WO2016096064A1 - Gap-free motor vehicle operator control apparatus with screen and operator control unit - Google Patents

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WO2016096064A1
WO2016096064A1 PCT/EP2015/002160 EP2015002160W WO2016096064A1 WO 2016096064 A1 WO2016096064 A1 WO 2016096064A1 EP 2015002160 W EP2015002160 W EP 2015002160W WO 2016096064 A1 WO2016096064 A1 WO 2016096064A1
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screen
cover plate
operating
operating device
display surface
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PCT/EP2015/002160
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Michael Wachinger
Ulrich Müller
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Audi Ag
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    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Definitions

  • the invention relates to an operating device for operating a device in a motor vehicle.
  • the operating device has a screen and at least one independently operable from the screen ausgestaltetes control.
  • the operating element may have the function of a pushbutton and / or slider.
  • the invention also includes a motor vehicle with the operating device according to the invention.
  • a screen can be provided in the center console or in the dashboard, by means of which image contents can be displayed, which can be generated, for example, by a navigation system or an information entertainment system (infotainment system).
  • the screen has a display area for displaying the image content, which may be formed, for example, by thin-film transistors (TFTs).
  • TFTs thin-film transistors
  • a transparent cover plate is arranged in front of the display surface towards the motor vehicle interior.
  • the screen can also be provided as a touch-sensitive screen (touch screen) to be able to sense or detect or detect finger touches of a user.
  • the screen may then display a control panel that the user can touch by touching the cover plate in the area of the control panel to trigger the function assigned to the control panel.
  • a vehicle function control which has a touch-sensitive input field, feedback means and a display device.
  • the feedback means the input field can be acted upon, for example, with a vibration.
  • the input field and the display device can be provided by a touchscreen, ie a touch-sensitive screen.
  • the invention provides an operating device for a motor vehicle.
  • the operating device has a screen having a display area for displaying a variable image content.
  • the display surface can be based for example in a conventional manner on the TFT technology or the LCD technology (LCD - Liquid Cristal Display).
  • the screen has, in a manner known per se, a cover disk, that is to say a transparent plate which covers or shields the display surface towards a user.
  • a two-dimensional image content can be displayed, for example, on a pixel basis.
  • at least one operating element is additionally provided, which is designed to detect a respective finger touch.
  • Each control element is designed as a push button and / or slide and operated independently of the screen.
  • the display surface of the screen can be switched off and yet be enabled in the motor vehicle by means of at least one operating element operation. This is advantageous, for example, for providing a switch for a hazard warning system or an operator for an air-conditioning device.
  • the display surface of the screen and the at least one operating element compact and easy to clean in an operating device
  • a capacitive sensor matrix is provided in the at least one operating element for detecting the contact.
  • the cover plate of the screen is larger than the display surface. The cover plate thereby projects beyond the display surface in a direction parallel to an extension plane of the display surface. In other words, a diameter of the disk surface of the cover disk is larger than a diameter of the display surface along the same direction. In other words, the cover plate protrudes beyond the display surface or protrudes beyond the display surface at at least one edge.
  • a supernatant region is formed, that is to say the cover plate has this projection region or overhang.
  • the at least one operating element with its capacitive sensor matrix is arranged on this projection region of the cover disk, on the same side as the display surface, that is, next to the display surface.
  • the display device and the at least one operating element are arranged on a common cover disk. From the user's point of view, therefore, a display device for displaying a variable image content and at least one operating element, which can always have the same display symbol, are arranged behind or below a common transparent cover disk.
  • the invention results in the advantage that in the operating device a closed cover disc covers both the display surface and the at least one operating element.
  • the at least one operating element can be arranged particularly close to or close to the display surface, since no separate housing for the display surface on the one hand and the at least one operating element on the other hand must be provided.
  • a capacitive sensor matrix for detecting the finger touch in the at least one operating element it is possible that a user can also operate a push button and / or slider by tapping or scanning on the cover disk.
  • the invention has further developments, resulting in additional benefits.
  • the at least one operating element in each case has a foil with a symbol.
  • the symbol represents the function that is activated when the finger touch is detected.
  • a color layer may also be provided. Providing a symbol affords the advantage that, even when the display area is switched off, it is possible to permanently display to the user which function he can trigger by touching the respective operating element.
  • the at least one operating element has a lighting device which can be activated independently of the screen.
  • the active illumination can in particular be combined with the described symbols.
  • it can be configured to be transparent, for example, in an advantageous manner, for example by being realized on the basis of an ITO coating (ITO-indium tin oxide).
  • the screen and the at least one operating element are arranged on a common printed circuit board. This results in the particular advantage that a gap between the display surface and the at least one control element with a predetermined tolerance can be adjusted and then, after attachment to the circuit board, the resulting module screen and at least one control element can be easily mounted in the vehicle, without thereby changing the gap.
  • the sensor matrix extends beyond the at least one operating element into a region between the display surface and the cover disk. This has the advantage that even a finger touch in the area of the display surface can be detected. In other words, the combination of the display surface and the sensor matrix realizes a touch screen or touch-sensitive screen. Thus, additional operating options are created in the operating device.
  • a sensor device which has a force sensor.
  • This sensor device is designed to generate a pressure signal which is dependent on a force or pressure force applied by the user, e.g. with your finger on the cover disc.
  • the user can press on the cover plate, resulting in a dependent of the applied contact pressure signal pressure.
  • the activation of the function assigned to it can additionally take place as a function of the contact pressure with which the user presses the cover disc with his finger.
  • a minimum contact force can be predetermined, so that the user must press with a contact force that is greater than the predetermined minimum contact force in order for the function to be triggered.
  • the minimum contact pressure is in a range between 2.5 Newton and 6 Newton.
  • a haptic can still be provided as with a mechanical probe.
  • a variant of the described force-dependent function triggering can also be provided on the touch screen.
  • an actuator device is coupled to the cover disk.
  • the actuator device may for example comprise an electric motor with an imbalance and / or a piezoelectric element.
  • the actuator device is designed to generate a vibration and / or a pulse in the cover disk as a function of a sensor signal of the sensor matrix. This results in the advantage that upon actuation of the operating device, that is a haptic feedback is felt by the user in a finger touch on the cover disc. This can be done as a vibration or as a click or impulse. As a result, a mechanical actuating element is mimicked in the operating device despite the use of the capacitive sensor matrix.
  • the cover plate is made of a glass, for example, a soda lime glass.
  • a glass cover glass is particularly easy to clean with grease-dissolving agents, without this would damage the surface of the cover disk.
  • the cover plate is rigid or rigid and thereby the vibration and / or the pulse on the entire operating surface of the cover plate, so where the cover disc can be touched by the user with the finger, is noticeable.
  • an output device which is designed to output an acoustic actuation signal by means of a loudspeaker as a function of a sensor signal of the sensor matrix.
  • a noise or sound is generated when the user touches the cover disc with his finger and this is sensed by the sensor matrix.
  • This results in the advantage that the user receives an acoustic feedback signal.
  • this can also be an acoustic click or other operating noise generated.
  • the invention also includes a motor vehicle.
  • the motor vehicle according to the invention has an embodiment of the operating device according to the invention.
  • the operating device may be provided in a center console or in a dashboard of the motor vehicle.
  • the motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • FIG. Shows a schematic representation of an embodiment of the motor vehicle according to the invention.
  • the exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention.
  • the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of each other, which also develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention ,
  • the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • the figure shows a motor vehicle 1, which may be, for example, a motor vehicle, especially a passenger car, act.
  • the motor vehicle 1 may have an operating device 2, which may be arranged for example in a trim part 3, which may be for example a dashboard or a center console.
  • a user 5 may be located, of which only one hand 6 is shown in the figure.
  • the user 5 sees from the operating device 2 only a cover plate 7, which can be flush with the trim part 3, for example.
  • a touch surface or control surface 8 may be provided.
  • the control surface 8 may be that surface of the cover plate 7, which faces the vehicle interior 4.
  • a sensor matrix 9 can be arranged, by means of which a finger touch 10 of a finger 11 of the hand 6 of the user 5 can be sensed or detected.
  • a two-dimensional coordinate of a touch location 12 of the finger 11 on the operating surface 8 can be signaled by the sensor matrix 9 by means of a sensor signal.
