操作设备和具有该操作设备的机动车的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于机动车(10)的操作设备(6)，其中，在具有触摸屏(4)的显示屏(2)上显示操作面(11)，检测操作主体(13)在操作面(11)上与触摸屏(4)的接触或操作主体(13)对操作面(11)的接近，由此激活操作面(11)，并在激活操作面(11)后检测对操作面(11)的操作。依据本实用新型的特征在于，激活操作面(11)的同时或之后显示配属于操作面(11)的图形辅助元素(14)，该图形辅助元素在显示屏(2)上从操作面(11)向外延伸或与操作面(11)间隔地显示在显示屏(2)上。此外，本实用新型还涉及一种具有这种操作设备(6)的机动车。
【专利说明】
操作设备和具有该操作设备的机动车
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种操作设备、特别是用于机动车的操作设备，该操作设备具有包括显示屏的显示装置和设计在显示屏上的触摸屏。此外，所述操作设备还包括与显示装置和触摸屏相连接的控制装置。借助控制装置可以形成用于显示操作面的图形数据。此外，可以检测操作主体对触摸屏的接触。
【背景技术】
[0002]随着机动车上电子设备的增长，需要在机动车上显示更大的信息量。现代化的机动车除了多功能显示装置外，例如还包括大量必须在机动车上显示其信息的驾驶员辅助系统。此外，机动车通常还包括导航系统。借助这种导航系统可以显示具有路线和必要时多方面辅助信息的数字地理交通图。最后，现代化的机动车大多包括通信和多媒体应用、包括移动电话接口和用于播放音乐和语音的装置。对于这些应用来说，机动车上也必须存在显示信息的可能方式。
[0003]为了可以灵活地显示多方面的信息，例如使用可自由编程的显示器，所述显示器通常也具有传统的机械仪表的显示功能。例如在DE102006032118A1中描述了一种用于机动车的组合仪表，其包括显示器，利用该显示器可以可变地显示机动车的车速、机动车发动机的转速、机动车发动机的温度、油箱油量和/或时间。此外可以显示导航系统、电话、音响设备、娱乐系统和/或空调设备的信息。
[0004]作为对组合仪表的补充，大多在机动车中控台的上方设置显示装置，通过该显示装置可以显示其他信息。这种显示装置特别是作为多功能显示器并用于显示导航系统的地图。这种多功能显示器例如在DE19941956A1中有所介绍。
[0005]DE102009057081A1公开了一种用于提供用户接口的方法，其中，在显示面上显示操作面。这种操作面被用作图形用户接口的控制元件。在这种方法中检测在触摸屏上的输入动作，其中，探测接触的各种参数。根据这些参数改变显示屏上的图形显示。
[0006]对于在机动车上显示信息来说存在非常特殊的要求。此外，接收信息在机动车上通过驾驶员进行。因此信息在机动车上需要这样显示，使由驾驶员所进行的信息接收不会导致驾驶过程中的偏离。因此驾驶员应可以由凭直觉且迅速地掌握所显示的信息，以至于驾驶员为接收信息仅需将目光非常短地离开驾驶过程。如果显示装置有助于或引导对机动车装置的操作，那么应这样进行显示，即驾驶员为进行操作必须仅非常短暂地注视显示装置，以便实施操作。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种开头所述类型的操作设备，其中，改善了在与操作面相连的触摸屏上所进行的操作过程，所述操作面显示在显示屏上。
[0008]依据本实用新型，该技术问题通过一种根据本实用新型的操作设备得以解决。本实用新型还给出了有利的设计方案和改进方案。
