DE102011112089A1 - Bedienvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Sensorfläche (3) und mit einer kapazitiv arbeitenden ersten Sensoreinrichtung (6), derart dass bei Berührung der Sensorfläche (3) und/oder in unmittelbarer Nähe der Sensorfläche (3) ein erstes Signal (7) erzeugbar ist. Die Sensorfläche (3) ist von einer Blende (4), die für Infrarot-Strahlung durchlässig ist, mindestens teilweise umgeben. Eine mit Infrarot-Strahlung arbeitende zweite Sensoreinrichtung (8) ist der Blende (4) zugeordnet, wobei die zweite Sensoreinrichtung (8) die Positionierung auf der Sensorfläche (3), insbesondere unter Erzeugung eines zweiten Signals (9), detektiert.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Solche Bedienvorrichtungen werden in Kraftfahrzeugen zur Bedienung unterschiedlichster Funktionen durch einen Benutzer eingesetzt.
- Eine derartige Bedienvorrichtung mit einer Sensorfläche und mit einer kapazitiv arbeitenden, ersten Sensoreinrichtung ist an sich bekannt. Bei Berührung der Sensorfläche mittels eines Bedienelementes, beispielsweise eines Fingers des Benutzers, und/oder in unmittelbarer Nähe des Bedienelementes zur Sensorfläche ist mittels der ersten Sensoreinrichtung ein Signal erzeugbar. Das Signal kann im Hinblick auf die Bedienung durch den Benutzer ausgewertet werden. Allerdings ist hierzu eine besondere Ausgestaltung der Sensorfläche notwendig, beispielsweise kann zur Positionserkennung des Bedienelementes eine Segmentierung der Sensorfläche notwendig sein. Designelemente für die Sensorfläche sind daher im allgemeinen nur bedingt nutzbar zur Erfassung von Nutzereingaben bedingt durch Materialauswahl, Ästhetik oder technischer Machbarkeit.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bedienvorrichtung derart weiterzuentwickeln, dass die Sensorfläche vielfältiger ausgestaltbar ist. Insbesondere ist es Ziel der Erfindung, Materialien, mit welchen eine Positionsauswertung mit Berührungserkennung bisher nicht möglich war, nutzbar zu machen.
- Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Bedienvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Bei der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung ist die Sensorfläche von einer Blende, die für Infrarot-Strahlung durchlässig ist, mindestens teilweise umgeben. Eine mit Infrarot-Strahlung arbeitende, zweite Sensoreinrichtung ist der Blende zugeordnet. Die zweite Sensoreinrichtung detektiert die Positionierung des Bedienelements auf der Sensorfläche, insbesondere unter Erzeugung eines zweiten Signals. Das zweite Signal lässt sich dann im Hinblick auf die augenblickliche Position des Bedienelements auswerten, ohne dass die bisherigen Einschränkungen für die Sensorfläche auftreten. Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung leistet somit insbesondere eine Berührungserkennung auf nicht segmentierten Oberflächen Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- In einer weiteren Ausgestaltung besteht die Sensorfläche aus Metall. Es ist hervorzuheben, dass das Design der Sensorfläche keinen Einschränkungen unterliegt sondern beliebig wählbar ist. Insbesondere ist keine Segmentierung der Sensorfläche notwendig sondern es kann eine ununterbrochene Sensorfläche gewählt werden. Anstelle von Metall kann die Sensorfläche auch aus einem sonstigen, elektrisch leitfähigen Material bestehen. Insbesondere lässt sich ein elektrisch leitfähiger Kunststoff Material für die Sensorfläche verwenden, womit die Bedienvorrichtung besonders kostengünstig ist.
- Die Blende kann aus Kunststoff bestehen, was wiederum zur Kostengünstigkeit der Bedienvorrichtung beiträgt. Falls gewünscht kann das Material für die Blende so gewählt werden, dass die Blende für Lichtstrahlung in dem für das menschliche Auge sichtbaren Spektrum im wesentlichen undurchlässig ist. Damit ist die zweite Sensoreinrichtung zwar voll funktionsfähig, jedoch für den Benutzer nicht weiter sichtbar in der Bedienvorrichtung angeordnet.
- In einer besonders zweckmäßigen Anordnung ist die Sensorfläche als ein längliches Bauteil ausgestaltet. Die Bedienung der Bedienvorrichtung erfolgt dann durch Entlangfahren an der Sensorfläche mit dem Finger o. dgl. des Benutzers. Dadurch ist eine Art von Sliderfunktion durch die Bewegung eines Fingers o. dgl. des Benutzers entlang der Sensorfläche erzeugbar.
- Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung ist nachfolgendes festzustellen. Die Kombination von Infrarottechnologie zur Erfassung einer Aktuator-Position in Verbindung mit einer kapazitiven Auswertung der Berührung ermöglicht das Erkennen einer Betätigung auf einem Designteil, ohne dass eine Segmentierung notwendig ist. Ferner benötigt die Kombination dieser beiden Technologien keine mechanischen Wege bei der Betätigung durch den Benutzer. Es bestehen keine Einschränkungen bei der Materialauswahl des Designteils, allerdings ist es erforderlich einen IR(Infrarot)-durchlässigen Werkstoff bei der Integration um das Designteil zu verwenden oder das Designteil selbst besteht aus IR-durchlässigem Material. Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung eignet sich auch insbesondere für die Kombination bzw. Anwendung für Touchpads mit IR-Technologie, die beispielsweise der Blende zugeordnet sind. In diesem Fall kann vorteilhafterweise die IR-Sensorik für das Touchpad gleichzeitig als zweite Sensoreinrichtung für die Bedienvorrichtung genutzt werden.
- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass neue Designs für unterschiedlichste Funktionsaktivitäten ermöglicht sind. Es ist eine Betätigung der Bedienvorrichtung ohne Weg bei leitfähigen Designteilen ermöglicht. Desweiteren kann eine unsegmentierte Berührungserkennung auf leitfähigen Materialien vorgenommen werden. Es ist ein größeres Spektrum der technischen Machbarkeit für Bedienvorrichtungen gegeben, die mittels Berührung arbeiten. Schließlich liegen vorteilhafterweise auch mehr Freiheitsgrade für die Gestaltung von Designteilen, welche zur Nutzereingabe verwendet werden, vor.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
-
1 eine Bedienvorrichtung in Draufsicht, -
2 einen Detailausschnitt aus der Bedienvorrichtung in einer Prinzipdarstellung, -
3 eine Schnittdarstellung des in2 gezeigten Detailausschnitts und -
4 einen Detailausschnitt wie in2 gemäß einer weiteren Ausgestaltung. - In
1 ist eine Bedienvorrichtung1 , die beispielsweise in der Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, zu sehen. Die Bedienvorrichtung1 besitzt ein Gehäuse2 , an dessen Oberseite eine Sensorfläche3 und eine Blende4 angeordnet sind. - Wie weiter anhand der
2 zu sehen ist, ist die Bedienvorrichtung1 vom Benutzer beispielsweise mittels dessen Finger5 als Bedienelement entsprechend bedienbar. Zur Bedienung weist die Bedienvorrichtung1 eine schematisch in3 gezeigte, kapazitiv arbeitende erste Sensoreinrichtung6 auf, die mit der Sensorfläche3 in Verbindung steht. Mit Hilfe der ersten Sensoreinrichtung6 ist bei Berührung der Sensorfläche3 durch den Finger5 und/oder in unmittelbarer Nähe des Fingers5 zur Sensorfläche3 ein erstes Signal7 erzeugbar. Mit anderen Worten detektiert die Sensoreinrichtung6 den Bedienungswunsch des Benutzers. Das den Bedienungswunsch anzeigende Signal7 kann dann in einer zugehörigen, nicht weiter gezeigten Steuereinrichtung entsprechend weiterverarbeitet werden. - Die Bedienvorrichtung
1 besitzt weiter eine mit Infrarot-Strahlung arbeitende zweite Sensoreinrichtung8 , welche ebenfalls schematisch in3 gezeigt ist. Die zweite Sensoreinrichtung8 detektiert die Positionierung des Fingers5 auf der Sensorfläche3 und erzeugt ein entsprechendes zweites Signal9 . Das zweite Signal9 beinhaltet also beispielsweise die Koordinaten der jeweiligen Position des Fingers5 auf der Sensorfläche3 . Mit anderen Worten detektiert also die Sensoreinrichtung8 die eigentliche Bedienung durch den Benutzer. Das die Art der Bedienung beinhaltende Signal9 kann dann wiederum in der zugehörigen Steuereinrichtung dementsprechend weiterverarbeitet werden, wobei die Steuereinrichtung beispielsweise dann die jeweiligen der Bedienung entsprechenden Funktionen im Kraftfahrzeug auslöst. - Die zweite Sensoreinrichtung
8 arbeitet mit Infrarot(IR)-Strahlung und weist daher gemäß2 wenigstens eine IR-Sendediode10 auf, die einen IR-Strahl12 emittiert. Der vom Finger5 gegebenenfalls anteilig reflektierte IR-Strahl13 wird von wenigstens einer IR-Photodiode11 empfangen und für das Signal9 ausgewertet. Die IR-Sendediode10 sowie die IR-Photodiode11 sind auf einer Leiterplatte14 angeordnet. Entsprechend der gewünschten Positionserkennung für den Finger5 können auch mehrere IR-Sendedioden10 und/oder IR-Photodiode11 auf der Leiterplatte14 befindlich sein. Wie anhand der1 zu erkennen ist, ist die Sensorfläche3 von der Blende4 wenigstens teilweise umgeben. Selbstverständlich kann die Blende4 die Sensorfläche3 auch vollständig umgeben, wie in der3 gezeigt ist. Die zweite Sensoreinrichtung8 ist der Blende4 zugeordnet, so dass die Blende4 für Infrarot-Strahlung12 ,13 durchlässig ausgestaltet ist. - Die Sensorfläche