  • the sensor matrix 9 can be designed in one piece or in several parts.
  • the cover plate 7 and the sensor matrix 9 can be made transparent.
  • the cover plate 7 can be made, for example, from a glass, for example soda-lime glass.
  • the sensor matrix 9 can be realized for example by an ITO coating.
  • Further components of the operating device may be a display device 13 and an operating unit 14 with at least one operating element 15.
  • the cover plate 7 may have a diameter which is larger than a diameter of the display device 13. As a result, an overlapping area O of the cover disk 7 can be formed.
  • the operating unit 14 may be located at the overlap area O. For example, the operating unit 14 may be glued to the overlapping area O.
  • the display device 13 may have a display surface 16, which the user 5 can view through the cover disk 7 and the sensor matrix 9.
  • the display device 13 may be connected to the display surface 16, for example via a bonding layer or connection layer 17 with the sensor matrix 9.
  • the bonding layer 17 may be, for example, an adhesive layer and / or silicone layer. Air bubbles are prevented by the bonding layer 17, so that the user 5 can see the display surface 16 clearly.
  • an image content such as a digital road map or a control menu, can be provided.
  • the screen 18 may be a touch screen.
  • the at least one operating element 15 of the operating unit 14 can be designed, for example, as a pushbutton and / or a slider.
  • a button for a warning light switch and / or a button for a rear window and / or windscreen heater and / or a slider for setting a target temperature for an air conditioning device may be provided.
  • Each operating element 5 may, for example, have an active illumination with a light source L in order to radiate a light through the cover plate 7 into the vehicle interior 4.
  • Each light source L may be e.g. be formed by a light emitting diode (LED - Light Emitting Diode) or more light emitting diodes.
  • a film 19 can be arranged between the sensor matrix 9 and the respective operating element 15, which can have a light-tight region and a transparent region, for example a passage opening, in order to represent a symbol. By this symbol, the user 5 can be illustrated, which function he can trigger by pressing the respective control element.
  • the film 19 may also be arranged between the cover disk 7 and the sensor matrix 9.
  • the display device 13 and the operating unit 14 may be arranged on a common printed circuit board 20. Through the printed circuit board 20, an electronics may be provided which can control the display device 13 and / or convert the signals of the sensor matrix 9 into control signals C for a device 21 of the motor vehicle 1. This electronics can thus represent a control device of the operating device 2. As a result, the device 21 can be controlled by means of the operating device 2.
  • the device 21 can be, for example, an information entertainment system (infotainment system), a navigation device, a telephone and / or an air conditioning system of the motor vehicle 1.
  • an actuator device 22 may be provided, which may have, for example, an electromechanical vibrator with an electric motor or a vibrating element with a piezocrystal.
  • the actuator device may have a mechanical coupling 23, via which it may be mechanically connected to the cover disk 7. In this way, a vibration and / or a pulse 24 can be transmitted from the actuator device 22 to the top surface 7.
  • a loudspeaker 25 can be provided by means of which, for example, a clicking sound or another operating sound can be emitted or emitted as a function of a sensed finger touch 10.
  • the control device can generate an operating noise as a function of the sensor signal of the sensor matrix 9, which the user 5 can perceive in the vehicle interior 4.
  • the actuator device 22 can be activated as a function of a sensor signal of the sensor device 9 so that the user feels a haptic feedback signal when touching the cover plate 7 with the finger 11 and / or the cover plate 7 vibrates like a mechanical switch when the user 5 presses the cover plate 7 with the finger 11.
  • a sensor device 26 can be provided, which can have, for example, a force sensor 27 which generates a force signal or pressure signal F which can be received by the control device.
  • the sensor device 26 can be coupled directly to the cover disk 7 by means of a mechanical coupling 28, for example to the printed circuit board 20 or else (not shown).
  • the cover disk 7 or the cover terplatte 20 may be movably mounted relative to the force sensor 27 for this purpose.
  • a contact pressure 29 of the finger 11 on the cover plate 7 can be detected.
  • the control device can be designed to check in dependence on the pressure signal F whether the contact pressure force 29 is greater than a predetermined minimum contact force.
  • the generation of the control signals C can then take place under the condition that the contact pressure 27 is at least the minimum contact pressure.
  • the user 5 can be given the impression that a mechanical actuating device is actuated when he performs the finger touch 10 with the finger 11.
  • the loudspeaker 25 and the sensor device 26 By providing the sensor matrix 9 for the entire contact surface 8 and using the actuator device 22, the loudspeaker 25 and the sensor device 26, a uniform feel and acoustics result in the operation of the operating device 2, regardless of whether the user controls the touchscreen or the touch screen Operating unit 14 is used. Overall, this results in the control device 2 the ability to combine a touch screen with haptics and acoustics (actuator plus speaker) with a fixed (always visible) control unit. This is particularly advantageous for a control panel with multiple functions or buttons.
  • the operating device Under a cover plate is the sensor film with, for example, ITO coating for detecting the finger position. Underneath, the system is divided into two areas, namely the area display (display device) and the area switch unit. The sensor film can be used uniformly for both areas or can also be divided into two or more areas. Behind it is a common circuit board / electronics area. From this, the common actuator and the speaker are operated. The actuator is used for the haptic feedback and the speaker for the acoustic feedback.
  • the switch unit in the front part consists of a foil which has transparent areas for the illumination and light-tight areas for the illumination. isolation.
  • the foil can be printed or painted. It forms the visible part of the switch unit with symbols on it.
  • This film can also be arranged in front of the sensor film directly behind the cover disk.
  • the symbols on the foil can also be represented in the disappearance effect known per se from the prior art. In other words, when the lighting device of the operating unit 14 is deactivated, no symbol is displayed. Behind the film is the actual switch unit with light source, mechanical part and evaluation.
  • the evaluation unit can determine, for example, the actuation force and / or perform the position evaluation.
  • the evaluation unit can also be placed on the common printed circuit board.
  • the complete structure can also be expanded with a force sensor.
  • the triggering of a function can be done not only by touching this function, but only by applying a certain operating force.
  • the advantage of the combination of touchscreen with the fixed operating unit is that a variable display capability is provided by means of the touchscreen, while the operating unit provides a fixed display and symbolism for functions to be always provided in the motor vehicle.
  • the actuator and the loudspeaker are uniformly used for both units (touchscreen and switch unit).
  • touch screen variable displays
  • fixed control unit fixed display / symbolism
  • touch screen variable displays
  • a fixed control unit fixed display / symbolism

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Abstract

The invention relates to an operator control apparatus (2) for a motor vehicle (1), having: a screen (18), which has a display panel (16) for displaying an alterable image content and a cover plate (7) for protecting the display panel (16), and at least one operator control element (15), which is designed to be operable independently of the screen (18) and is designed as a pushbutton switch and/or slider, for respectively registering a finger touch (10). The operator control apparatus (2) is intended to be of compact and low-maintenance design. The at least one operator control element (15) is provided with a capacitive sensor matrix (9) for registering the finger touch (10), and the screen (18) has the cover plate (7) projecting over the display panel (16) in a direction parallel to a plane of extent of the display panel (16). As a result, the cover plate (7) has an overhang region (O). The at least one operator control element (15) is arranged next to the display panel (16) on the overhang region (O) of the cover plate (7).

Description

Spaltfreie Kraftfahrzeug-Bedienvorrichtung mit Bildschirm und Bedieneinheit  Splitting-free motor vehicle operating device with screen and operating unit
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung zum Bedienen eines Geräts in einem Kraftfahrzeug. Die Bedienvorrichtung weist einen Bildschirm auf sowie zumindest ein unabhängig von dem Bildschirm betreibbar ausgestaltetes Bedienelement. Das Bedienelement kann die Funktion eines Tasters und/oder Schiebers aufweisen. Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahr- zeug mit der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung. DESCRIPTION: The invention relates to an operating device for operating a device in a motor vehicle. The operating device has a screen and at least one independently operable from the screen ausgestaltetes control. The operating element may have the function of a pushbutton and / or slider. The invention also includes a motor vehicle with the operating device according to the invention.
