DE102005047650A1

DE102005047650A1 - Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005047650A1
Application number: DE102005047650A
Authority: DE
Inventors: Andreas Medler; Ulrike Wehling; Alf Pollex; Jan Michaelis; Rainer Dehmann; Kyoung Sun Han
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2007-04-12
Also published as: US20070146341A1; US8026902B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung (4), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), wobei die Eingabevorrichtung (4) ein Display (12) zur optischen Darstellung eines Bedienelementes, einen über dem Display (12) angeordneten Touchscreen (11) zum Erkennen einer Berührung des Touchscreens (11) im Bereich des Bedienelementes (50, 82, 83, 90) sowie eine Steuerung (10) zum Verschieben des mittels des Displays (12) dargestellten Bedienelementes (50, 82, 83, 90) entsprechend einer berührenden Bewegung über den Touchscreen (11) umfasst, und wobei die Eingabevorrichtung (4) einen Aktor (13) zur Auslenkung des Touchscreens (11), wenn das Bedienelement (50, 82, 83, 90) eine vorbestimmte Position erreicht oder eine vorbestimmte Entfernung (Δy, ΔD) bewegt wird, aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Touchscreen.

Ein Touchscreen ist z.B. aus der DE 201 02 197 U1 bekannt. In der DE 201 02 197 U1 ist ein Touchscreen zur Visualisierung von elektronischen Signalen und einer bestätigenden Berührungseingabe von Zeichen und Symbolen bestehend aus einer Funktionsebene zur Visualisierung und Tasteingabe und einer hierzu korrespondierenden, höher gelegenen, punktuell deformierbaren Schutzebene offenbart. Dabei wird bei einer Auswahl bestimmter Punkte der Funktionsebene mittels Berührung über die Schutzebene hinweg mindestens ein Bestätigungssignal für den Tastsinn (haptischer Reiz) des Benutzers wahrnehmbar an der Position des Berührungspunktes in der deformierten Schutzebene erzeugt und das Bestätigungssignal für den Tastsinn (haptischer Reiz) durch exzentrisch, inner- und/oder unterhalb der Funktionsebene angeordnete Schwingungselemente erzeugt. Zudem erfolgt bei dem aus der DE 201 02 197 U1 bekannten Touchscreen die Weiterleitung der erzeugten Schwingungen von der Funktions- auf die Schutzebene durch direkten Kontakt der beiden Ebenen und/oder über die Randbereiche der Ebenen durch starre oder elastische Verbindungselemente.

Touchscreens sind zudem z.B. aus der US 4 885 565 und der EP 920 704 B1 bekannt. Geeignete Touchscreens können z.B. Touchscreens von 3M^TM (siehe www.3m.com) bezogen werden. Weitere Einzelheiten zu Touchscreens können z.B. der EP 1 560 102 A1 entnommen werden.

Aus der DE 201 80 024 U1 bzw. der korrespondierenden WO 01/54109 A1 ist zur haptischen Rückkopplung zudem eine Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung zur Eingabe von Signalen in einen Computer und zur Ausgabe von Kräften an einen Benutzer der Berührungssteuerung bekannt, wobei die Berührungssteuerung ein Berührungseingabegerät aufweist, das eine annähernd ebene Berührungsoberfläche aufweist, die derart betrieben wird, dass sie aufgrund einer Position auf der Berührungsoberfläche, die ein Benutzer berührt, ein Positionssignal in einen Prozessor des Computers eingibt, wobei das Positionssignal die Position in zwei Dimensionen wiedergibt. Die Berührungssteuerung gemäß der WO 01/54109 A1 weist zudem mindestens einen mit dem Berührungseingabegerät verbundenen Aktor auf, wobei der Aktor eine Kraft auf das Berührungseingabegerät ausgibt, um dem die Berührungsoberfläche berührenden Benutzer eine haptische Empfindung zu liefern, wobei der Aktor die Kraft aufgrund einer von dem Prozessor ausgegebenen Kraftinformation direkt auf das Berührungseingabegerät ausgibt.

Haptische Rückkopplung ist zudem aus der US 6 429 846 , der WO 03/038800 A1, der US 5 988 902 , der WO 99/26230 A1, der WO 97/21160 A1, der DE 200 22 244 U1 und der WO 03/41046 A1 bekannt.

Die US 6 118 435 offenbart ein Touchpanel.

