输入装置的制造方法

本发明涉及一种输入装置，尤其是用于控制机动车中的电子设备的输入装置。

背景技术：
所谓的触摸屏越来越流行用作电子设备，如移动电话、微型计算机、娱乐电子设备等的输入装置，因为触摸屏能够舒适的和清楚明了地控制众多功能，而不必成本昂贵地安装大量开关、调节器或其它输入件。换言之，在触摸屏上例如可以显示这种输入件的图像，并且使用者能够通过以下方式进行输入，即，他用手指轻击开关的显示图像或者在滑动调节器的图像上滑过，并且由此模仿他在操作真实的滑动调节器时会进行的动作。另一种输入方案完全不需要显示输入件。例如有这样的方案，该方案基于这样的设想，即触摸屏构成一种视窗，通过该视窗能够看见下面更大的图像的局部，该图像可以是作为操作面、地图或类似物，并且通过用手指在触摸屏表面上滑动能够移动所述图像的可见局部。还已知例如用于电子收款系统的输入装置，该系统检测顾客用特殊的输入笔在触摸屏上写下的签名并且展现该签名。所述触摸屏的多样性唤起了这种需求，即将其也用于控制安装在机动车内的电子设备。但是，存在这样的问题，在行驶的机动车中不断变化的加速度作用在触摸屏和其使用者上，可能是由于路面不平整使车辆震动或者由于在通过弯道时产生的离心力。这会使得使用者很难在触摸屏上准确地进行预想的移动。然而当由于外部作用造成的与预想移动轨迹的偏差导致错误控制时，这在影响最小的情况下只是让使用者很烦，因为必须收回之前的输入并且重新输入；在不利的情况下设备对于错误输入的未预料的反应会使车辆的驾驶者混乱，并且因此危及车辆的安全性。为了克服这种问题，在US2011/0082620A1中提供一种输入装置，其中触摸屏的为了触发期望的动作而需要被触碰的反应区域(即所谓的“软按键”)的尺寸，可以依据施加在触摸屏上的加速度的大小而改变，并且尤其能够比显示在触摸屏上的按键图像大，该按键图像为使用者显示软按键的位置。但是，这种传统的解决方案只能应用在软按键对轻击有反应的触摸屏上。对于以检测手指在触摸屏表面上的移动为基础的操作设计，这种方法不适用。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，对具有触摸敏感的传感器面板的适用于检测外部物体如手指在传感器面板上的移动的输入装置进行扩展设计，使得即便在变化的加速度的影响下也能容易地实现无误的输入。所述技术问题按本发明通过一种用于控制设备的输入装置解决，其具有对于外部物体的触碰有反应或者敏感的传感器面板和分析单元，所述分析单元设置用于检测所述传感器面板的接连被触碰到的点的位置，并且将所述位置转换为用于所述设备的控制指令，所述分析单元与用于评估作用在所述传感器面板上的加速度的器件相连，并且所述分析单元设置用于在转换为控制指令时，将在加速度剧烈变化的时间所触碰的点的加权值设置得比在加速度轻微变化的时间所触碰的点的加权值小。在一种简单的实施例中，设备的控制能够以此为基础，即，由分析单元检测外部物体在传感器面板上经过的路径的方向和/或长度，并且作为控制参数输入要控制的设备。为了将复杂的控制过程简化，可选地能够将所述分析单元设置用于依据所检测的位置重建所述外部物体的轨迹，为所重建的轨迹配置由符号尤其是字母数字标记组成的列表中的符号，并且在控制指令中输出所述符号。这种为轨迹配置符号的过程能够以已知的光学字符识别(OCR)算法为基础。尤其可以通过以下方式将在加速度剧烈变化时所触碰的点的加权值设置得较小，即，将所述分析单元设置用于定义包括加速度剧烈变化的时间的禁用时间，并且将所有在所述禁用时间内测得的触碰点的加权值设置得比在所述禁用时间外测得的点的加权值小。作为禁用时间可以精确地是这种时间，在该时间内加速度变化量在任意时刻都超过边界值。