In einem Kraftfahrzeug kann beispielsweise in der Mittelkonsole oder im Armaturenbrett ein Bildschirm bereitgestellt sein, mittels welchem Bildinhalte angezeigt werden können, die beispielsweise durch ein Navigationssystem oder ein Informations-Unterhaltungs-System (Infotainmentsystem) erzeugt werden können. Der Bildschirm weist zum Anzeigen des Bildinhaltes eine Anzeigefläche auf, die beispielsweise durch Dünnschichttransistoren (TFT - Thin-Film Transistor) gebildet sein kann. Zum Schutz der Anzeigefläche ist zum Kraftfahrzeuginnenraum hin eine transparente Deckscheibe vor der An- zeigefläche angeordnet. Der Bildschirm kann auch als berührungssensitiver Bildschirm (Touchscreen) bereitgestellt sein, um Fingerberührungen eines Benutzers sensieren oder erkennen oder erfassen zu können. Auf dem Bildschirm kann dann ein Bedienfeld angezeigt werden, das der Benutzer durch Berühren der Deckscheibe im Bereich des Bedienfelds berühren kann, um hierdurch die dem Bedienfeld zugeordnete Funktion auszulösen. In a motor vehicle, for example, a screen can be provided in the center console or in the dashboard, by means of which image contents can be displayed, which can be generated, for example, by a navigation system or an information entertainment system (infotainment system). The screen has a display area for displaying the image content, which may be formed, for example, by thin-film transistors (TFTs). To protect the display surface, a transparent cover plate is arranged in front of the display surface towards the motor vehicle interior. The screen can also be provided as a touch-sensitive screen (touch screen) to be able to sense or detect or detect finger touches of a user. The screen may then display a control panel that the user can touch by touching the cover plate in the area of the control panel to trigger the function assigned to the control panel.
Allerdings gibt es gesetzlich geforderte Bedienmöglichkeiten für einige Funk- tionen im Kraftfahrzeug, insbesondere den Warnlichtschalter, die immer im Direktzugriff liegen müssen, unabhängig vom Betriebszustand des Bild- schirms. Des Weiteren sollen auch andere Funktionen unabhängig vom Betriebszustand eines Bildschirms ausgewählt werden können, wie beispielsweise das Schalten einer Heckscheibenheizung und/oder einer Frontscheibenheizung. Daher sind in einem Kraftfahrzeug zusätzlich mechanische Tas- ter und/oder Schieber bereitgestellt, mittels welchen diese Funktionen geschaltet werden können. However, there are legally required operating options for some functions in the motor vehicle, in particular the warning light switch, which must always be in direct access, regardless of the operating state of the screen. Furthermore, other functions are to be selected independently of the operating state of a screen, such as the switching of a rear window heater and / or a windscreen heater. Therefore, in a motor vehicle, additional mechanical ter and / or slide provided by means of which these functions can be switched.
Das Anordnen eines Bildschirms und separater mechanischer Bedienele- mente in einem Kraftfahrzeug ist aber sehr aufwendig. Insbesondere muss ein Spaltmaß zwischen einem Bildschirm und den benachbart angeordneten Bedienelementen sehr genau eingehalten werden. Zudem erfordert die Anordnung mehr Bauraum und ist aufgrund der unterschiedlichen Technologien, Bildschirm mit Dünnschichttransistoren auf der einen Seite und mecha- nische Erfassung auf der anderen Seite, schaltungstechnisch aufwendig. Zudem ergibt sich hierdurch auch eine uneinheitliche Haptik und Akustik bei der Bedienung. Ein weiteres Problem stellen die beschriebenen Spalte zwischen den Bedienelementen und dem Bildschirm dar. Hier kann sich Staub festsetzen, der vom Benutzer nur aufwendig wieder entfernt werden kann. The arrangement of a screen and separate mechanical controls in a motor vehicle is very expensive. In particular, a gap between a screen and the adjacently arranged controls must be kept very accurate. In addition, the arrangement requires more space and is due to the different technologies, screen with thin-film transistors on the one hand and mechanical detection on the other side, circuit complexity. In addition, this results in a non-uniform feel and acoustics in the operation. Another problem is the column described between the controls and the screen. Here, dust can settle, which can be removed by the user only consuming.
Aus der DE 10 2006 021 593 A1 ist eine Fahrzeugfunktionssteuerung bekannt, die ein berührungssensitives Eingabefeld, Rückmeldemittel und eine Anzeigevorrichtung aufweist. Durch die Rückmeldemittel kann das Eingabefeld beispielsweise mit einer Vibration beaufschlagt werden. Das Eingabefeld und die Anzeigevorrichtung können durch einen Touchscreen, also einen berührungssensitiver Bildschirm, bereitgestellt sein. From DE 10 2006 021 593 A1 a vehicle function control is known which has a touch-sensitive input field, feedback means and a display device. By the feedback means the input field can be acted upon, for example, with a vibration. The input field and the display device can be provided by a touchscreen, ie a touch-sensitive screen.
Aus der DE 10 2008 046 102 A1 ist ein Betätigungselement mit einer Schwingspule bekannt. Mittels der Schwingspule können sowohl ein hapti- sches als auch ein akustisches Rückmeldesignal erzeugt werden. From DE 10 2008 046 102 A1 an actuating element with a voice coil is known. By means of the voice coil, both a haptic and an acoustic feedback signal can be generated.
Aus der DE 101 26 670 A1 ist bekannt, ein haptisches und ein akustisches Rückmeldesignal mittels eines piezoelektrischen Elements zu erzeugen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompaktbauende und pflegeleichte Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen. From DE 101 26 670 A1 it is known to generate a haptic and an acoustic feedback signal by means of a piezoelectric element. The invention has for its object to provide a compact and easy to maintain operating device for a motor vehicle.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merk- male der abhängigen Patentansprüche gegeben. The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention are given by the features of the dependent claims.
Durch die Erfindung wird eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Die Bedienvorrichtung weist einen Bildschirm auf, der eine Anzeigefläche zum Anzeigen eines veränderbaren Bildinhalts aufweist. Die Anzeige- fläche kann beispielsweise in an sich bekannter Weise auf der TFT- Technologie oder der LCD-Technologie (LCD - Liquid Cristal Display) basieren. Zum Schutz der Anzeigefläche weist der Bildschirm in an sich bekannter Weise eine Deckscheibe auf, also eine transparente Platte, die die Anzeige- fläche zu einem Benutzer hin abdeckt oder abschirmt. Mittels des Bildschirms kann also ein zweidimensionaler Bildinhalt beispielsweise auf Pixelbasis dargestellt werden. Für eine Bedienung ist zusätzlich zumindest ein Bedienelement bereitgestellt, das zum jeweiligen Erfassen einer Fingerberührung ausgelegt ist. Jedes Bedienelement ist als Taster und/oder Schieber ausgestaltet und unabhängig von dem Bildschirm betreibbar. Mit anderen Worten kann die Anzeigefläche des Bildschirms ausgeschaltet sein und dennoch in dem Kraftfahrzeug mittels des zumindest einen Bedienelements eine Bedienung ermöglicht sein. Dies ist beispielsweise zum Bereitstellen eines Schalters für eine Warnblinkanlage oder einer Bedienung für eine Klimatisie- rungseinrichtung vorteilhaft. The invention provides an operating device for a motor vehicle. The operating device has a screen having a display area for displaying a variable image content. The display surface can be based for example in a conventional manner on the TFT technology or the LCD technology (LCD - Liquid Cristal Display). In order to protect the display surface, the screen has, in a manner known per se, a cover disk, that is to say a transparent plate which covers or shields the display surface towards a user. By means of the screen, therefore, a two-dimensional image content can be displayed, for example, on a pixel basis. For operation, at least one operating element is additionally provided, which is designed to detect a respective finger touch. Each control element is designed as a push button and / or slide and operated independently of the screen. In other words, the display surface of the screen can be switched off and yet be enabled in the motor vehicle by means of at least one operating element operation. This is advantageous, for example, for providing a switch for a hazard warning system or an operator for an air-conditioning device.