Aus der DE 197 31 285 A1 ist ein Bedienelement für eine Einrichtung mit mehreren wählbaren Menüs, Funktionen und/oder Funktionswerten bekannt, das eine Oberfläche besitzt, die durch den Bediener erfassbar ist und über die die Auswahl durch eine lokale Bewegung bzw. Berührung der Oberfläche vernehmbar ist. Die Oberfläche ist in ihrer Gestalt entsprechend dem/der gewählten und/oder auswählbaren Menü, Funktion und/oder Funktionswert veränderbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Eingabevorrichtung mit einem Touchscreen zu verbessern. Es ist wünschenswert, eine besonders gut für Kraftfahrzeuge geeignete Eingabevorrichtung zu schaffen.

Vorgenannte Aufgabe wird durch eine Eingabevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gelöst, wobei die Eingabevorrichtung ein Display zur optischen Darstellung eines Bedienelementes, einen über dem Display angeordneten Touchscreen zum Erkennen einer Berührung (insbesondere einer Bedienfläche) des Touchscreens im Bereich des Bedienelementes sowie eine Steuerung zum Verschieben des mittels des Displays dargestellten Bedienelementes entsprechend einer (insbesondere mittels des Touchscreens erkannten) berührenden Bewegung über den Touchscreen umfasst, und wobei die Eingabevorrichtung einen Aktor zur Auslenkung des Touchscreens, wenn das Bedienelement eine vorbestimmte Position erreicht und/oder eine vorbestimmte Entfernung bewegt wird, aufweist.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Aktor mittels der Steuerung zur Auslenkung des Touchscreens ansteuerbar ist. Die Auslenkung wird in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung nach einer bestimmten Zeit, insbesondere nach 20 m bis 150 ms, beendet.

Bei Auslenkung des Touchscreens, wenn das Bedienelement eine vorbestimmte Entfernung bewegt wird, ist insbesondere vorgesehen, dass der Touchscreen erneut ausgelenkt wird oder auslenkbar ist, wenn das Bedienelement das im Wesentliche ganzzahlige Vielfache der vorbestimmten Entfernung bewegt wird. Ist z.B. eine Auslenkung nach 3 mm (als bestimmter Entfernung) vorgesehen, so erfolgt in diesem Falle auch eine Auslenkung nach 6 mm, nach 9 mm, nach 12 mm, nach 15 mm usw.

Eine Berührung des Touchscreens kann im Sinne der Erfindung auch oder nur ein Drücken auf den Touchscreen sein.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Bedienelement nur dann entsprechend einer berührenden Bewegung bewegt, wenn diese ihren Ausgang im Bereich des Bedienelementes hat. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird das Bedienelement nur dann entsprechend einer berührenden Bewegung bewegt, wenn diese durch den Bereich des Bedienelementes verläuft. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Bedienelement nur entsprechend der berührenden Bewegung nach Durchlaufen des Bereichs des Bedienelementes bewegt wird.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Touchscreen sowohl auslenkbar, wenn das Bedienelement eine vorbestimmte Position erreicht, als auch wenn das Bedienelement eine vorbestimmte Entfernung bewegt wird.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Amplitude der Auslenkung des Touchscreens in Abhängigkeit der Position des Bedienelementes oder einer Entfernung, über die das Bedienelement bewegt wird, einstellbar.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Touchscreen mit einer bestimmten Frequenz auslenkbar, wobei die Frequenz in Abhängigkeit der Position des Bedienelementes oder einer Entfernung, über die das Bedienelement bewegt wird, einstellbar ist.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die vorbestimmte Entfernung zwischen 1 mm und 5mm.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Bedienelement ein Schieber oder eine Karte.

Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch eine Eingabevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gelöst, wobei die Eingabevorrichtung ein Display zur optischen Darstellung eines Bedienelementes, einen über dem Display angeordneten Touchscreen zum Erkennen einer Berührung (insbesondere einer Bedienfläche) des Touchscreens im Bereich des Bedienelementes, eine Steuerung zum Verschieben des mittels des Displays dargestellten Bedienelementes entsprechend einer (insbesondere mittels des Touchscreens erkannten) berührenden Bewegung über den Touchscreen sowie einen Aktor zur periodischen Auslenkung des Touchscreens mit einer bestimmten Frequenz umfasst, und wobei die Frequenz und/oder die Amplitude der Auslenkung in Abhängigkeit der Position des Bedienelementes oder einer Entfernung, über die das Bedienelement bewegt wird, einstellbar ist.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung liegt die Frequenz zwischen 1Hz und 30Hz.

Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch eine Verfahren zum Betrieb einer Eingabevorrichtung, insbesondere einer Eingabevorrichtung mit einem oder mehren der vorhergehenden Merkmale, gelöst, wobei die Eingabevorrichtung ein Display zur optischen Darstellung eines Bedienelementes sowie einen über dem Display angeordneten Touchscreen zum Erkennen einer Berührung (insbesondere einer Bedienfläche) des Touchscreens im Bereich des Bedienelementes umfasst, wobei das mittels des Displays dargestellte Bedienelement entsprechend einer (insbesondere mittels des Touchscreens erkannten) berührenden Bewegung über den Touchscreen bewegt wird, und wobei der Touchscreen ausgelenkt wird, wenn das Bedienelement eine vorbestimmte Position erreicht und/oder eine vorbestimmte Entfernung bewegt wird.

Die Auslenkung wird in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung nach einer bestimmten Zeit, insbesondere nach 20 ms bis 150 ms, beendet.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Touchscreen sowohl ausgelenkt, wenn das Bedienelement eine vorbestimmte Position erreicht, als auch wenn eseine vorbestimmte Entfernung bewegt wird.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Touchscreen mit einer schwingenden Bewegung ausgelenkt.

Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch eine Verfahren zum Betrieb einer Eingabevorrichtung, insbesondere einer Eingabevorrichtung mit einem oder mehreren der vorhergehenden Merkmale, gelöst, wobei die Eingabevorrichtung ein Display zur optischen Darstellung eines Bedienelementes sowie einen über dem Display angeordneten Touchscreen zum Erkennen einer Berührung (insbesondere einer Bedienfläche) des Touchscreens im Bereich des Bedienelementes umfasst, wobei das mittels des Displays dargestellte Bedienelement entsprechend einer (insbesondere mittels des Touchscreens erkannten) berührenden Bewegung über den Touchscreen bewegt wird, wobei der Touchscreen bei Bewegen des Bedienelementes mit einer bestimmten Frequenz ausgelenkt wird, und wobei die Frequenz und/oder die Amplitude der Auslenkung in Abhängigkeit der Position des Bedienelementes oder einer Entfernung, über die das Bedienelement bewegt wird, eingestellt wird.

Ein Touchscreen im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein transparenter Touchscreen. Ein Display im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Display bzw. Matrixdisplay zur variablen Darstellung von Informationen. Ein Display im Sinne der Erfindung kann z.B. ein TFT sein.

Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor beschränkt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel für ein Cockpit eines Kraftfahrzeuges;
2 ein Ausführungsbeispiel einer Eingabevorrichtung mit einer zugeordneten Steuerung in einer Prinzipdarstellung;
3 die Eingabevorrichtung gemäß 2 in einer perspektivischen Draufsicht;
4 die Eingabevorrichtung gemäß 2 in einem Querschnitt;
5 die Eingabevorrichtung gemäß 2 von unten;
6 die Eingabevorrichtung gemäß 2 während der Darstellung einer Bedienmaske zur Einstellung einer Lautstärke;
7 die Eingabevorrichtung gemäß 2 während der Darstellung einer Bedienmaske zur Einstellung einer Lautstärke;
8 ein Verfahren zum Betrieb der Eingabevorrichtung gemäß 2;
9 eine Auslenkung eines Touchscreens;
10 die Eingabevorrichtung gemäß 2 während der Darstellung einer Bedienmaske zur Einstellung einer Temperatur;
11 die Eingabevorrichtung gemäß 2 während der Darstellung einer Bedienmaske zur Einstellung einer Temperatur;
12 die Eingabevorrichtung gemäß 2 während der Darstellung einer Bedienmaske zur Bedienung eines Navigationssystems;
13 die Eingabevorrichtung gemäß 2 während der Darstellung einer Bedienmaske zur Bedienung eines Navigationssystems und
14 ein weiteres Verfahren zum Verfahren zum Betrieb der Eingabevorrichtung gemäß 2.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Cockpit eines Kraftfahrzeuges 1. In dem Cockpit 1 ist unterhalb eines Armaturenbretts 3 ein Lenkrad 2 angeordnet. Das Armaturenbrett 3 weist eine neben dem Lenkrad 2 angeordnete Eingabevorrichtung 4 auf. Alternativ oder zusätzlich kann eine der Eingabevorrichtung 4 entsprechende Eingabevorrichtung auch in dem Lenkrad 2 angeordnet sein.
2 zeigt die Eingabevorrichtung 4 mit einer zugeordneten Steuerung in einer Prinzipdarstellung. 3 zeigt die Eingabevorrichtung 4 in einer perspektivischen Draufsicht. 4 zeigt die Eingabevorrichtung 4 in einem Querschnitt. 5 zeigt die Eingabevorrichtung 4 von unten. Die Eingabevorrichtung 4 umfasst ein Gehäuse 15, ein indem Gehäuse 15 angeordnetes Display 12 zur optischen Darstellung von Informationen und Bedienelementen, einen über dem Display 12 angeordneten und mit dem Gehäuse verbundenen Touchscreen 11 zum Erkennen einer Berührung des Touchscreens bzw. zur Eingabe von Befehlen durch Berühren einer Bedienfläche 16 des Touchscreens 11 und einen Aktor 13 zum Bewegen des Gehäuses 15 und damit des Touchscreens 11 gegenüber dem Display 12. Der Eingabevorrichtung 4 ist eine Steuerung 10 zugeordnet, mittels der durch Ausgabe eines entsprechenden Anzeigesignals A auf dem Display 12 unterschiedliche Informationen dargestellt werden können. Zudem liest die Steuerung 10 ein von dem Touchscreen 11 ausgegebenes Positionssignal P ein, das die Position einer Berührung der Bedienfläche 16 oder eines Drückens auf die Bedienfläche 16 angibt. Zudem steuert die Steuerung 10 durch Ausgabe eines Aktorsteuersignals S die Bewegung des Aktors 13. Eine Ausgestaltung des Aktors 13 kann z.B. der EP 1 560 102 A1 entnommen werden. Darüber hinaus sind als Aktor 13 z.B. Piezoaktoren oder so genannte Voicecoils einsetzbar.
Der Touchscreen 11 ist außen an dem Gehäuse 15 befestigt. Das Gehäuse 15 ist dabei zumindest in dem mit Bezugszeichen 17 bezeichneten Bereich unterhalb des Touchscreens 11 transparent. Alternativ kann der Touchscreen 11 auch als Teil des Gehäuses 15 ausgestaltet sein.
Das Gehäuse 15 umfasst – wie in 4 bzw. 5 dargestellt – vier je durch eine flexible Manschette 24, 25, 26 bzw. 27 abgedeckte Öffnungen 20 und 21, durch die Befestigungselemente 22 und 23 zur Fixierung des Displays 12 an dem Lenkrad 2 oder dem Armaturenbrett 3 geführt sind. Das Gehäuse 15 umfasst zudem eine weitere durch eine weitere flexible Manschette 31 abgedeckte Öffnung, durch die ein Steckkontakt 30 zur Energieversorgung des Displays 12 und zur Übertragung des Anzeigesignals A zum Display 12 geführt ist. Die flexiblen Manschetten 24, 25, 26, 27 und 31 können z.B. aus einem Elastomer bestehen oder ein Elastomer umfassen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Flexibilität der Manschetten 24, 25, 26, 27 und 31 mit der Masse des Gehäuses 15 einschließlich des Touchscreens 11 derart abgestimmt ist, dass das Gehäuse 15 (einschließlich des Touchscreens 11) in Verbindung mit den Manschetten 24, 25, 26, 27 und 31 eine mechanische Eigenfrequenz zwischen 5Hz und 150Hz aufweist. Dabei wird die Eigenfrequenz insbesondere auf den Aktor 13 abgestimmt bzw. der Aktor 13 entsprechend der Eigenfrequenz ausgewählt.
