KR20110088528A - 촉각 작동 장치 - Google Patents

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KR20110088528A
KR20110088528A KR1020117011856A KR20117011856A KR20110088528A KR 20110088528 A KR20110088528 A KR 20110088528A KR 1020117011856 A KR1020117011856 A KR 1020117011856A KR 20117011856 A KR20117011856 A KR 20117011856A KR 20110088528 A KR20110088528 A KR 20110088528A
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아르민 디이츠
베르너 랑게
하인츠 포팔
브루노 잔타로사
요제프 베르너
클라우스 비트버
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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 터치-감지 영역을 구비한 터치 패널(1)을 포함하고, 그 영역이 터치된 때 스위칭 신호가 촉발될 수 있으며, 터치 패널(1)은 터치 패널(1)의 평면에서 소정 리듬으로 움직일 수 있도록 모션 드라이브에 의해 작동될 수 있고, 터치 패널(1)은 하나 이상의 가요성 연결 요소에 의해 고정 지지물(6)에 연결되는, 특히 자동차용 촉각 작동 장치에 관한 것이다. 지지물(6)과 터치 패널(1)은, 적어도 디스플레이 장치 또는 그 디스플레이 평면이 내부에 배치되고 터치 패널의 평면에서 또는 터치 패널(1)에 평행한 평면에서 서로에 대해 움직일 수 있도록 밀봉 장치에 의해 서로 연결되는 밀폐 하우징의 두 하우징 부품을 형성한다.

Description

촉각 작동 장치{HAPTIC OPERATING DEVICE}
본 발명은, 적어도 하나의 터치-감지 영역을 구비한 터치 패널을 포함하고, 터치 영역이 터치된 때 스위칭 신호가 촉발될 수 있으며, 터치 패널은 터치 패널의 평면에서 소정 리듬으로 움직일 수 있도록 모션 드라이브(motion drive)에 의해 작동될 수 있고, 터치 패널은 하나 이상의 가요성 연결 요소에 의해 고정 지지물에 연결되는, 특히 자동차용 촉각 작동 장치에 관한 것이다.
스위칭 신호를 촉발시키는 역할을 하는 이러한 촉각 작동 장치에서, 터치 영역이 가동된 때, 스위칭 신호가 정확하게 촉발되었다는 정보를 조작자에게 제공하기 위해, 터치 패널의 움직임이 소정 리듬으로 촉발된다.
본 발명의 목적은, 간단하고 오기능의 여지가 없으며 환경 효과에 대해 보호되는 구성을 갖는, 전술된 유형의 촉각 작동 장치를 제공하는 것이다.
이 목적은, 본 발명에 따르면, 지지물과 터치 패널이, 적어도 디스플레이 장치 또는 그 디스플레이 평면이 내부에 배치되고 터치 패널의 평면에서 또는 터치 패널에 평행한 평면에서 서로에 대해 움직일 수 있도록 밀봉 장치에 의해 서로 연결되는 밀폐 하우징의 두 하우징 부품을 형성함으로써 달성된다.
결과적으로, 습기 및 먼지와 같은 환경 효과에 의해 유발되는 작동 에러가 회피된다.
터치 패널 및 지지물의 하우징 부품은 터치 패널의 평면에서 또는 터치 패널에 평행한 하나 이상의 평면에서 서로 인접할 수 있으며, 밀봉 장치는 터치 패널 및 지지물의 인접 영역들 사이에 배치된다.
상대 운동성을 위해서, 이 경우에 밀봉 장치는 터치 패널 및 지지물의 인접 영역들에 연결되는 탄성 밀봉 요소일 수 있다.
상대 운동성을 위해서, 이 경우에 밀봉 장치는 예를 들어 터치 패널 및 지지물의 인접 영역들에 연결되는 다이아프램과 같은 탄성 밀봉 요소일 수 있다.
모션 프로파일에 영향을 주는 것을 피하기 위해서, 특히 예를 들어 자동차에서 일어나는 바와 같이 주위 온도의 넓은 변동의 경우에, 탄성 밀봉 요소는 바람직하게는 그 강성(rigidity)이 -40℃ 내지 +110℃의 온도 범위에서 적어도 대략 일정한 재료로 형성된다.
이를 위해서, 밀봉 요소는 플라스틱 재료로 형성될 수 있다.
적어도 실질적으로 모션 프로파일에 영향을 주는 것을 회피하는 밀봉 장치의 다른 구성에서, 하나 이상의 미로(labyrinth)를 포함하고 밀폐된 환형 경로를 형성하는 래버린스 시일(labyrinth seal)이 서로 평행한 터치 패널 및 지지물의 인접 평면들 사이에 배치될 수 있고, 터치 패널이 지지물에 대해 모션 드라이브에 의해 움직일 수 있는 것보다, 터치 패널의 평면에 평행한 평면에서, 더욱 큰 유극을 갖고서 래버린스 시일의 돌출부가 래버린스 시일의 홈 내로 돌출된다.