Um nun diese Komponenten, die Anzeigefläche des Bildschirms und das zumindest eine Bedienelement, kompakt und pflegeleicht in einer Bedienvorrichtung zu kombinieren, ist bei der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung vorgesehen, dass bei dem zumindest einen Bedienelement zum Erfassen der Berührung eine kapazitive Sensormatrix bereitgestellt ist. Des Weiteren ist bei dem Bildschirm die Deckscheibe des Bildschirms größer als die Anzeigefläche. Die Deckscheibe überragt hierdurch die Anzeigefläche in eine Richtung parallel zu einer Erstreckungsebene der Anzeigefläche. Mit ande- ren Worten ist ein Durchmesser der Scheibenfläche der Deckscheibe größer als ein Durchmesser der Anzeigefläche entlang derselben Richtung. Mit anderen Worten steht die Deckscheibe über die Anzeigefläche hinaus oder ragt an zumindest einem Rand über die Anzeigefläche hinaus. Hierdurch ist ein Überstandsbereich gebildet, das heißt die Deckscheibe weist diesen Überstandsbereich oder Überhang auf. Das zumindest eine Bedienelement mit seiner kapazitiven Sensormatrix ist an diesem Überstandsbereich der Deckscheibe angeordnet, und zwar auf derselben Seite wie die Anzeigefläche, das heißt neben der Anzeigefläche. Mit anderen Worten sind die Anzeigeeinrichtung und das zumindest eine Bedienelement an einer gemeinsa- men Deckscheibe angeordnet. Aus Sicht des Benutzers sind also eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines veränderbaren Bildinhalts und zumindest ein Bedienelement, das immer dasselbe Anzeigesymbol aufweisen kann, hinter oder unter einer gemeinsamen transparenten Deckscheibe angeordnet. Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass bei der Bedienvorrichtung eine geschlossenflächige Deckscheibe sowohl die Anzeigefläche als auch das zumindest eine Bedienelement abdeckt. Es ergibt sich somit kein Spalt zwischen der Anzeigefläche und dem zumindest einen Taster und/oder Schieber. Des Weiteren kann das zumindest eine Bedienelement besonders dicht oder nahe an der Anzeigefläche angeordnet sein, da keine separaten Gehäuse für die Anzeigefläche einerseits und das zumindest eine Bedienelement andererseits vorgesehen sein muss. Durch Verwenden einer kapazi- tiven Sensormatrix zum Erfassen der Fingerberührung bei dem zumindest einen Bedienelement ist es möglich, dass ein Benutzer durch Antippen oder Entlangstreichen an der Deckscheibe auch einen Taster und/oder Schieber bedienen kann. Die Erfindung weist Weiterbildungen auf, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben. In order to combine these components, the display surface of the screen and the at least one operating element, compact and easy to clean in an operating device, it is provided in the operating device according to the invention that a capacitive sensor matrix is provided in the at least one operating element for detecting the contact. Further, in the screen, the cover plate of the screen is larger than the display surface. The cover plate thereby projects beyond the display surface in a direction parallel to an extension plane of the display surface. In other words, a diameter of the disk surface of the cover disk is larger than a diameter of the display surface along the same direction. In other words, the cover plate protrudes beyond the display surface or protrudes beyond the display surface at at least one edge. As a result, a supernatant region is formed, that is to say the cover plate has this projection region or overhang. The at least one operating element with its capacitive sensor matrix is arranged on this projection region of the cover disk, on the same side as the display surface, that is, next to the display surface. In other words, the display device and the at least one operating element are arranged on a common cover disk. From the user's point of view, therefore, a display device for displaying a variable image content and at least one operating element, which can always have the same display symbol, are arranged behind or below a common transparent cover disk. The invention results in the advantage that in the operating device a closed cover disc covers both the display surface and the at least one operating element. There is thus no gap between the display surface and the at least one button and / or slider. Furthermore, the at least one operating element can be arranged particularly close to or close to the display surface, since no separate housing for the display surface on the one hand and the at least one operating element on the other hand must be provided. By using a capacitive sensor matrix for detecting the finger touch in the at least one operating element, it is possible that a user can also operate a push button and / or slider by tapping or scanning on the cover disk. The invention has further developments, resulting in additional benefits.
In einer Weiterbildung weist das zumindest eine Bedienelement jeweils eine Folie mit einem Symbol auf. Das Symbol stellt diejenige Funktion dar, die bei Erfassen der Fingerberührung aktiviert wird. Zusätzlich oder alternativ zu der Folie kann auch eine Farbschicht vorgesehen sein. Durch Bereitstellen eines Symbols ergibt sich der Vorteil, dass auch bei ausgeschalteter Anzeigefläche dauerhaft dem Benutzer angezeigt werden kann, welche Funktion er durch Berühren des jeweiligen Bedienelements auslösen kann. In a development, the at least one operating element in each case has a foil with a symbol. The symbol represents the function that is activated when the finger touch is detected. Additionally or alternatively to the film, a color layer may also be provided. Providing a symbol affords the advantage that, even when the display area is switched off, it is possible to permanently display to the user which function he can trigger by touching the respective operating element.
In einer Weiterbildung weist das zumindest eine Bedienelement eine unabhängig von dem Bildschirm aktivierbar ausgestaltete Leuchteinrichtung auf. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, auch nachts oder allgemein bei dunkler Umgebung dem Benutzer die Raumlage des zumindest einen Bedienelements zu signalisieren. Die aktive Beleuchtung kann insbesondere mit den beschriebenen Symbolen kombiniert werden. Um die Sensormatrix durchleuchten zu können, kann diese beispielsweise in vorteilhafter Weise transparent ausgestaltet sein, indem sie beispielsweise auf der Grundlage einer ITO-Beschichtung (ITO - Indiumzinnoxid) realisiert ist. In a further development, the at least one operating element has a lighting device which can be activated independently of the screen. This makes it possible in an advantageous manner, even at night or generally in a dark environment to signal the user the spatial position of the at least one control element. The active illumination can in particular be combined with the described symbols. In order to be able to illuminate the sensor matrix, it can be configured to be transparent, for example, in an advantageous manner, for example by being realized on the basis of an ITO coating (ITO-indium tin oxide).
In einer Weiterbildung sind der Bildschirm und das zumindest eine Bedienelement auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet. Hierdurch ergibt sich der besondere Vorteil, dass ein Spaltmaß zwischen der Anzeigefläche und dem zumindest einen Bedienelement mit einer vorbestimmten Toleranz eingestellt werden kann und anschließend, nach der Befestigung an der Leiterplatte, das sich ergebende Modul aus Bildschirm und zumindest einem Bedienelement einfach in dem Kraftfahrzeug montiert werden kann, ohne dass sich hierdurch das Spaltmaß verändert. In a development, the screen and the at least one operating element are arranged on a common printed circuit board. This results in the particular advantage that a gap between the display surface and the at least one control element with a predetermined tolerance can be adjusted and then, after attachment to the circuit board, the resulting module screen and at least one control element can be easily mounted in the vehicle, without thereby changing the gap.
In einer Weiterbildung erstreckt sich die Sensormatrix über das zumindest eine Bedienelement hinaus in einen Bereich zwischen der Anzeigefläche und der Deckscheibe. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auch eine Fingerberührung im Bereich der Anzeigefläche erfasst werden kann. Mit anderen Worten wird aus der Kombination von Anzeigefläche und Sensormatrix ein Touchscreen oder berührungssensitiver Bildschirm realisiert. Somit werden bei der Bedienvorrichtung zusätzliche Bedienmöglichkeiten geschaffen. In a development, the sensor matrix extends beyond the at least one operating element into a region between the display surface and the cover disk. This has the advantage that even a finger touch in the area of the display surface can be detected. In other words, the combination of the display surface and the sensor matrix realizes a touch screen or touch-sensitive screen. Thus, additional operating options are created in the operating device.