Die Eingabevorrichtung 4 umfasst Verbindungselemente zum formschlüssigen Verbinden des Gehäuses 15 mit dem Display 12, so dass das Gehäuse 15 gegenüber dem Display 12 nur entlang einer Geraden bewegbar ist. Dazu umfasst ein Verbindungselement zumindest ein mit dem Lenkrad 2 oder dem Armaturenbrett 3 verbundenes bzw. verbindbares Befestigungselement 44 bzw. 45 zur Fixierung je einer Stange 40 bzw. 41. Zudem umfasst ein Verbindungselement zumindest je ein mit dem Gehäuse 15 verbundenes Gleitelement 42 bzw. 43 mit je zumindest einem Gleitlager 46 bzw. 47, mittels dessen das Gleitelement 42 bzw. 43 entlang der Stange 40 bzw. 41 bewegbar ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Gleitelement 42 bzw. 43 mit dem Lenkrad 2 oder dem Armaturenbrett 3 verbunden bzw. verbindbar und das Befestigungselement 44 bzw. 45 mit dem Gehäuse 15 (fest) verbunden ist. Die bewegliche Verbindung zwischen dem Display 12 und dem Gehäuse 15 kann dabei über das Lenkrad 2 oder das Armaturenbrett 3 oder über ein zusätzliches Element erfolgen. Dabei können z.B. sowohl die Gleitelemente 42 und 43 als auch die Befestigungselemente 44 bzw. 45 an einem Rahmen befestigt sein. Dieser Rahmen wiederum kann zum Einbau in das Kraftfahrzeug 1 mit dem Lenkrad 2 oder dem Armaturenbrett 3 verbunden werden.
In einer alternativen Ausgestaltung umfasst die Eingabevorrichtung 4 ein vorgenanntes Display, einen über dem Display angeordneten vorgenannten Touchscreen sowie ein zwischen dem Display und dem Touchscreen angeordnetes flexibles Element zum Verhindern des Eindringens von Partikeln zwischen dem Display und dem Touchscreen. Außerdem umfasst die Eingabevorrichtung einen vorgenannten Aktor zum Bewegen des Touchscreens gegenüber dem Display in zumindest eine, insbesondere zur Bedienfläche des Touchscreens parallele, Richtung. Das flexible Element ist dabei vorteilhafterweise derart am Rand des Touchscreens angeordnet, dass es eine Anzeigefläche des Displays im Wesentlichen nicht verdeckt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das flexible Element eine Steifigkeit auf, die derart auf eine Masse des Touchscreens abgestimmt ist, dass der Touchscreen in Verbindung mit dem flexiblen Element in Bewegungsrichtung eine mechanische Eigenfrequenz zwischen 5Hz und 150Hz aufweist. Das flexible Element kann aus einem geschäumten Material, wie z.B. Polyurethan, oder einem Elastomer bestehen. Das flexible Element kann entsprechend der US 4 044 186 oder der korrespondierenden DE 2 349 499 ausgestaltet sein.
Die Steuerung 10 ist derart ausgestaltet, dass ein mittels des Displays 12 dargestelltes Bedienelement entsprechend einer (insbesondere mittels des Touchscreens erkannten) berührenden Bewegung über den Touchscreen 11 bewegt wird, wobei der Touchscreen ausgelenkt wird, wenn das Bedienelement eine vorbestimmte Position erreicht und/oder eine vorbestimmte Entfernung bewegt wird. Alternativ oder zusätzlich ist die Steuerung 10 derart ausgestaltet, dass ein mittels des Displays 12 dargestelltes Bedienelement entsprechend einer (insbesondere mittels des Touchscreens erkannten) berührenden Bewegung über den Touchscreen 11 bewegt wird, wobei der Touchscreen 11 bei Bewegen des Bedienelementes mit einer bestimmten Frequenz ausgelenkt wird, und wobei die Frequenz und/oder die Amplitude der Auslenkung in Abhängigkeit der Position des Bedienelementes oder einer Entfernung, über die das Bedienelement bewegt wird, eingestellt wird. Ausführungsbeispiele für eine entsprechende Ausgestaltung der Steuerung sind im Folgenden erläutert.