바람직하게는, 이 경우에 환형 경로는 직사각형 특성을 가지며, 직사각형의 직선은 반경부에 의해 서로 연결된다.
시각적으로 검출되는 능력을 터치 영역에 간단한 방식으로 배정할 수 있게 하기 위해서, 터치 패널은 적어도 터치 영역의 영역에서 투명하게 구성될 수 있으며, 지지물에 고정되게 연결되는 하나 이상의 디스플레이 장치가 터치 패널과 지지물 사이에 배치된다.
디스플레이 장치의 디스플레이 영역의 가시도에 대한 감손이 하우징에 의해 회피될 수 있다.
따라서, 액정 디스플레이(LCD) 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 또는 진공 형광 디스플레이(VFD)와 같은 광전 디스플레이 장치인 디스플레이 장치에 의해 작은 구성 체적 및 선택적으로 융통성 있는 제어성(controllability)이 달성된다.
따라서, 관련 터치 영역의 스위칭 기능과 관련될 수 있는 영숫자 문자 및/또는 심볼이 바람직하게는 디스플레이 장치에 의해 표시될 수 있다.
바람직하게는, 모션 드라이브는 움직임 방향으로 선형으로 작동되는 모션 드라이브이다.
모션 드라이브는 예를 들어 자기 모션 드라이브 또는 압전 모션 드라이브와 같은 전기기계 모션 드라이브일 수 있다.
이는 사람의 손에 의해 쉽게 파지될 수 있는, 3G 이상에 이르는 터치 패널의 가속이 달성될 수 있어 유리하다.
그러나, 예를 들어 공압식 모션 드라이브와 같은 임의의 다른 모션 드라이브도 또한 사용될 수 있다.
작은 공간에 복수의 터치 영역을 형성할 수 있게 하기 위해서, 터치 패널은, 터치 패널에 걸쳐 분포되고 서로에 독립적으로 가동될 수 있는 복수의 터치-감지 영역을 구비할 수 있으며, 바람직하게는 터치 영역은 조작자에 의해 쉽게 위치되게 하기 위해 매트릭스 내에 배치될 수 있다.
간단한 실시 형태에서, 터치 영역은 압전 및/또는 용량성 및/또는 저항성 터치 영역일 수 있다.
촉각 구분을 위해서, 터치 패널이 움직일 수 있도록 작동될 수 있는 상이한 터치 영역과 다양한 특정 리듬이 관련될 수 있다.
본 발명에 의하면, 간단하고 오기능의 여지가 없으며 환경 효과에 대해 보호되는 구성을 갖는, 전술된 유형의 촉각 작동 장치가 제공된다.
본 발명의 예시적인 실시 형태가 도면에 도시되고 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 작동 장치의 제1 예시적인 실시 형태의 아래에서 본 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 작동 장치의 세부사항을 단면도로 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 작동 장치의 확대 상세도이다.
도 4는 작동 장치의 제2 예시적인 실시 형태의 아래에서 본 사시도이다.
도 5는 도 4에 따른 작동 장치의 아래에서 본 제2 부분 사시도이다.
도 6은 도 4에 따른 작동 장치의 단면 사시도이다.
도 7은 도 4에 따른 작동 장치를 확대하여 상세히 도시한 사시도이다.
도시된 작동 장치는 터치 패널(1)을 구비하고, 이 터치 패널의 상부 면에는 도시되지 않은 복수의 투명한 터치-감지 영역을 구비한 투명 필름(2)이 제공된다.
터치 영역은 터치된 때, 가동되도록 장치로 전송될 수 있는 스위칭 신호가 촉발되게 하는 용량성 터치 영역일 수 있다.
터치 패널(1)은 직사각형 프레임(3)을 구비하고, 이 프레임의 내부 영역은 필름(2)이 적용되는 투명 플레이트(4)에 의해 밀봉된다.
직사각형 단면을 갖는 2개의 스프링 암(5)이 각각의 경우에 그 일단부가 프레임(3)의 짧은 측부 상에 위치되는 상태로 서로로부터 거리를 두고 배치되며, 상기 스프링 암은 필름(2)으로부터 멀리 떨어진 터치 패널(1)의 면으로부터 직각으로 돌출된다.
스프링 암(5)은 그 종방향 측부가 프레임(3)의 짧은 측부에 평행한 상태로 연장되고, 그 제2 단부에 의해 지지물(6)에 고정될 수 있다.