In einer Weiterbildung ist eine Sensoreinrichtung bereitgestellt, die einen Kraftsensor aufweist. Diese Sensoreinrichtung ist dazu ausgelegt, ein Drucksignal zu erzeugen, das von einer Kraft oder Anpresskraft abhängig ist, die der Benutzer z.B. mit dem Finger auf die Deckscheibe ausübt. Mit anderen Worten kann der Benutzer auf die Deckscheibe drücken, was zu einem von der ausgeübten Anpresskraft abhängigen Drucksignal führt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei dem zumindest einen Bedienelement das Aktivieren der ihm zugeordneten Funktion zusätzlich in Abhängigkeit von der Anpresskraft, mit welcher der Nutzer mit dem Finger auf die Deckscheibe drückt, erfolgen kann. So kann beispielsweise eine Mindestanpresskraft vorgegeben sein, sodass der Benutzer mit einer Anpresskraft, die größer als die vorge- gebene Mindestanpresskraft ist, drücken muss, damit die Funktion ausgelöst wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Mindestanpresskraft in einem Bereich zwischen 2,5 Newton und 6 Newton liegt. Hierdurch kann trotz der verwendeten kapazitiven Sensormatrix dennoch eine Haptik wie bei einem mechanischen Taster bereitgestellt werden. Insbesondere bei der Kombination des zumindest einen Bedienelements mit dem beschriebenen Touchscreen kann auch auf dem Touchscreen eine Variante der beschriebenen kraftabhängigen Funktionsauslösung bereitgestellt sein. In a development, a sensor device is provided, which has a force sensor. This sensor device is designed to generate a pressure signal which is dependent on a force or pressure force applied by the user, e.g. with your finger on the cover disc. In other words, the user can press on the cover plate, resulting in a dependent of the applied contact pressure signal pressure. This results in the advantage that in the case of the at least one operating element, the activation of the function assigned to it can additionally take place as a function of the contact pressure with which the user presses the cover disc with his finger. Thus, for example, a minimum contact force can be predetermined, so that the user must press with a contact force that is greater than the predetermined minimum contact force in order for the function to be triggered. For example, it can be provided that the minimum contact pressure is in a range between 2.5 Newton and 6 Newton. As a result, despite the capacitive sensor matrix used, a haptic can still be provided as with a mechanical probe. In particular, in the combination of the at least one operating element with the described touch screen, a variant of the described force-dependent function triggering can also be provided on the touch screen.
In einer Weiterbildung ist eine Aktoreinrichtung mit der Deckscheibe gekop- pelt. Die Aktoreinrichtung kann beispielsweise einen Elektromotor mit einer Unwucht und/oder ein Piezoelement aufweisen. Die Aktoreinrichtung ist dazu ausgelegt, in Abhängigkeit von einem Sensorsignal der Sensormatrix eine Vibration und/oder einen Impuls in der Deckscheibe zu erzeugen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei Betätigen der Bedienvorrichtung, das heißt bei einer Fingerberührung an der Deckscheibe eine haptische Rückmeldung von dem Nutzer spürbar ist. Dies kann als Vibration oder auch als Klicken oder Impuls geschehen. Hierdurch wird bei der Bedienvorrichtung trotz Verwendung der kapazitiven Sensormatrix ein mechanisches Betätigungsele- ment nachgeahmt. In one development, an actuator device is coupled to the cover disk. The actuator device may for example comprise an electric motor with an imbalance and / or a piezoelectric element. The actuator device is designed to generate a vibration and / or a pulse in the cover disk as a function of a sensor signal of the sensor matrix. This results in the advantage that upon actuation of the operating device, that is a haptic feedback is felt by the user in a finger touch on the cover disc. This can be done as a vibration or as a click or impulse. As a result, a mechanical actuating element is mimicked in the operating device despite the use of the capacitive sensor matrix.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Deckscheibe aus einem Glas gefertigt, beispielsweise einem Kalk-Natron-Glas. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Deckscheibe besonders widerstandsfähig gegen säurehaltige Körperfette ist und somit insbesondere ihre Oberfläche nur geringfügig verschleißt. Des Weiteren ist eine Deckscheibe aus Glas besonders einfach mit fettlösenden Mitteln zu reinigen, ohne dass hierdurch die Oberfläche der Deckscheibe beschädigt würde. In Kombination mit der Aktoreinrichtung ergibt sich der besondere Vorteil, dass die Deckscheibe starr oder steif ist und hierdurch die Vibration und/oder der Impuls auf der gesamten Bedienfläche der Deckscheibe, wo also die Deckscheibe vom Benutzer mit dem Finger berührt werden kann, spürbar ist. In one embodiment of the invention, the cover plate is made of a glass, for example, a soda lime glass. This has the advantage that the cover plate is particularly resistant to acidic body fats and thus in particular wears their surface only slightly. Furthermore, a glass cover glass is particularly easy to clean with grease-dissolving agents, without this would damage the surface of the cover disk. In combination with the Aktoreinrichtung there is the particular advantage that the cover plate is rigid or rigid and thereby the vibration and / or the pulse on the entire operating surface of the cover plate, so where the cover disc can be touched by the user with the finger, is noticeable.
In einer Weiterbildung ist eine Ausgabeeinrichtung bereitgestellt, die dazu ausgelegt ist, mittels eines Lautsprechers in Abhängigkeit von einem Sensorsignal der Sensormatrix ein akustisches Betätigungssignal auszugeben. Mit anderen Worten wird ein Geräusch oder Schall erzeugt, wenn der Benutzer mit dem Finger die Deckscheibe berührt und dies von der Sensormatrix sensiert wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Benutzer ein akusti- sches Rückmeldesignal erhält. Insbesondere kann hierdurch auch ein akustisches Klicken oder ein anderes Betätigungsgeräusch erzeugt werden. Dies vermittelt dem Nutzer den Eindruck, ein mechanisches Bedienelement zu betätigen, obwohl lediglich eine kapazitive Sensormatrix bereitgestellt ist. Wie bereits ausgeführt, gehört zu der Erfindung auch ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung auf. Beispielsweise kann die Bedienvorrichtung in einer Mittelkonsole oder in einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs bereitgestellt sein. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet. In a development, an output device is provided which is designed to output an acoustic actuation signal by means of a loudspeaker as a function of a sensor signal of the sensor matrix. In other words, a noise or sound is generated when the user touches the cover disc with his finger and this is sensed by the sensor matrix. This results in the advantage that the user receives an acoustic feedback signal. In particular, this can also be an acoustic click or other operating noise generated. This gives the user the impression of actuating a mechanical operating element, although only a capacitive sensor matrix is provided. As already stated, the invention also includes a motor vehicle. The motor vehicle according to the invention has an embodiment of the operating device according to the invention. For example, the operating device may be provided in a center console or in a dashboard of the motor vehicle. The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform je- weils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschrie- benen Merkmale der Erfindung ergänzbar. In the following an embodiment of the invention is described. For this purpose, the single FIGURE (FIG.) Shows a schematic representation of an embodiment of the motor vehicle according to the invention. The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, however, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of each other, which also develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention , Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
Die Fig. zeigt ein Kraftfahrzeug 1 , bei dem es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, handeln kann. Das Kraftfahrzeug 1 kann eine Bedienvorrichtung 2 aufweisen, die beispielsweise in einem Verkleidungsteil 3 angeordnet sein kann, das beispielsweise ein Armaturenbrett oder eine Mittelkonsole sein kann. In einem Fahrzeuginnenraum 4 kann sich ein Nutzer 5 befinden, von dem in der Fig. lediglich eine Hand 6 dargestellt ist. Der Nutzer 5 sieht von der Bedienvorrichtung 2 lediglich eine Deckscheibe 7, die beispielsweise bündig mit dem Verkleidungsteil 3 abschließen kann. Durch die Deckscheibe 7 kann eine Berührfläche oder Bedienfläche 8 bereitgestellt sein. Die Bedienfläche 8 kann diejenige Oberfläche der Deckscheibe 7 sein, die zum Fahrzeuginnenraum 4 hin weist. The figure shows a motor vehicle 1, which may be, for example, a motor vehicle, especially a passenger car, act. The motor vehicle 1 may have an operating device 2, which may be arranged for example in a trim part 3, which may be for example a dashboard or a center console. In a vehicle interior 4, a user 5 may be located, of which only one hand 6 is shown in the figure. The user 5 sees from the operating device 2 only a cover plate 7, which can be flush with the trim part 3, for example. Through the cover plate 7, a touch surface or control surface 8 may be provided. The control surface 8 may be that surface of the cover plate 7, which faces the vehicle interior 4.