6 und 7 zeigen die Eingabevorrichtung 4 während der Darstellung einer Bedienmaske zur Einstellung einer Lautstärke. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 50 einen mittels des Displays 12 dargestellten Schieber, der zur Einstellung der Lautstärke entlang einer Skala 51 entsprechend einer mittels des Touchscreens 11 erkannten berührenden Bewegung über den Touchscreen 11 bewegt werden kann. Dabei kann eine Ausgestaltung vorgesehen sein, bei der der Schieber 50 entsprechend einer mittels des Touchscreens 11 erkannten berührenden Bewegung über den Touchscreen 11 bewegt wird, unabhängig davon, ob diese Bewegung auch im Bereich des Schiebers 50 erfolgt. In einer anderen Ausgestaltung wird der Schieber 50 nur dann entsprechend der berührenden Bewegung bewegt, wenn diese ihren Ausgang im Bereich des Schiebers 50 hat. In einer weiteren Ausgestaltung wird der Schieber 50 nur dann entsprechend der berührenden Bewegung bewegt, wenn diese durch den Bereich des Schiebers 50 verläuft. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Schieber 50 nur entsprechend der berührenden Bewegung nach Durchlaufen des Bereichs des Schiebers 50 bewegt wird. x und y bezeichnen ein Koordinatensystem, wobei das Positionssignal P die Position einer Berührung der Bedienfläche 16 des Touchscreens 11 mittels dieser Koordinaten angibt.
8 zeigt ein in der Steuerung 10 implementiertes Verfahren zum Betrieb der Eingabevorrichtung 4 und zur Einstellung einer Lautstärke gemäß dem unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschriebenen Vorgehen. Dabei ist die Variante implementiert, bei der der Schieber 50 nur dann entsprechend der berührenden Bewegung bewegt wird, wenn diese durch den Bereich des Schiebers 50 verläuft, wobei jedoch vorgesehen ist, dass der Schieber 50 nur entsprechend der berührenden Bewegung nach Durchlaufen des Bereichs des Schiebers 50 bewegt wird.
Das in 8 dargestellte Verfahren beginnt mit einer Abfrage 70, ob der Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 im Bereich des Schiebers 50 berührt wird. Wird der Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 im Bereich des Schiebers 50 berührt, so folgt der Abfrage 70 eine Abfrage 71, ob die Position dieser Berührung entlang der y-Koordinate innerhalb der Skala 51 verändert wird. Wird die Position dieser Berührung entlang der y-Koordinate innerhalb der Skala 51 verändert, so folgt der Abfrage 71 ein Schritt 72, in dem der Schieber 50 entsprechend der veränderten Position der Berührung entlang der y-Koordinate verschoben und die Lautstärke entsprechend der neuen Position des Schiebers 50 eingestellt wird. Werden die Abfragen 70 bzw. 71 verneint, so folgt erneut Abfrage 70.
Dem Schritt 72 folgt eine Abfrage 73, ob der Schieber 50 seine Minimalstellung, seine Maximalstellung oder seine Mittelstellung erreicht hat. Hat der Schieber 50 seine Minimalstellung, seine Maximalstellung oder seine Mittelstellung erreicht, so erfolgt in einem Schritt 74 eine Auslenkung d des Touchscreens 11 gemäß 9, die nach etwa 70 ms abgeklungen ist. Dabei bezeichnet t die Zeit. Hat der Schieber 50 weder seine Minimalstellung, noch seine Maximalstellung, noch seine Mittelstellung erreicht, so folgt der Abfrage 74 eine Abfrage 75, ob gilt |y(i) – y0| ≥ Δy
Dabei ist y(i) die aktuelle Position der Berührung in y-Richtung, y₀ die ursprüngliche Position des Schiebers 50 in y-Richtung und Δy ein Grenzwert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist Δy gleich 3 mm. Ist |y(i) – y0| ≥ Δyso erfolgt in einem dem Schritt 74 entsprechenden Schritt 76 eine Auslenkung d des Touchscreens 11 gemäß 9, die nach etwa 70 ms abgeklungen ist. Dem Schritt 76 folgt ein Schritt 77, in dem y0 = y(i) gesetzt wird. Dem Schritt 77 folgt die Abfrage 70.
