专利名称：由使用者操纵的操作元件和操作元件模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种由使用者操纵的操作元件。此外本发明还涉及ー种操作元件模块，特别是应用在汽车中的操作元件模块。
背景技术：
近年来，设计为触摸屏(Touchscreens)的操作元件的重要性日益増加。它们的优点是具有吸引人的外表和平滑的、容易清洁的表面。它们使得能够在唯一的传感器薄膜上安设几乎任意多的开关功能，这极大地降低了制造开销。为了能够进行不同的输入，在US 2008/0024958 Al中建议，在触摸屏下面设置机械式开关。以这种方式可以使触摸屏具备三维的灵敏性。触摸屏由于其平滑的表面而大多不能关于是否有功能被操纵以及哪个功能被操纵给予使用者清楚的反馈。对于有些应用，例如对安装于交通工具的副仪表板内的用于音频系统、HLK(加热-通风-空调)系统、报警闪光设备、电动车窗玻璃升降器的操作元件和其它操作元件中的应用，希望至少突出一些开关功能并且向使用者提供反馈。
发明内容
因此本发明所要解决的技术问题是，提供ー种操作元件，使用者可以舒适而直观地操纵该操作元件，并且该操作元件同时具有触摸屏的优点。按照本发明，此技术问题通过ー种可由使用者操纵的操作元件解決。根据本发明的ー个方面提供了ー种由使用者操纵的操作元件，其中该操作元件包括可动的、可由使用者操纵的元件和设置在该可动的元件之下的、设计为触摸屏的传感器层。该传感器层设计用于确定所述可动元件是否被操纵。由此提供ー种将传统的操作元件和触摸屏相结合的操作元件。该操作元件在触觉上非常类似于传统的操作元件。使用者可借助旋钮、按键、拨动式开关、按钮等以公知的方式实现操纵，并且使用者通过触摸可动元件和其有意的运动获得对其操纵的直接反馈。此外，该可动元件在触摸屏上将此操作元件从ー些其它的操作元件中标示并突显出，使得其容易被发现并且仅需触摸即可。因此该操作元件具有可直观地和舒适地操纵的优点。但同时还能够利用触摸屏技术的优点，因为可以将大量的操作元件设置在ー个唯一的传感器薄膜上并且一起制造，其中ー些操作元件配有可动的元件，而另ー些设计为纯粹的触摸屏元件。 这里传感器层可以设计为电阻性或者电容性触摸屏。在一种实施方式中，触摸屏具有至少ー个压カ传感器，其中可动元件可以具有一个在该可动元件被操纵的状态下向传感器层施加压カ的区域。在这种既可以电阻式也可以电容式实现的压カ传感器中，通过压カ要么使得导电层局部连接，要么使得电容器的两个层彼此接近，由此该电容器的电容可測量地变化。
备选方案是，当触摸屏设计为电容式触摸屏时，它也可以具有至少ー个接近传感器。在这种原理的情况下测量电容器或者电容器系统的电容的变化，该变化是由于接近触发元件(也称为凸轮开关)产生的。该触发元件例如可以设计为金属的或者非金属的元件， 但是也可以将使用者的手指用作触发元件。在这种情况下，可动元件具有用于改变接近传感器的电容器电容的触发元件。该实施方式具有下面的优点，S卩，也可以将旋转轴线垂直于触摸屏的旋钮用作可动元件，因为在适当设置触发元件吋，可动元件的角位置能够被识別。根据可动元件和传感器层的实施方式，可通过旋转、按压和/或牵拉操纵可动元件。操作元件例如可以设计为音频系统的音量调节器或者电台选择按键、设计为 HLK (采暧-通风-空调)系统的调节器，或者设置用于操纵交通工具的报警闪光设备。这些功能在汽车中经常应用，因此它们的舒适操纵和易于发现是特别有利的。根据本发明的ー个方面，操作元件被安装在交通工具内，特别是安装在中心托架的操作元件模块(“面板”)中。根据本发明的ー个方面，提供ー种操作元件模块，其具有大面积的传感器层和ー 些带可动元件的上述操作元件，该传感器层带有一些设计为按键传感器的操作元件。该操作元件模块具有这样的优点，即ー个触摸屏可以供大部分操作元件使用，该触摸屏可以特別简单地和低成本地制造，同时能够用可以特别舒适地操纵的专用操作元件突出单个的功能。此外，该操作元件模块具有这样的优点，即大多能够非常灵活地对设计和功能的改变作出反应，因为触摸屏在生产中能够相对简单地改变。专门的变型方案以及用户特定的要求能够以这种方式对于几乎全部操作元件简单地转换，同时对于选择的操作元件不必放弃“真正的”旋钮的触觉效果。
下面根据附图详细说明本发明的实施方案。在附图中图1示意表示根据本发明的一种实施形式的、用于交通工具的操作元件模块；图加示意表示根据本发明的第一实施形式的处于未操纵的状态下的操作元件；图2b示意表示根据图加的处于操纵的状态下的操作元件；图3a示意表示根据本发明的第二实施形式的处于第一操纵状态下的操作元件；图北示意表示根据图3a的处于第二操纵状态下的操作元件。具体实施形式 相同的部件在所有附图中附以相同的附图标记。图1表示用于设置在交通工具中心托架中的操作元件模块1，通过该操作元件模块1操纵信息娱乐系统(Infotainmentsystem)(例如音频系统和导航系统)、HLK系统和交通工具的各种其它功能，例如报警闪光设备。为此操作元件模块1具有大量的第一操作元件2，它们设计为ー个或者多个触摸屏5的部段。