도 1 내지 도 3의 예시적인 실시 형태에서, 스프링 암(5)의 제2 단부는 지지물(6)의 베어링 블록(7) 내에 고정되게 클램핑된다.
도 4 내지 도 7의 예시적인 실시 형태에서, 지지물(6)은 탭(8)을 구비하고, 이 탭의 자유 단부는 스프링 암(5)의 자유 단부에 연결된다.
베어링 블록(7) 및 탭(8)은 지지물(6)의 중심을 향하는 각각의 스프링 암(5)의 측부 상에 배치되고, 스프링 암(5)을 향하는 그 측부 지지 표면(9) 상에, 지지물(6)과 터치 패널(1) 사이의 거리의 일부에 걸쳐 연장되는 융기된(bulged) 부분을 구비한다.
베어링 블록(7) 및/또는 탭(8) 상의 스프링 암(5)의 고정점으로부터 시작하여, 지지 표면(9)은 지지물(6)의 중앙 영역을 향해 그 타단부 방향으로 움직인다.
결과적으로, 스프림 암(5)에 의해 지탱되어 지지물(6)에 연결되는 터치 패널(1)이 그 종방향 연장 방향으로 지지물(6)에 대해 편향될 수 있다.
따라서, 스프림 암(5)은 평행사변형을 형성하며, 따라서 터치 패널(1)의 종방향 연장 방향과는 다른 방향으로의 편향이 불가능하다.
자기 모션 드라이브(10)가 또한 지지물(6) 상에 배치되고, 상기 자기 모션 드라이브는 터치 영역이 터치되어 스위칭 신호가 촉발된 때 터치 패널(1)을 편향시키기 위해 터치 패널(1)에 연결된 전기자(11)에 작용한다.
이 편향은 0.2 mm 내지 0.5 mm로 교번하는 경로에 걸쳐 일어나고, 별개의 리듬이 각각의 터치 영역에 배정되며, 여기에서 터치 영역이 터치된 때, 터치 패널(1)은 자기 모션 드라이브(10)에 의해 진동 방식으로 작동된다.
터치 패널(1)의 각각의 편향의 경우, 프레임(3)의 하나의 짧은 측부 상의 스프링 암(5)은 점차적으로, 그에 배정된 지지 표면(9)의 융기된 부분에 맞대어져 지탱되며, 따라서 편향의 종료시 스프링 암(5)은 적어도 실질적으로, 그와 관련된 지지 표면(9)에 맞대어져 지탱된다.
따라서, 자기 모션 드라이브(10)가 작동정지된 때, 스프링 암(5)의 스프링 힘에 의해 되돌아가는 현상이 발생된다.
따라서, 2개의 다른 스프링 암(5)이 그와 관련된 지지 표면(9)에 맞대어져 지탱된다.
이러한 진동 리듬은 터치 영역을 터치하는 조작자에 의해 촉각적으로 검출 및 식별될 수 있다.
특정 리듬을 식별함으로써, 스위칭 신호가 촉발되었다는 정보와 어느 터치 영역이 가동되었는지에 관한 정보가 촉각적으로 제공된다.
따라서, 조작자는 조작자에 의해 가동될 터치 영역이 실제로 터치되었는지를 확인할 수 있다.
초기에 터치 패널(1) 상의 가동될 각각의 터치 영역의 위치를 시각적으로 식별할 수 있게 하기 위해서, 필름(2)으로부터 멀리 떨어진 터치 패널(1) 측에서, 액정 디스플레이(12)가 지지물(6) 상에 배치되고, 도시된 상기 액정 디스플레이의 문자 및/또는 심볼을 조작자가 터치 패널(1)의 투명 플레이트(4)를 통해 볼 수 있다.
따라서, 모든 터치 영역 후방에 그에 배정된 문자 및/또는 심볼이 배치된다.
도 4 내지 도 7의 예시적인 실시 형태에서, 지지물과 터치 패널(1)은 밀폐된 하우징의 두 하우징 부품을 형성한다.
따라서, 터치 패널(1)은, 플레이트(4)에 대향된 측에서 개방되고 그 개방 영역에서 플레이트(4)에 평행한 주연부 밀봉 영역(13)을 구비하는 박스로서 구성된다.
플레이트형 방식으로 구성된 지지물(6)의 평탄한 밀봉 영역(14)은 이 밀봉 영역(13)에 평행한 평면에서 그에 맞대어져 지탱된다.
개방 영역을 따라 서로 평행하게 연장되고 환형 경로를 형성하는 2개의 연속 주연부 홈(15)이 터치 패널(1)의 밀봉 영역(13) 상에 형성되고, 이 홈 내로 지지물(6)의 밀봉 영역(14)의 대응하는 연속 주연부 돌출부(16)가 돌출된다.