10 und 11 zeigen die Eingabevorrichtung 4 während der Darstellung einer Bedienmaske zur Einstellung einer Temperatur. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 80 einen mittels des Displays 12 dargestellten Schieber, der zur Anzeige der Einstellung der Temperatur entlang einer Skala 81 bewegt werden kann. Zur Einstellung der Temperatur und der entsprechenden Bewegung des Schiebers 80 sind mittels des Displays 12 dargestellte Tasten 82 und 83 vorgesehen. Dabei erfolgt die Erhöhung der Temperatur durch Berühren der Taste 82 und eine Verringerung der Temperatur durch Berühren der Taste 83.
So lange der Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 im Bereich Tasten 82 und 83 berührt wird, erfolgt eine Auslenkung d des Touchscreens 11 entsprechend
wobei y die aktuelle Position des Schiebers 80 in y-Richtung, y_cold die Position der Einstellung der niedrigsten Temperatur in y-Richtung und y_hot die Position der Einstellung der höchsten Temperatur in y-Richtung ist.
10 und 11 zeigen die Eingabevorrichtung 4 während der Darstellung einer Bedienmaske zur Bedienung eines Navigationssystems. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 90 eine Karte. Es ist vorgesehen, dass die Karte 90 durch eine berührende Bewegung über den Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 im Bereich der Karte 90 bewegt werden kann.
Erfolgt z.B. eine berührende Bewegung über den Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 entsprechend dem in 12 mit Bezugszeichen 91 bezeichneten Pfeil, so wird der sichtbare Ausschnitt der Karte entsprechend der Darstellung in 13 verschoben.
14 zeigt ein in der Steuerung 10 implementiertes Verfahren zum Betrieb der Eingabevorrichtung 4 und zum Verschieben der Karte 90 gemäß dem unter Bezugnahme auf 12 und 13 beschriebenen Vorgehen. Das in 14 dargestellte Verfahren beginnt mit einer Abfrage 100, ob der Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 im Bereich der Karte 90 berührt wird. Wird der Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 im Bereich der Karte 90 berührt, so folgt der Abfrage 70 eine Abfrage 101, ob die Position dieser Berührung verändert wird. Wird die Position dieser Berührung verändert, so folgt der Abfrage 101 eine Abfrage 102, ob ein Verschieben der Karte 90 entsprechend der berührenden Bewegung über den Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 zulässig ist. Werden die Abfragen 100 bzw. 101 verneint, so folgt erneut Abfrage 100.
Ist ein Verschieben der Karte 90 entsprechend der berührenden Bewegung über den Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 nicht zulässig, so erfolgt in einem Schritt 103 eine Auslenkung d des Touchscreens 11 gemäß d = 400 μm·sin(2·π·50Hz·t)
Dem Schritt 103 folgt die Abfrage 100. Ist ein Verschieben der Karte 90 entsprechend der berührenden Bewegung über den Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 dagegen zulässig, so folgt der Abfrage 102 ein Schritt 104, in dem die Karte 90 entsprechend der berührenden Bewegung über den Touchscreen 11 bzw. dessen Bedienfläche 16 bewegt wird.
Dem Schritt 104 folgt eine Abfrage 105, ob gilt
Dabei ist x(i) die aktuelle Position der Berührung in x-Richtung, x₀ die ursprüngliche Position der Karte 90 in x-Richtung, y(i) die aktuelle Position der Berührung in y-Richtung, y₀ die ursprüngliche Position der Karte 90 in y-Richtung und ΔD ein Grenzwert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist Δy gleich 3 mm. Ist
so erfolgt in einem dem Schritt 74 entsprechenden Schritt 106 eine Auslenkung d des Touchscreens 11 gemäß 9, die nach etwa 70 ms abgeklungen ist. Dem Schritt 106 folgt ein Schritt 107, in dem x0 = x(i)und y0 = y(i)gesetzt werden. Dem Schritt 107 folgt die Abfrage 100.
Die Elemente und Abstände in den 2 bis 5 sind unter Berücksichtigung von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. So sind z.B. die Größenordnungen einiger Elemente und Abstände in den 2 bis 5 übertrieben gegenüber anderen Elementen und Abständen in den 2 bis 5 dargestellt, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
Die Erfindung ist auch in Verbindung mit einer in der EP 1 560 102 A1 offenbarten Eingabevorrichtung einsetzbar.