触摸屏5具有电容性的传感器层。此外操作元件模块1具有ー些第二操作元件3，它们在所示实施方案中设计为音频系统的音量调节器和电台选择旋钮以及用于HLK系统的调节器。第二操作元件3分別具有一个设计为旋钮的可动元件4。该可动元件设置在触摸屏上方，这意味着，触摸屏5不仅设置在第一操作元件2的区域内而且也设置在第二操作元件3的区域内。图加以剖面图示意表示第二操作元件3的第一实施方式。在该实施方式中，第二操作元件3的可动元件4设计为按键6，其可以通过克服由弹簧元件7提供的カ进行按压来实现操纵。可动元件4布置在设计为触摸屏5的传感器层8上。传感器层8在可动元件4 下面的区域是触摸屏5特別可用于确定按键6是否被操纵的部段。图2b表示按照图加的操作元件3在被操纵的位置，通过沿箭头12的方向施加的压カ将操作元件3置入该位置。在被操纵的位置中，按键6的主体接近传感器层8。设计为电容性接近传感器的传感器层8确定由此引起的电场变化，其中，传感器层8通过RC振荡器工作。在此测量传感器层8的一个有源电极和地电位之间的电容。通过按键6接近传感器层8，电容增大并且由此影响RC振荡器的振幅。由此接在 RC振荡器之后的触发级翻转，并且识别到按键6被操纵。特別通过弹簧元件7的选择能够影响使用者在操纵时得到的触觉反馈。在一种未示出的实施方式中，代替接近传感器，传感器层8具有电容性压カ传感器，其确定按键6或者弹簧元件7对传感器层8的表面的压力。图3a示意表示第二操作元件3的第二实施方式在第一操纵状态下的情形。在该实施方式中操作元件3设计为旋钮9，其在被操纵时可围绕轴线10旋转。在旋钮9内装入一个触发元件11，它的位置用于确定旋转角。在按第二实施方式的操作元件3之下也设置ー个带有电容性接近传感器的传感器层8。图北示意表示按照图3a的、在第二操纵状态下的操作元件3。在该操纵状态下旋钮9旋转了大约180°。触发元件由此改变的角位置引起电容的变化，在此，电容在触发元件11运动时局部地减小或者増大。通过电容的这种变化确定旋钮9的旋转。通过提供在旋转旋钮9时的相应摩擦，能够影响使用者在操纵时得到的触觉反t贝。附加地，在本实施方式和根据图加和2b说明的实施方式中也可以通过光信号或者鸣响提供光学的或者声学的反馈。附图标记列表
1.操作元件模块
2.第一操作元件
3.第二操作元件
4.可动元件
5.触摸屏
6.按键
7.弹簧元件
8.传感器层
9.旋钮
10 旋转轴线
11.触发元件12.箭头
权利要求
1.ー种由使用者操纵的操作元件(3)，其中，该操作元件(3)包括 -一个可动的、可由使用者操纵的元件(4)和-一个设置在该可动的元件(4)之下的、设计为触摸屏(5)的传感器层(8)，其中，该传感器层(8)设计用于确定所述可动元件(4)是否被操纵。
2.根据权利要求1所述的操作元件(3)，其中，所述传感器层(8)设计为电阻性的触摸屏⑶。
3.根据权利要求1所述的操作元件(3)，其中，所述传感器层(8)设计为电容性的触摸屏(5)。
4.根据权利要求3所述的操作元件(3)，其中，所述触摸屏(5)具有至少ー个压カ传感器
5.根据权利要求2至4之一所述的操作元件(3)，其中，所述可动元件(4)具有ー个在该可动元件(4)被操纵的状态下给所述传感器层(8)施加压カ的区域。
6.根据权利要求3所述的操作元件(3)，其中，所述触摸屏(5)具有至少ー个接近传感器
7.根据权利要求6所述的操作元件(3)，其中，所述可动元件(4)具有用于改变所述接近传感器的电容器电容的触发元件(11)。
8.根据权利要求1至7之一所述的操作元件(3)，其中，所述可动元件(4)能够通过旋转、按压和/或牵拉被操纵。
9.根据权利要求1至8之一所述的操作元件(3)，其中，所述操作元件(3)设计为音频系统的音量调节器或者传感器选择按键。
10.根据权利要求1至8之一所述的操作元件(3)，其中，所述操作元件(3)设计为HLK 系统的调节器。
11.根据权利要求1至8之一所述的操作元件(3)，其中，所述操作元件(3)设计用于操纵交通工具的报警闪光设备。
12.—种具有根据权利要求1至11之一所述的操作元件(3)的交通工具。
13.ー种操作元件模块(1)，具有大面积的传感器层(8)和ー些根据权利要求1到11 之一所述的操作元件(3)，所述传感器层(8)具有一些设计为按键传感器的操作元件O)。
14.ー种具有根据权利要求13所述的操作元件模块(1)的交通工具。
全文摘要
本发明涉及一种由使用者操纵的操作元件(3)，包括-一个可动的、可由使用者操纵的元件(4)和-一个设置在该可动的元件(4)之下的、设计为触摸屏(5)的传感器层(8)，其中，该传感器层(8)设计用于确定可动元件(4)被操纵。
文档编号G06F3/044GK102541375SQ20111029413
公开日2012年7月4日 申请日期2011年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者M·维托夫 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司