EP1560102A2

Touchscreen with spring-controlled haptic feedback

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Touchscreen zur Eingabe von Befehlen durch Berühren einer Bedienfläche oder durch Drücken auf die Bedienfläche, einem Aktor zum Bewegen des Touchscreens in zumindest eine Richtung gegenüber einem Referenzkörper und einer im wesentlichen U-förmigen Feder zum mechanischen Verbinden des Touchscreens mit dem Referenzkörper.

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23 claims: 15 independent, 8 dependent

  1. 1
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40), die einen Touchscreen (16) zur Eingabe von Befehlen durch Berühren einer Bedienfläche (16A) oder durch Drücken auf die Bedienfläche (16A), einen Aktor (18) zum Bewegen des Touchscreens (16) in zumindest eine Richtung gegenüber einem Referenzkörper (21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (4,8,10,40) mindestens eine Feder (34,35), vorzugsweise mindestens drei Federn (34,35), insbesondere mindestens vier Federn (34,35) zum mechanischen Verbinden des Touchscreens (16) mit dem Referenzkörper (21) aufweist.
  2. 2
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (34,35) zum mechanischen Verbinden des Touchscreens (16) mit dem Referenzkörper (21) im wesentlichen eine U-Form aufweist.
  3. 3
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzkörper (21) ein Display (17) zur Darstellung von Informationen oder ein Teil eines Kraftfahrzeuges ist.
  4. 4
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (34,35) eine Öffnung (332,342,352) aufweist, die im wesentlichen auf den Touchscreen (16) gerichtet ist.
  5. 5
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (332,342,352) zwischen 5mm und 30mm breit ist.
  6. 6
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (34,35) eine Öffnung (332,342,352) und einen der Öffnung (332,342,352) im wesentlichen gegenüberliegenden Scheitelpunkt aufweist, wobei die Feder (34,35) derart ausgerichtet ist, dass eine imaginäre durch den Scheitelpunkt und durch die Öffnung (332,342,352) verlaufende Linie im wesentlichen parallel zur Bedienfläche (16A) verläuft.
  7. 7
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen (16) mittels des Aktors (18) im wesentlichen parallel zur Bedienfläche (16A) bewegbar ist.
  8. 8
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Aktors (18) eine zumindest im wesentlichen rotatorische Bewegung erzeugbar ist.
  9. 9
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der rotatorischen Bewegung im wesentlichen senkrecht zur Bedienfläche (16A) ist.
  10. 10
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (34,35) eine Dicke von 0,5mm bis 2mm aufweist.
  11. 11
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (34,35) im wesentlichen aus Kunststoff besteht.
  12. 12
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (34,35) eine Federkonstante aufweist, die derart auf eine Masse des Touchscreens (16) abgestimmt ist, dass der Touchscreen (16) in Verbindung mit der Feder (34,35) eine mechanische Eigenfrequenz von 5Hz bis 150Hz, insbesondere von 30Hz bis 75Hz aufweist.
  13. 13
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (34,35) zwei Federarme (354), eine zwischen den beiden Federarmen (354) angeordnete Öffnung (332,342,352) und einen Verbindungspunkt (331,341,351) aufweist, an dem die beiden Federarme (354) verbunden sind, wobei die Feder (34,35) parallel zur Öffnung (332,342,352) eine Hauptfederkonstante und eine Nebenfederkonstante in einer durch den Verbindungspunkt (331,341,351) und durch die Öffnung (332,342,352) verlaufende Richtung aufweist, und wobei die Nebenfederkonstante zumindest das Zweifache der Hauptfederkonstante, vorzugsweise zumindest das Dreifache der Hauptfederkonstante, insbesondere zumindest das Vierfache der Hauptfederkonstante beträgt.
  14. 14
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (34,35) zwei Federarme (354), eine zwischen den beiden Federarmen (354) angeordnete Öffnung (332,342,352) und einen Verbindungspunkt (331,341,351) aufweist, an dem die beiden Federarme (354) verbunden sind, wobei die Feder (34,35) parallel zur Öffnung (332,342,352) und Bedienfläche (16A) eine Hauptfederkonstante aufweist, wobei die Feder (34,35) senkrecht zur Öffnung (332,342,352) jedoch parallel zur Bedienfläche (16A) eine Nebenfederkonstante aufweist und wobei die Nebenfederkonstante zumindest das Zweifache der Hauptfederkonstante, vorzugsweise zumindest das Dreifache der Hauptfederkonstante, insbesondere zumindest das Vierfache der Hauptfederkonstante beträgt.
  15. 15
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (4,8,10,40) zumindest zwei Federn (34,35) und zumindest ein mechanisches Verbindungselement (15A,15B,15C,15D) zum Verbinden der zumindest zwei Federn (34,35) aufweist, wobei das mechanische Verbindungselement (15A,15B,15C,15D) und die zumindest zwei Federn (34,35) zusammen aus einem Stück sind.
  16. 16
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (4,8,10,40) zumindest zwei Federn (34,35) und zumindest ein mechanisches Verbindungselement (15A,15B,15C,15D) zum Verbinden der zumindest zwei Federn (34,35) aufweist, wobei das mechanische Verbindungselement (15A,15B,15C,15D) und die zumindest zwei Federn (34,35) zusammen aus einem Stück gegossen sind.
  17. 17
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen (16) durch die Feder (34,35) gegenüber dem Referenzkörper (21) frei schwebend gehalten wird.
  18. 18
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen (16) gegenüber dem Referenzkörper (21) nicht durch ein Kugellager oder ein kugellagerartiges Element oder eine Gleitfläche gehalten wird.
  19. 19
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (4,8,10,40) eine Steuerung (20) zum Ansteuern des Aktors (18) aufweist, wobei der Aktor (18) mittels der Steuerung (20) derart ansteuerbar ist, dass der Touchscreen (16) mittels des Aktors (18) zur Bestätigung eines mittels des Touchscreens (16) eingegebenen Befehls in eine zur Bedienfläche (16A) im wesentlichen parallele Richtung bewegbar ist.
  20. 20
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen (16) zur Bestätigung des mittels des Touchscreens (16) eingegebenen Befehls für eine Dauer zwischen 50ms und 800ms, vorzugsweise für eine Dauer zwischen 100ms und 400ms in die zur Bedienfläche (16A) im wesentlichen parallele Richtung bewegbar ist.
  21. 21
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen (16) zur Bestätigung des mittels des Touchscreens (16) eingegebenen Befehls periodisch in die zur Bedienfläche (16A) im wesentlichen parallele Richtung bewegbar ist.
  22. 22
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen (16) zur Bestätigung des mittels des Touchscreens (16) eingegebenen Befehls mit einer abklingenden Schwingung (42) in die zur Bedienfläche (16A) im wesentlichen parallele Richtung bewegbar ist.
  23. 23
    Eingabevorrichtung (4,8,10,40) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die abklingende Schwingung (42) eine Hüllkurve (43,44) mit einem exponentiellen Anteil aufweist.
Independent claims23