbereich und einem mittigen Bereich (Sl);

Bereitstellen eines den Randbereich und den mittigen Bereich des Tastfeldes zumindest teilweise abdeckendes Gitter (101) von ersten Elektroden (104) und zweiten Elektroden (105) (S2);

wobei das Gitter eine Mehrzahl von Kreuzungspunkten (106) der Erstreckungsrichtungen der ersten Elektroden mit den Erstreckungsrichtungen der zweiten Elektroden aufweist; und wobei das Gitter in dem Randbereich des Tastfeldes höhere Dichte an Kreuzungspunkten aufweist als in mittigen Bereich des Tastfeldes.