3 kann aus Metall bestehen. Selbstverständlich kann die Sensorfläche3 auch aus einem sonstigen elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus elektrisch leitfähigem Kunststoff, bestehen. Die elektrische Kontaktierung der Sensorfläche3 für die Berührungserkennung ist mittels einer in2 gezeigten Kontaktfläche15 auf der Leiterplatte14 realisiert. Die Blende4 kann aus Kunststoff bestehen. Wie bereits erwähnt, ist die Blende4 für Infrarotstrahlung weitgehend durchlässig. Andererseits kann das Material für die Blende4 auch so gewählt werden, dass die Blende4 für Lichtstrahlung in dem für das menschliche Auge sichtbaren Spektrum im wesentlichen undurchlässig ist. Damit sind die unterhalb der Blende4 im Gehäuse2 (siehe1 ) befindliche Bauteile, beispielsweise die Leiterplatte14 mit den IR-Sendedioden10 und IR-Photodioden11 für den Benutzer nicht sichtbar. - Die Sensorfläche
3 kann, wie in2 zu sehen ist, als ein längliches Bauteil ausgestaltet sein. Die zweite Sensoreinrichtung8 ermittelt dann die Längsposition des Fingers5 entlang der Sensorfläche3 . Dadurch kann eine Art von Sliderfunktion durch Bewegung des Fingers5 des Benutzers entlang der Sensorfläche3 erzeugt werden. Schließlich ist in4 noch in einer weiteren Ausgestaltung gezeigt, dass die Blende4 als zusätzliches Touchpad für Bewegungen des Fingers5 auf und/oder über der Blende4 dienen kann. Hierfür werden die IR-Sendedioden10 und IR-Photodioden11 der zweiten Sensoreinrichtung8 für die Sensorfläche3 mitgenutzt. In diesem Fall ist also der Slider mit einem Touchpad kombiniert. - Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann die Erfindung nicht nur für eine Bedienvorrichtung im Kraftfahrzeug sondern auch für sonstige Geräte, beispielsweise Hausgeräte, Werkzeugmaschinen, Computersteuerungen o. dgl. Verwendung finden.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Bedienvorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Sensorfläche
- 4
- Blende
- 5
- Finger
- 6
- (erste) Sensoreinrichtung (kapazitiv)
- 7
- (erstes) Signal
- 8
- (zweite) Sensoreinrichtung (Infrarot)
- 9
- (zweites) Signal
- 10
- IR-Sendediode
- 11
- IR-Photodiode
- 12
- (emittierter) IR-Strahl
- 13
- (reflektierter) IR-Strahl
- 14
- Leiterplatte
- 15
- Kontaktfläche (für Sensorfläche)
Claims (5)
- Bedienvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Sensorfläche (
3 ) und mit einer kapazitiv arbeitenden ersten Sensoreinrichtung (6 ), derart dass bei Berührung der Sensorfläche (3 ) und/oder in unmittelbarer Nähe der Sensorfläche (3 ) ein erstes Signal (7 ) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche (3 ) von einer Blende (4 ), die für Infrarot-Strahlung durchlässig ist, mindestens teilweise umgeben ist, dass eine mit Infrarot-Strahlung arbeitende zweite Sensoreinrichtung (8 ) der Blende (4 ) zugeordnet ist, und dass die zweite Sensoreinrichtung (8 ) die Positionierung auf der Sensorfläche (3 ), insbesondere unter Erzeugung eines zweiten Signals (9 ), detektiert. - Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche (
3 ) aus Metall besteht. - Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche (
3 ) aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere aus elektrisch leitfähigem Kunststoff besteht. - Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (
4 ) aus Kunststoff besteht, und dass vorzugsweise die Blende (4 ) für Lichtstrahlung in dem für das menschliche Auge sichtbaren Spektrum im wesentlichen undurchlässig ist. - Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche (
3 ) als längliches Bauteil ausgestaltet ist, derart dass eine Art von Sliderfunktion durch Bewegung eines Fingers (5 ) o. dgl. des Benutzers entlang der Sensorfläche (3 ) erzeugbar ist.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2011-09-02 DE DE102011112089A patent/DE102011112089A1/de not_active Withdrawn
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