1: Kraftfahrzeug
2: Lenkrad
3: Armaturenbrett
4: Eingabevorrichtung
10: Steuerung
11: Touchscreen
12: Display
13: Aktor
15: Gehäuse
16: Bedienfläche
17: Bereich
20, 21: Öffnung
22, 23: Befestigungselement
24, 25, 26, 27, 31: Manschette
30: Steckkontakt
40, 41: Stange
42, 43: Gleitelement
44, 45: Befestigungselement
46, 47: Gleitlager
50, 80: Schieber
51, 81: Skala
70, 71, 73, 75
100, 101, 102, 105: Abfrage
72, 74, 76, 77,
103, 104, 106, 107: Schritt
82, 83: Taste
90: Karte
91: Pfeil
A: Anzeigesignal
d: Auslenkung
P: Positionssignal
S: Aktorsteuersignal
t: Zeit
x, y: Koordinate

Claims

Eingabevorrichtung (4), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), wobei die Eingabevorrichtung (4) ein Display (12) zur optischen Darstellung eines Bedienelementes, einen über dem Display (12) angeordneten Touchscreen (11) zum Erkennen einer Berührung des Touchscreens (11) im Bereich des Bedienelementes (50, 82, 83, 90) sowie eine Steuerung (10) zum Verschieben des mittels des Displays (12) dargestellten Bedienelementes (50, 82, 83, 90) entsprechend einer berührenden Bewegung über den Touchscreen (11) umfasst, und wobei die Eingabevorrichtung (4) einen Aktor (13) zur Auslenkung des Touchscreens (11), wenn das Bedienelement (50, 82, 83, 90) eine vorbestimmte Position erreicht oder eine vorbestimmte Entfernung (Δy, ΔD) bewegt wird, aufweist.
Eingabevorrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen (11) sowohl auslenkbar ist, wenn das Bedienelement (50, 82, 83, 90) eine vorbestimmte Position erreicht, als auch wenn das Bedienelement (50, 82, 83, 90) eine vorbestimmte Entfernung (Δy, ΔD) bewegt wird.
Eingabevorrichtung (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Auslenkung des Touchscreens (11) in Abhängigkeit der Position des Bedienelementes (50, 82, 83, 90) oder einer Entfernung, über die das Bedienelement (50, 82, 83, 90) bewegt wird, einstellbar ist.
Eingabevorrichtung (4) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen (11) mit einer bestimmten Frequenz auslenkbar ist, wobei die Frequenz in Abhängigkeit der Position des Bedienelementes (50, 82, 83, 90) oder einer Entfernung, über die das Bedienelement (50, 82, 83, 90) bewegt wird, einstellbar ist.
Eingabevorrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Entfernung (Δy, ΔD) zwischen 1 mm und 5mm beträgt.
Eingabevorrichtung (4), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), wobei die Eingabevorrichtung (4) ein Display (12) zur optischen Darstellung eines Bedienelementes (50, 82, 83, 90), einen über dem Display (12) angeordneten Touchscreen (11) zum Erkennen einer Berührung des Touchscreens (11) im Bereich des Bedienelementes (50, 82, 83, 90), eine Steuerung (10) zum Verschieben des mittels des Displays (12) dargestellten Bedienelementes (50, 82, 83, 90) entsprechend einer berührenden Bewegung über den Touchscreen (11) sowie einen Aktor (13) zur periodischen Auslenkung des Touchscreens (11) mit einer bestimmten frequenz umfasst, und wobei die Frequenz in Abhängigkeit der Position des Bedienelementes (50, 82, 83, 90) oder einer Entfernung, über die das Bedienelement (50, 82, 83, 90) bewegt wird, einstellbar ist.
Eingabevorrichtung (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz zwischen 1Hz und 30Hz liegt.
Eingabevorrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement ein Schieber (50) oder eines Taste (82, 83) ist.
Eingabevorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement eine Karte (90) ist.
Verfahren zum Betrieb einer Eingabevorrichtung (4), insbesondere einer Eingabevorrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eingabevorrichtung (4) ein Display (12) zur optischen Darstellung eines Bedienelementes (50, 82, 83, 90) sowie einen über dem Display (12) angeordneten Touchscreen (11) zum Erkennen einer Berührung des Touchscreens (11) im Bereich des Bedienelementes (50, 82, 83, 90) umfasst, wobei das mittels des Displays (12) dargestellte Bedienelement (50, 82, 83, 90) entsprechend einer berührenden Bewegung über den Touchscreen (11) bewegt wird, und wobei der Touchscreen (11) ausgelenkt wird, wenn das Bedienelement (50, 82, 83, 90) eine vorbestimmte Position erreicht oder eine vorbestimmte Entfernung (Δy, ΔD) bewegt wird.
Verfahren nach 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen (11) sowohl ausgelenkt wird, wenn das Bedienelement (50, 82, 83, 90) eine vorbestimmte Position erreicht, als auch wenn eine vorbestimmte Entfernung (Δy, ΔD) bewegt wird.
Verfahren nach 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen (11) mit einer schwingenden Bewegung ausgelenkt wird.
Verfahren zum Betrieb einer Eingabevorrichtung (4), insbesondere einer Eingabevorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Eingabevorrichtung (4) ein Display (12) zur optischen Darstellung eines Bedienelementes (50, 82, 83, 90) sowie einen über dem Display (12) angeordneten Touchscreen (11) zum Erkennen einer Berührung des Touchscreens (11) im Bereich des Bedienelementes (50, 82, 83, 90) umfasst, wobei das mittels des Displays (12) dargestellte Bedienelement (50, 82, 83, 90) entsprechend einer berührenden Bewegung über den Touchscreen (11) bewegt wird, wobei der Touchscreen (11) bei Bewegen des Bedienelementes (50, 82, 83, 90) mit einer bestimmten Frequenz ausgelenkt wird, und wobei die Frequenz in Abhängigkeit der Position des Bedienelementes (50, 82, 83, 90) oder einer Entfernung, über die das Bedienelement (50, 82, 83, 90) bewegt wird, eingestellt wird.
Verfahren nach 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz zwischen 1Hz und 30Hz liegt.