然而优选的是，当加速度变化量超过边界值时，分析单元分别将至少一个预定时长的时间区间定义为禁用时间，该时间区间包括超过边界值的时间点，此外还可能包含加速度变化量低于边界值的时间点。因此可以考虑这种实际情况，即，当使用者的手指由于剧烈震动偏离传感器面板上的预想路径时，在震动停止后而手指返回原本预想的路径上之前可能还会经过一段时间。震动还能够导致使用者手指无意识地与传感器面板脱离接触。为了考虑这种实际情况，分析单元优选设置用于当未触碰传感器面板发生在禁用时间内时，忽略该传感器面板的未触碰。在最简单的情况下能够如此实现为所触碰的点设置较小的加权值，即，控制单元将这种点的加权值设为零，也就是忽略这种点。可以相宜地通过以下方式由分析单元补充被忽略的手指运动部分，即所述分析单元插入手指在忽略的部分之前所触碰的点和在被忽略的部分之后所触碰的点之间移动的轨迹段。可以规定，所述禁用时间总是准确地随着上述预定时长的结束而终止。如果在该时间点手指没有触碰传感器面板，则分析单元能够由此得出结论，即使用者预想的手指移动已经在禁用时间期间结束，并且依据在该时间点测得的触碰点转换为控制指令。可选地能够规定，所述预定时长只是禁用时间的最短时长，并且在经过该预定时长后，只有当分析单元测得对传感器面板重新的触碰时，才结束禁用时间。这使得使用者能够准确地指向他期望在传感器面板上继续移动手指的点，并且精确地将所述移动进行完毕，由此能够高度可靠地识别与手指轨迹相应的符号。所述传感器面板优选设计为可动态控制的显示面板。这种显示面板能够尤其设置用于显示重建的手指轨迹。尤其有利的是，所述分析单元设置用于在出现禁用时间的情况下重建并且显示在所述禁用时间开始之前检测到的轨迹。这样使得使用者可轻易而准确地在分析单元中断检测所述移动的点处继续由于震动而中断的手指移动。所述输入装置能够有利地安装在机动车内，尤其用于在其中控制收音机或其它娱乐电子设备或导航系统。本发明的主题还涉及一种用于控制设备的方法，所述方法以检测外部物体例如手指在传感器面板上的移动为基础，其具有如下步骤:a)检测在传感器面板上被外部物体接连触碰的点的位置；b)评估作用在所述传感器面板上的加速度；c)将所检测到的位置转换为控制指令，其中，将在加速度剧烈变化的时间所触碰的点的加权值设置得比在加速度轻微变化的时间所触碰的点的加权值小。附图说明根据如下参照附图对实施例的说明，获得本发明的其它特征和优点。由说明和附图还可知未在权利要求中提及的实施例的特征。这些特征也能够以与此处特定公开的组合不同的方式出现。在相同的语句中或者以另一种上下文的方式相互涉及了本发明的多个特征，但是这种情况并不证明，这些特征只能以特定公开的组合出现；取而代之的是，只要不影响本发明的功能性，也可以从多个这种特征中去除或更换单个特征。在附图中:图1示出根据本发明的输入装置的方框图；图2示出作用在输入装置上的加速度关于时间的示意性曲线图和通过该输入装置对所述曲线图的分析；图3示出第一种应用情况下的具有所示的滑动调节器的输入装置的传感器面板；图4示出根据第二种应用情况的传感器面板，其具有由使用者通过用手指滑过传感器面板输入并且显示在传感器面板上的字母；图5示出受到震动干扰的手指轨迹曲线；图6示出由输入装置的分析单元重建的手指轨迹；图7示出受到干扰并且被重建的轨迹的第二例子；图8示出在震动后局部重建的轨迹；图9示出使用者在禁用时间开始之前移动手指滑过第一轨迹段到终点时的传感器面板。具体实施方式图1示出根据本发明的安装在机动车内的输入装置的方框图。该输入装置包括传感器面板1，该传感器面板形式为具有矩阵显示屏、尤其是液晶电子显示屏的触摸屏。所述传感器面板包括大量像素，其亮度和/或色调可通过控制单元2单独地控制，以便能够在传感器面板1上展现任意画面或者图像，这些图像的图形元素包含大量这种像素，并且可以例如是有待通过输入装置控制的设备的按键或调节器3。