래버린스 시일을 형성하는, 홈(15) 및 돌출부(16)로 구성되는 환형 경로는 직사각형 특성을 가지며, 직사각형의 직선은 반경부(17)에 의해 서로 연결된다.
지지물(6)에 대한 터치 패널(1)의 방해받지 않는 편향 움직임을 가능하게 하기 위해서, 홈(15)은 터치 패널(1)이 편향된 때 돌출부(16)가 홈 벽에 맞대어져 지탱되지 않도록 하는 폭을 갖는다.
1: 터치 패널 2: 투명 필름
3: 프레임 4: 투명 플레이트
5: 스프링 암 6: 지지물
7: 베어링 블록 8: 탭
9: 지지 표면 10: 자기 모션 드라이브
11: 전기자 12: 액정 디스플레이
13: 주연부 밀봉 영역 14: 평탄한 밀봉 영역
15: 홈 16: 돌출부
17: 반경부

Claims (21)

  1. 적어도 하나의 터치-감지 영역을 구비한 터치 패널을 포함하고, 터치 영역이 터치된 때 스위칭 신호가 촉발될 수 있으며, 터치 패널은 터치 패널의 평면에서 소정 리듬으로 움직일 수 있도록 모션 드라이브에 의해 작동될 수 있고, 터치 패널은 하나 이상의 가요성 연결 요소에 의해 고정 지지물에 연결되는, 특히 자동차용 촉각 작동 장치에 있어서,
    지지물(6)과 터치 패널(1)은, 적어도 디스플레이 장치 또는 그 디스플레이 평면이 내부에 배치되고 터치 패널의 평면에서 또는 터치 패널(1)에 평행한 평면에서 서로에 대해 움직일 수 있도록 밀봉 장치에 의해 서로 연결되는 밀폐 하우징의 두 하우징 부품을 형성하는 것을 특징으로 하는 촉각 작동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    터치 패널(1) 및 지지물(6)의 하우징 부품은 터치 패널의 평면에서 또는 터치 패널(1)에 평행한 하나 이상의 평면에서 서로 인접하며, 밀봉 장치는 터치 패널(1) 및 지지물(6)의 인접 영역들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    밀봉 장치는 터치 패널 및 지지물의 인접 영역들에 연결되는 탄성 밀봉 요소인 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    탄성 밀봉 요소는 다이아프램인 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    탄성 밀봉 요소는 그 강성이 -40℃ 내지 +110℃의 온도 범위에서 적어도 대략 일정한 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    밀봉 요소는 플라스틱 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  7. 제2항에 있어서,
    하나 이상의 미로를 포함하고 밀폐된 환형 경로를 형성하는 래버린스 시일이 서로 평행한 터치 패널(1) 및 지지물(6)의 인접 평면들 사이에 배치되고, 터치 패널(1)이 지지물(6)에 대해 모션 드라이브에 의해 움직일 수 있는 것보다, 터치 패널(1)의 평면에 평행한 평면에서, 더욱 큰 유극을 갖고서 래버린스 시일의 돌출부(16)가 래버린스 시일의 홈(15) 내로 돌출되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    환형 경로는 직사각형 특성을 가지며, 직사각형의 직선은 반경부(17)에 의해 함께 연결되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  9. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    터치 패널(1)은 적어도 터치 영역의 영역에서 투명하게 구성될 수 있으며, 지지물(6)에 고정되게 연결되는 하나 이상의 디스플레이 장치가 터치 패널(1)과 지지물(6) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    디스플레이 장치는 광전 디스플레이 장치인 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    광전 디스플레이 장치는 액정 디스플레이(LED)(12) 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 또는 진공 형광 디스플레이(VFD)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    관련 터치 영역의 스위칭 기능과 관련될 수 있는 영숫자 문자 및/또는 심볼이 디스플레이 장치에 의해 표시될 수 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  13. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    모션 드라이브는 움직임 방향으로 선형으로 작동되는 모션 드라이브인 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  14. 제13항에 있어서,
    모션 드라이브는 전기기계 모션 드라이브인 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    모션 드라이브는 자기 모션 드라이브(10)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  16. 제14항에 있어서,
    모션 드라이브는 압전 모션 드라이브인 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  17. 제13항에 있어서,
    모션 드라이브는 공압식 모션 드라이브인 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  18. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    터치 패널(1)은, 터치 패널(1)에 걸쳐 분포되고 서로에 독립적으로 가동될 수 있는 복수의 터치-감지 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  19. 제18항에 있어서,
    터치 영역은 매트릭스 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    터치 영역은 압전 및/또는 용량성 및/또는 저항성 터치 영역인 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    터치 패널(1)이 움직일 수 있도록 작동될 수 있는 상이한 터치 영역과 다양한 특정 리듬이 관련되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
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