An einer gegenüberliegenden Seite der Deckscheibe 7 kann eine Sensor- matrix 9 angeordnet sein, durch welche eine Fingerberührung 10 eines Fingers 11 der Hand 6 des Nutzers 5 sensiert oder erfasst werden kann. Durch die Sensormatrix 9 kann beispielsweise eine zweidimensionale Koordinate eines Berührorts 12 des Fingers 11 an der Bedienfläche 8 durch ein Sensorsignal signalisiert werden. Die Sensormatrix 9 kann einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. Die Deckscheibe 7 und die Sensormatrix 9 können transparent ausgestaltet sein. Die Deckscheibe 7 kann hierzu beispielsweise aus einem Glas, beispielsweise Kalk-Natron-Glas, gefertigt sein. Die Sensormatrix 9 kann beispielsweise durch eine ITO-Beschichtung realisiert sein. Weitere Komponenten der Bedienvorrichtung können eine Anzeigeeinrichtung 13 und eine Bedieneinheit 14 mit zumindest einem Bedienelement 15 sein. Die Deckscheibe 7 kann einen Durchmesser aufweisen, der größer als eine Durchmesser der Anzeigeeinrichtung 13 ist. Hierdurch kann ein Überlappungsbereich O der Deckscheibe 7 gebildet sein. Die Bedieneinheit 14 kann an dem Überlappungsbereich O angeordnet sein. Z.B. kann die Bedieneinheit 14 an dem Überlappungsbereich O angeklebt sein. On an opposite side of the cover plate 7, a sensor matrix 9 can be arranged, by means of which a finger touch 10 of a finger 11 of the hand 6 of the user 5 can be sensed or detected. For example, a two-dimensional coordinate of a touch location 12 of the finger 11 on the operating surface 8 can be signaled by the sensor matrix 9 by means of a sensor signal. The sensor matrix 9 can be designed in one piece or in several parts. The cover plate 7 and the sensor matrix 9 can be made transparent. For this purpose, the cover plate 7 can be made, for example, from a glass, for example soda-lime glass. The sensor matrix 9 can be realized for example by an ITO coating. Further components of the operating device may be a display device 13 and an operating unit 14 with at least one operating element 15. The cover plate 7 may have a diameter which is larger than a diameter of the display device 13. As a result, an overlapping area O of the cover disk 7 can be formed. The operating unit 14 may be located at the overlap area O. For example, the operating unit 14 may be glued to the overlapping area O.
Die Anzeigeeinrichtung 13 kann eine Anzeigefläche 16 aufweisen, die der Nutzer 5 durch die Deckscheibe 7 und die Sensormatrix 9 hindurch betrachten kann. Die Anzeigeeinrichtung 13 kann mit der Anzeigefläche 16 beispielsweise über eine Bonding-Schicht oder Verbindungsschicht 17 mit der Sensormatrix 9 verbunden sein. Die Verbindungsschicht 17 kann beispielsweise eine Klebeschicht und/oder Silikonschicht sein. Durch die Verbin- dungsschicht 17 sind Lufteinschlüsse verhindert, sodass der Nutzer 5 die Anzeigefläche 16 klar sehen kann. Durch die Deckscheibe 7 und die Anzeigeeinrichtung 13 ist insgesamt also ein Bildschirm 8 gebildet, auf welchem dem Benutzer 5 ein Bildinhalt, beispielsweise eine digitale Straßenkarte oder ein Bedienmenü, bereitgestellt werden kann. Indem die Sensormatrix 9 sich sowohl zwischen der Deckscheibe 7 und der Bedieneinheit 14 als auch zwischen der Deckscheibe 7 und der Anzeigefläche 16 erstreckt, ist eine kapazitive Sensierung des Berührorts 12 für die Bedieneinheit 14, das heißt jedes Bedienelement 15, als auch für die Anzeigefläche 16 bereitgestellt. Mit anderen Worten kann der Bildschirm 18 ein Touchscreen sein. The display device 13 may have a display surface 16, which the user 5 can view through the cover disk 7 and the sensor matrix 9. The display device 13 may be connected to the display surface 16, for example via a bonding layer or connection layer 17 with the sensor matrix 9. The bonding layer 17 may be, for example, an adhesive layer and / or silicone layer. Air bubbles are prevented by the bonding layer 17, so that the user 5 can see the display surface 16 clearly. Through the cover plate 7 and the display device 13 so a total of 8 a screen is formed on which the user 5, an image content, such as a digital road map or a control menu, can be provided. By the sensor matrix 9 extending both between the cover plate 7 and the control unit 14 and between the cover plate 7 and the display surface 16, a capacitive sensing of the touch location 12 for the control unit 14, that is each control element 15, as well as for the display surface 16 provided. In other words, the screen 18 may be a touch screen.
Das zumindest eine Bedienelement 15 der Bedieneinheit 14 kann beispielsweise als ein Taster und/oder ein Schieber ausgestaltet sein. Beispielsweise kann ein Taster für einen Warnlichtschalter und/oder ein Taster für eine Heckscheiben- und/oder Frontscheibenheizung und/oder ein Schieber zum Einstellen einer Solltemperatur für eine Klimatisierungseinrichtung bereitgestellt sein. Jedes Bedienelement 5 kann beispielsweise eine aktive Beleuchtung mit einer Lichtquelle L aufweisen, um ein Licht durch die Deckscheibe 7 hindurch in den Fahrzeuginnenraum 4 abzustrahlen. Jede Lichtquelle L kann z.B. durch eine Leuchtdiode (LED - Light Emitting Diode) oder mehrere Leuchtdioden gebildet sein. The at least one operating element 15 of the operating unit 14 can be designed, for example, as a pushbutton and / or a slider. For example, a button for a warning light switch and / or a button for a rear window and / or windscreen heater and / or a slider for setting a target temperature for an air conditioning device may be provided. Each operating element 5 may, for example, have an active illumination with a light source L in order to radiate a light through the cover plate 7 into the vehicle interior 4. Each light source L may be e.g. be formed by a light emitting diode (LED - Light Emitting Diode) or more light emitting diodes.
Es kann eine Folie 19 beispielsweise zwischen der Sensormatrix 9 und dem jeweiligen Bedienelement 15 angeordnet sein, welche einen lichtdichten Bereich und einen transparenten Bereich, beispielsweise eine Durchlassöff- nung, aufweisen kann, um ein Symbol darzustellen. Durch diese Symbolik kann dem Benutzer 5 veranschaulicht werden, welche Funktion er durch Betätigen des jeweiligen Bedienelements auslösen kann. Die Folie 19 kann auch zwischen der Deckscheibe 7 und der Sensormatrix 9 angeordnet sein. Die Anzeigeeinrichtung 13 und die Bedieneinheit 14 können auf einer gemeinsamen Leiterplatte 20 angeordnet sein. Durch die Leiterplatte 20 kann eine Elektronik bereitgestellt sein, welche die Anzeigeeinrichtung 13 ansteuern kann und/oder die Signale der Sensormatrix 9 in Steuersignale C für ein Gerät 21 des Kraftfahrzeugs 1 umwandeln kann. Diese Elektronik kann somit eine Steuereinrichtung der Bedienvorrichtung 2 darstellen. Hierdurch kann mittels der Bedienvorrichtung 2 das Gerät 21 gesteuert werden. Bei dem Gerät 21 kann es sich beispielsweise um ein Informations-Unterhaltungs- System (Infotainmentsystem), ein Navigationsgerät, ein Telefon und/oder eine Klimaanlage des Kraftfahrzeugs 1 handeln. For example, a film 19 can be arranged between the sensor matrix 9 and the respective operating element 15, which can have a light-tight region and a transparent region, for example a passage opening, in order to represent a symbol. By this symbol, the user 5 can be illustrated, which function he can trigger by pressing the respective control element. The film 19 may also be arranged between the cover disk 7 and the sensor matrix 9. The display device 13 and the operating unit 14 may be arranged on a common printed circuit board 20. Through the printed circuit board 20, an electronics may be provided which can control the display device 13 and / or convert the signals of the sensor matrix 9 into control signals C for a device 21 of the motor vehicle 1. This electronics can thus represent a control device of the operating device 2. As a result, the device 21 can be controlled by means of the operating device 2. The device 21 can be, for example, an information entertainment system (infotainment system), a navigation device, a telephone and / or an air conditioning system of the motor vehicle 1.