在图1的示意图中，所述像素被控制用于例如模拟声音增强器的多个滑动调节器3。当所述传感器面板1被外部物体，尤其是使用者的手指4触碰时，该传感器面板向分析单元2传送位置信号，该位置信号显示所触碰的点在传感器面板1上的坐标。为了控制相连的声音增强器5，所述分析单元2将手指4触碰的点的坐标与显示出滑动调节器3之一的操作件6的位置在传感器面板1上的坐标相比较。如果比较结果是，手指4触碰到了这种操作件6，则分析单元2根据由分析单元2不断提供的位置信号跟随手指4的移动，根据所述移动导引示出操作件6的位置，并且向声音增强器发送与该操作件6在其刻度位置上相对应的调节指令。当机动车具有剧烈的加速度变化量，同时手指在传感器面板1上滑动时，例如在驶过急转弯或者在不平路面上行驶的情况下，手指4可能相对于传感器面板1发生无意的移动，并且当分析单元将这种无意的移动例如分析为声音强度的调节指令时，这可能导致在车辆内产生极其高的刺激驾驶者的声音强度。为了防止出现这种结果，所述控制单元2与器件7、8、9相连接，所述器件用于评估作用在传感器面板1上的加速度的大小和/或方向。这些器件可以包括车速里程表7和转向角传感器8，其测量值能够用来计算机动车行驶路径的曲率半径，并且依据该曲率半径和机动车的速度计算沿车辆横向y作用的加速度ay。所述传感器面板1通常这样安装在车辆的仪表盘内，使得y方向平行于该传感器面板延伸。在最简单的情况下，一个沿垂直于y方向并且同时平行于传感器面板1的空间方向有反应或者敏感的传感器就足以作为加速度传感器9。在此，所述空间方向称为z方向，即使其不一定与垂线重合。也可能相宜的是，设置用于垂直于传感器面板1的加速度分量ax的传感器。可选地能够使用在三个空间方向都有反应或者敏感的加速度传感器；在这种情况下不必依据转向角和速度计算ay。在此处所述的举例应用中基本上是平行于操作件6的移动方向的加速度，即加速度分量az，该加速度分量可能导致调节器3产生不期望的移动。因此，根据本发明的第一实施例，当所述加速度变化量的值|daz/dt|超过边界值àmax时，分析单元2才监测这个平行的加速度分量ax，并且中断由传感器面板1接收到的显示手指4的位置的信号。根据第二实施例，当|day/dt|+|daz/dt|或者[(day/dt)2+(daz/dt)2]1/2超过边界值àmax时，所述分析单元2监测在两个平行于传感器面板1的方向y、z上的加速度变化，并且中断分析手指位置信号。这个实施例还能够防止误操作，当手指4无意识地偏移到与真正想要调节的滑动调节器3相邻的滑动调节器上时，可能产生所述误操作。此外，这个实施例与滑动调节器在传感器面板1上的定向无关地实现了滑动调节器3的统一操作。存在各种分析单元2对超出边界值作出反应的可能性，所述超出边界值依据加速度变化量随时间变化的示例性曲线在图2中加以说明。只要车辆在平坦车道上直线行驶，起作用的加速度就保持不变并且基本上等于g。在驶过弯道或加速和制动的情况下加速度虽然会剧烈偏离g，但是该加速度只缓慢地改变，因此使用者在操作传感器1时在很大程度上能够补偿这种加速度。但是，尤其当行驶在不平的路面上时，加速度改变得很快和很突然，因此使用者不再能够补偿。这种快速的加速度变化在图2中开始于时间点t0并且在时间点t1超过边界值àmax，并且分析单元2开始忽略由传感器面板1提供的位置信号。根据第一实施例，一旦在时间点t2重新低于边界值，所述分析单元2再次开始分析位置信号。也就是不对位置信号进行处理的禁用时间D1从时间点t1持续到t2。可考虑的可选方案是，在每次超过边界值之后在禁用时间D2或D3期间停止分析位置信号，所述禁用时间D2或D3从超过边界值的时间t1起或者，优选在加速度变化量重新低于边界值的时间t2之后，仍然持续一段固定时间，例如少于100微秒。