Damit der Benutzer ein Feedback oder eine Rückmeldung beim Betätigen der Bedienvorrichtung 2 erhält, kann eine Aktoreinrichtung 22 bereitgestellt sein, die beispielsweise einen elektromechanischen Rüttler mit Elektromotor oder ein Vibrationselement mit Piezokristall aufweisen kann. Die Aktoreinrichtung kann eine mechanische Kopplung 23 aufweisen, über welche sie mit der Deckscheibe 7 mechanisch verbunden sein kann. Hierdurch kann eine Vibration und/oder ein Impuls 24 von der Aktoreinrichtung 22 auf die Deckfläche 7 übertragen werden. In order for the user to receive feedback or feedback when operating the operating device 2, an actuator device 22 may be provided, which may have, for example, an electromechanical vibrator with an electric motor or a vibrating element with a piezocrystal. The actuator device may have a mechanical coupling 23, via which it may be mechanically connected to the cover disk 7. In this way, a vibration and / or a pulse 24 can be transmitted from the actuator device 22 to the top surface 7.
Des Weiteren kann ein Lautsprecher 25 bereitgestellt sein, mittels welchem beispielsweise ein Klickgeräusch oder ein anderes Betätigungsgeräusch in Abhängigkeit von einer sensierten Fingerberührung 10 ausgegeben oder abgestrahlt werden kann. Hierdurch kann die Steuereinrichtung in Abhängig- keit von dem Sensorsignal der Sensormatrix 9 ein Betätigungsgeräusch erzeugen, was der Benutzer 5 im Fahrzeuginnenraum 4 wahrnehmen kann. Genauso kann über die Steuereinrichtung die Aktoreinrichtung 22 in Abhängigkeit von einem Sensorsignal der Sensoreinrichtung 9 aktiviert werden, sodass der Benutzer bei Berühren der Deckscheibe 7 mit dem Finger 11 ein haptisches Rückmeldesignal spürt und/oder die Deckscheibe 7 wie ein mechanischer Schalter vibriert, wenn der Benutzer 5 die Deckscheibe 7 mit dem Finger 11 drückt. Furthermore, a loudspeaker 25 can be provided by means of which, for example, a clicking sound or another operating sound can be emitted or emitted as a function of a sensed finger touch 10. As a result, the control device can generate an operating noise as a function of the sensor signal of the sensor matrix 9, which the user 5 can perceive in the vehicle interior 4. In the same way, the actuator device 22 can be activated as a function of a sensor signal of the sensor device 9 so that the user feels a haptic feedback signal when touching the cover plate 7 with the finger 11 and / or the cover plate 7 vibrates like a mechanical switch when the user 5 presses the cover plate 7 with the finger 11.
Zusätzlich kann eine Sensoreinrichtung 26 vorgesehen sein, die beispiels- weise einen Kraftsensor 27 aufweisen kann, der ein Kraftsignal oder Drucksignal F erzeugt, das von der Steuereinrichtung empfangen werden kann. Die Sensoreinrichtung 26 kann mittels einer mechanischen Kopplung 28 beispielsweise mit der Leiterplatte 20 oder auch (nicht dargestellt) direkt mit der Deckscheibe 7 gekoppelt sein. Die Deckscheibe 7 beziehungsweise die Lei- terplatte 20 können hierzu beweglich gegenüber dem Kraftsensor 27 gelagert sein. Mittels der Sensoreinrichtung 26 kann eine Anpresskraft 29 des Fingers 11 an der Deckscheibe 7 erfasst werden. Die Die Steuereinrichtung kann dazu ausgelegt sein, in Abhängigkeit von dem Drucksignal F zu über- prüfen, ob die Anpresskraft 29 größer als eine vorbestimmte Mindestan- presskraft ist. In addition, a sensor device 26 can be provided, which can have, for example, a force sensor 27 which generates a force signal or pressure signal F which can be received by the control device. The sensor device 26 can be coupled directly to the cover disk 7 by means of a mechanical coupling 28, for example to the printed circuit board 20 or else (not shown). The cover disk 7 or the cover terplatte 20 may be movably mounted relative to the force sensor 27 for this purpose. By means of the sensor device 26, a contact pressure 29 of the finger 11 on the cover plate 7 can be detected. The control device can be designed to check in dependence on the pressure signal F whether the contact pressure force 29 is greater than a predetermined minimum contact force.
Die Erzeugung der Steuersignale C kann dann unter der Bedingung erfolgen, dass die Anpresskraft 27 mindestens die Mindestanpresskraft beträgt. Hier- durch kann bei dem Benutzer 5 der Eindruck gesteigert werden, dass eine mechanische Betätigungseinrichtung betätigt wird, wenn er mit dem Finger 11 die Fingerberührung 10 ausführt. The generation of the control signals C can then take place under the condition that the contact pressure 27 is at least the minimum contact pressure. As a result, the user 5 can be given the impression that a mechanical actuating device is actuated when he performs the finger touch 10 with the finger 11.
Indem für die gesamte Berührfläche 8 die Sensormatrix 9 bereitgestellt ist und die Aktoreinrichtung 22, der Lautsprecher 25 und die Sensoreinrichtung 26 genutzt werden, ergibt sich eine einheitliche Haptik und Akustik bei der Bedienung der Bedienvorrichtung 2, unabhängig davon, ob der Benutzer den Touchscreen oder die Bedieneinheit 14 verwendet. Insgesamt ergibt sich somit bei der Bedienvorrichtung 2 die Möglichkeit, einen Touchscreen mit Haptik und Akustik (Aktuator plus Lautsprecher) mit einer festen (immer sichtbaren) Bedieneinheit zu kombinieren. Besonders vorteilhaft ist dies bei einem Bedienteil mit mehreren Funktionen oder Schaltflächen. By providing the sensor matrix 9 for the entire contact surface 8 and using the actuator device 22, the loudspeaker 25 and the sensor device 26, a uniform feel and acoustics result in the operation of the operating device 2, regardless of whether the user controls the touchscreen or the touch screen Operating unit 14 is used. Overall, this results in the control device 2 the ability to combine a touch screen with haptics and acoustics (actuator plus speaker) with a fixed (always visible) control unit. This is particularly advantageous for a control panel with multiple functions or buttons.
Im Folgenden ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Bedienvorrichtung beschrieben. Unter einer Deckscheibe befindet sich die Sensorfolie mit zum Beispiel ITO-Beschichtung zur Erkennung der Fingerposition. Darunter teilt sich das System in zwei Bereiche auf, nämlich den Bereich Display (Anzeigeeinrichtung) und den Bereich Schaltereinheit. Die Sensorfolie kann für beide Bereiche einheitlich genutzt werden oder ebenfalls in zwei oder mehrere Bereiche unterteilt sein. Dahinter befindet sich ein gemeinsamer Leiterplatten-/Elektronikbereich. Von diesem aus werden der gemeinsame Aktuator und der Lautsprecher betrieben. Der Aktuator wird für das haptische Feedback und der Lautsprecher für das akustische Feedback verwendet. In the following, a particularly preferred embodiment of the operating device is described. Under a cover plate is the sensor film with, for example, ITO coating for detecting the finger position. Underneath, the system is divided into two areas, namely the area display (display device) and the area switch unit. The sensor film can be used uniformly for both areas or can also be divided into two or more areas. Behind it is a common circuit board / electronics area. From this, the common actuator and the speaker are operated. The actuator is used for the haptic feedback and the speaker for the acoustic feedback.
Die Schaltereinheit besteht im vorderen Teil aus einer Folie, die transparente Bereiche für die Beleuchtung aufweist und lichtdichte Bereiche für die Licht- abschottung. Die Folie kann bedruckt oder lackiert sein. Sie bildet den sichtbaren Teil der Schaltereinheit mit Symboliken darauf. Diese Folie kann auch vor der Sensorfolie direkt hinter der Deckscheibe angeordnet sein. Die Symbole auf der Folie können auch im an sich aus dem Stand der Technik be- kannten Verschwindeeffekt dargestellt werden. Mit anderen Worten wird bei deaktivierter Leuchteinrichtung der Bedieneinheit 14 kein Symbol dargestellt. Hinter der Folie liegt die eigentliche Schaltereinheit mit Lichtquelle, Mechanikteil und Auswerteeinheit. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise die Betätigungskraft ermitteln und/oder die Positionsauswertung durchführen. Die Auswerteeinheit kann auch auf der gemeinsamen Leiterplatte platziert sein. The switch unit in the front part consists of a foil which has transparent areas for the illumination and light-tight areas for the illumination. isolation. The foil can be printed or painted. It forms the visible part of the switch unit with symbols on it. This film can also be arranged in front of the sensor film directly behind the cover disk. The symbols on the foil can also be represented in the disappearance effect known per se from the prior art. In other words, when the lighting device of the operating unit 14 is deactivated, no symbol is displayed. Behind the film is the actual switch unit with light source, mechanical part and evaluation. The evaluation unit can determine, for example, the actuation force and / or perform the position evaluation. The evaluation unit can also be placed on the common printed circuit board.