因此使用者在震动结束后有足够的时间，再次将手指4放在该手指在震动开始时所处于的传感器面板1位置上。另一种可能性是，在每次超过边界值后持续禁用时间D4，直到手指4重新触碰传感器面板1。在这种情况下，例如在超过边界值的时间点被使用者操作的传感器面板1上的操作件6保持在该操作件6在超过边界值的时间点所具有的位置上。在这种情况下，使用者将很直观地将手指4再次放在所述操作件6上，以便继续调节它，其中，手指4重新触碰传感器面板1会导致分析单元2结束禁用时间D4并且再次分析由传感器面板1提供的位置信号。分析单元2能够向使用者附加地发送提示，以表示该分析单元在等待对操作件6的重新接触以结束禁用时间，这通过以下方式实现，即在所述禁用时间持续期间，分析单元2如图3所示地以与普通显示不同的颜色或闪烁地示出操作件6。根据本发明的输入装置的优选应用是识别使用者用手指4在传感器面板1上所画的字母数字标记。通过使用者依次在传感器面板1上写下多个字母，他能够向通过输入装置控制的设备输入任何复杂的指令，例如向导航仪10输入旅行目的地的地址。在图4中，传感器面板1上的曲线11表示手指4为了输入字母“W”而可能在传感器面板1上经过的轨迹。如果在使用者在传感器面板1上画下曲线1期间没有出现超过加速度边界值àmax的情况，则分析单元2考虑全部由传感器面板1提供的位置信号并且控制被手指4触碰到的像素，以便如图中所示在传感器面板1上显示曲线11。如果在画曲线11期间出现震动，手指4偏离使用者原本想要的轨迹，并且由手指4实际写下的轨迹可能具有如图5所示的走向，其中，轨迹段12a、12c在禁用时间之前或之后画下，并且轨迹段12b在禁用时间期间画下。所述段12b明显可见地偏离原本预想的曲线11，在禁用时间内作用的加速度甚至可能导致手指4与传感器面板1脱离并且所述轨迹如图所示地在段12b内局部中断。在禁用时间期间由传感器面板1提供的与段12b相对应的位置信号会被分析单元2丢弃并且由内插的段12d代替，如图6所示。在最简单的情况下，段12d能够通过直线内插法得到，即，该段直线连接轨迹段12a、12c的终点和起点13、14。在所检测的轨迹上形成的标记识别的更高可靠性能够例如通过样条内插或其它内插方法实现，其中如图7所示，内插的轨迹段12d在之前的段12a的终点13以及随后的段12c的起点14处分别沿与段12a或者12c相同的方向延伸。另一种如图8所示的处理可能性为，完全放弃轨迹段12b的内插法，并且取而代之地通过以下方式重建手指的轨迹，即，将在禁用时间前完成的轨迹段12a的终点13视为与在禁用时间后完成的轨迹段12c的起点14一致。尽管为此必须的是，当在传感器面板1上显示完整的轨迹时，将所述轨迹段12a、12c中的至少一个(这里为段12c)在传感器面板1上的与对应于以细实线表示的手指4真实轨迹的位置不同的位置上进行显示，但是由此重建的轨迹具有与要识别的字母足够的相似度，因此能够保证可靠的识别。在输入字母时，也能够使用已经关于图2和图3描述过的设计方案，因此当使用者的手指4重新触碰传感器面板1时，分析单元2才结束由于超过加速度边界值而被触发的禁用时间D4。图9示出使用者在禁用时间开始之前移动手指滑过第一轨迹段12a到终点13时的传感器面板1。在图中虚线所示的轨迹段12e还没有完成。通过分析单元2在传感器面板1上显示完成的轨迹段12a，分析单元使得使用者能够用手指精确地控制第一轨迹段12a的终点13，而禁用时间D4持续，并且中断的移动沿着轨迹段12e继续进行。当传感器面板1检测到手指4重新触碰点12时，分析单元结束禁用时间D4，由此检测手指4随后的移动并且完整地和准确地输入该字母。附图标记列表1传感器面板2分析单元3滑动调节器4手指5声音增强器6操作件7车速里程表8转向角传感器9加速度传感器10曲线/轨迹11轨迹段12终点13起点