Vorzugsweise kann der vollständige Aufbau auch mit einem Kraftsensor erweitert sein. Damit kann die Auslösung einer Funktion nicht nur durch Berüh- ren dieser Funktion, sondern erst durch Aufbringen einer bestimmten Betätigungskraft erfolgen. Preferably, the complete structure can also be expanded with a force sensor. Thus, the triggering of a function can be done not only by touching this function, but only by applying a certain operating force.
Die Idee beschreibt somit die Möglichkeit, einen Touchscreen mit Haptik und Akustik mit einer festen Bedieneinheit unter einer gemeinsamen Deckschei- be zu kombinieren mit einem gemeinsamen Aktor für die Haptik und einem Lautsprecher ausschließlich für die Akustik. Es geht also um die Kombination von beiden Elementen. The idea thus describes the possibility of combining a touch screen with haptics and acoustics with a fixed operating unit under a common cover plate with a common actuator for the feel and a loudspeaker exclusively for the acoustics. So it's about the combination of both elements.
Der Vorteil der Kombination von Touchscreen mit der festen Bedieneinheit ist, dass mittels des Touchscreens eine variable Anzeigemöglichkeit bereitgestellt ist, während die Bedieneinheit eine feste Anzeige und Symbolik für immer im Kraftfahrzeug bereitzustellende Funktionen darstellt. Zudem ergibt sich eine einheitliche Haptik und Akustik. Der Aktuator und der Lautsprecher sind einheitlich für beide Einheiten (Touchscreen und Schaltereinheit) ge- nutzt. Dies führt zu einer Kostenreduzierung und Reduzierung des Bauraumbedarfs., Die Kombination von Touchscreen (variable Anzeigen) mit fester Bedieneinheit (feste Anzeige/Symbolik) kann beispielsweise nötig sein, um gesetzlich geforderte, immer sichtbare Funktionen im Direktzugriff darzustellen, wie beispielsweise den Warnlichtschalter, oder anzeige- und bedien- technisch bestimmte Funktionen immer im Direktzugriff zu haben, weil diese zum Beispiel sehr wichtig oder höher priorisiert sind wie beispielsweise eine Heckscheibenheizung oder Frontscheibenheizung. Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Touchscreen kombiniert mit einer festen (immer sichtbaren) Bedieneinheit plus Aktuatorik plus Lautsprecher bereitgestellt werden kann. The advantage of the combination of touchscreen with the fixed operating unit is that a variable display capability is provided by means of the touchscreen, while the operating unit provides a fixed display and symbolism for functions to be always provided in the motor vehicle. In addition, there is a uniform feel and acoustics. The actuator and the loudspeaker are uniformly used for both units (touchscreen and switch unit). This leads to a cost reduction and reduction of the space requirement., The combination of touch screen (variable displays) with a fixed control unit (fixed display / symbolism) may be necessary, for example, to legally required to display always visible functions in random access, such as the warning light switch, or display and operating technically certain functions always have direct access, because these are, for example, very important or prioritized higher, such as a rear window heating or windscreen heating. Overall, the example shows how can be provided by the invention, a touch screen combined with a fixed (always visible) control unit plus actuator plus speaker.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: CLAIMS:
1. Bedienvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ), aufweisend: 1. Operating device (2) for a motor vehicle (1), comprising:
- einen Bildschirm (18), der eine Anzeigefläche (16) zum Anzeigen ei- nes veränderbaren Bildinhalts und eine Deckscheibe (7) zum Schutz der - A screen (18) having a display surface (16) for displaying a variable image content and a cover plate (7) for protecting the
Anzeigefläche (16) aufweist, Display area (16),
- zumindest ein unabhängig von dem Bildschirm (18) betreibbar ausgestaltetes und als Taster und/oder Schieber ausgestaltetes Bedienelement (15) zum jeweiligen Erfassen einer Fingerberührung (10),  at least one control element (15) designed to be operable independently of the screen (18) and designed as a pushbutton and / or slide for respectively detecting a finger touch (10),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
bei dem zumindest einen Bedienelement (15) zum Erfassen der Fingerberührung (10) eine kapazitive Sensormatrix (9) bereitgestellt ist und bei dem Bildschirm (18) die Deckscheibe (7) die Anzeigefläche (16) in eine Richtung parallel zu einer Erstreckungsebene der Anzeigefläche (16) überragt und hierdurch die Deckscheibe (7) einen Überstandsbereich (O) aufweist und das zumindest eine Bedienelement (15) neben der Anzeigefläche (16) an dem Überstandsbereich (O) der Deckscheibe (7) angeordnet ist.  in which at least one operating element (15) for detecting the finger touch (10) is provided with a capacitive sensor matrix (9) and at the screen (18) the cover disk (7) the display surface (16) in a direction parallel to an extension plane of the display surface (16). 16) and thereby the cover plate (7) has a projection region (O) and the at least one operating element (15) is arranged next to the display surface (16) on the projection region (O) of the cover plate (7).
2. Bedienvorrichtung (2) nach Anspruch 1 , wobei das zumindest eine Bedienelement (15) jeweils Farbschicht und/oder Folie (19) mit einem Symbol, welches eine bei Erfassen der Fingerberührung (10) aktivierten Funktion darstellt, aufweist. 2. Operating device (2) according to claim 1, wherein the at least one operating element (15) each color layer and / or film (19) with a symbol, which is a upon detection of the finger touch (10) activated function comprises.
3. Bedienvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Bedienelement (15) eine unabhängig von dem Bildschirm (18) aktivierbar ausgestaltete Leuchteinrichtung (L) aufweist. 3. Operating device (2) according to one of the preceding claims, wherein the at least one operating element (15) independently of the screen (18) activably designed lighting device (L).
4. Bedienvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei der Bildschirm (18) und das zumindest eine Bedienelement (15) auf einer gemeinsamen Leiterplatte (20) angeordnet sind. 4. Operating device (2) according to one of the preceding claims, wherein the screen (18) and the at least one operating element (15) are arranged on a common printed circuit board (20).
5. Bedienvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Sensormatrix (9) zwischen der Anzeigefläche (16) und der Deckscheibe (7) erstreckt. 5. Operating device (2) according to one of the preceding claims, wherein the sensor matrix (9) between the display surface (16) and the cover plate (7).
6. Bedienvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine einen Kraftsensor (27) aufweisende Sensoreinrichtung (26) bereitgestellt ist, die dazu ausgelegt ist, ein Drucksignal (F) zu erzeugen, das von einer von einem Nutzer (5) auf die Deckscheibe (7) ausgeübten Kraft (29) abhängig ist. 6. operating device (2) according to any one of the preceding claims, wherein a force sensor (27) having sensor means (26) is provided which is adapted to generate a pressure signal (F), which is dependent on a force (29) exerted by a user (5) on the cover disc (7).
7. Bedienvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei eine Aktoreinrichtung (22) mit der Deckscheibe (7) gekoppelt und dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem Sensorsignal der Sensormatrix (9) eine Vibration und/oder einen Impuls (24) in der Deckscheibe (7) zu erzeugen. 7. Operating device (2) according to one of the preceding claims, wherein an actuator device (22) is coupled to the cover disk (7) and is designed to generate a vibration and / or a pulse (in dependence on a sensor signal of the sensor matrix (9). 24) in the cover plate (7) to produce.
8. Bedienvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Deckscheibe (2) aus einem Glas gefertigt ist. 8. Operating device (2) according to one of the preceding claims, wherein the cover plate (2) is made of a glass.
9. Bedienvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ausgabeeinrichtung bereitgestellt ist, die dazu ausgelegt ist, mit- tels eines Lautsprechers (25) in Abhängigkeit von einem Sensorsignal der Sensormatrix (9) ein akustisches Betätigungssignal auszugeben. 9. Operating device (2) according to one of the preceding claims, wherein an output device is provided which is adapted to output by means of a loudspeaker (25) in response to a sensor signal of the sensor matrix (9) an audible actuation signal.
10. Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Bedienvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 10. Motor vehicle (1) with an operating device (2) according to one of the preceding claims.
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