[0009]依据本实用新型操作设备的特征在于，这样设计所述控制装置，使得激活操作面的同时或之后显示配属于操作面的图形辅助元素，该图形辅助元素在显示屏上从操作面向外延伸，或与操作面间隔地显示在显示屏上。
[0010]在本实用新型中，操作面是指图形用户接口的控制元件。与单纯用于信息显示的元件和界面、所谓的显示元件或显示屏不同，所述操作面是可选或可操作的。在选取或操作操作面时执行配属于其的功能。该功能仅能导致信息显示的改变。此外，通过操作面可以控制其操作得到信息显示支持的装置。操作面因此可以取代传统的机械开关。可以为可自由编程的显示屏任意形成操作面，并由显示屏显示该操作面。此外，在依据本实用新型的方案中还激活操作面。这种激活在本实用新型中是指检测操作面所面临的操作。操作面的这种激活是公知的。例如通过操作面的激活而按照其他方式显示该操作面。
[0011]目前已知的是，在借助操作主体操作操作面时存在一些问题，即如果操作主体接触触摸屏的话，就再也看不到操作面。这个问题尤其出现在以相当小的面积显示操作面的小显示屏上。操作主体例如可以是用户的指尖或操作笔。该问题可以由此得到解决，即操作面被这样大地显示，以至于在操作主体接触触摸屏的情况下仍可以看到该操作面。但这种类型的操作面通常显得比较笨重。此外，在这种情况下，在显示屏上给其他显示元件留下更少的空间。
[0012]在依据本实用新型的解决方案中，在激活操作面的同时或之后显示辅助元素，该辅助元素即使在操作主体接触触摸屏时也是可见的。由此以有利的方式改进对操作面的操作。
[0013]在依据本实用新型的操作设备的改进方案中，环绕所述操作面的中心定义覆盖区。该覆盖区包括操作面的中心。但操作面的中心不一定非得处于覆盖区的中心。那么图形辅助元素至少部分显示在覆盖区的外部。覆盖区特别是在用户利用操作主体、也即例如利用其指尖接触操作面时，用户的视野在显示屏上被遮蔽的区域。因此，覆盖区的尺寸和甚至必要时的位置取决于在通过操作主体接触操作面时所被遮蔽的显示屏区域的尺寸和位置。
[0014]例如，如果利用用户的指尖操作触摸屏，那么覆盖区的顶部界限与操作面中心的距离为5mm至15mm、特别为6mm至1mm。方向名称在此是就显示屏的上基准边而言的，此时该显示屏在空间上垂直定向。但并不要求显示屏这样定向。显示屏也可以在空间上倾斜和水平地定向。那么覆盖区的顶部界限就是覆盖区与基准边相邻的界限，所述基准边在显示屏垂直定向时被布置在顶部。
[0015]依据本实用新型，因此在接触触摸屏时，对用户来说图形辅助元素在操作面被遮蔽的区域的上方显示。因此用户借助该辅助元素仍可以看到操作面。由此该操作面的操作得到改进。
[0016]依据本实用新型操作设备的一种设计方案，图形辅助元素包括在显示屏上从操作面向上延伸的线条。这种设计方案在操作面被划分以刻度标记的情况下特别有利。用户可以借助线条在这种情况下有利地识别被操作主体遮蔽的操作面相对于刻度的精确位置，并相应准确地定位标记。此外，在这种情况下，图形辅助元素包括显示在线条的末端上的显示元件。在此处，显示元件特别显示在覆盖区的外部，从而可以为用户显示与操作操作面相关的辅助信息。
[0017]依据本实用新型操作设备的另一种设计方案，在为了操作操作面而激活操作面后，操作主体从操作面出发在触摸屏上移动。特别是在这种情况下，对于用户来说重要的是可以看到操作面的准确位置。这一点依据本实用新型通过显示图形辅助元素得到保证。
[0018]在显示状态下信息这样显示，使其可以特别简单地被用户获取。然后在操作状态下这样改变显示，使观察者一方面可以识别显示屏的哪个区域被设计为用于操作的操作面，另一方面显示方式可以根据对显示屏上的触摸屏的操作得到优化。
[0019]在依据本实用新型的操作设备中，这样设计所述控制装置，即例如在从显示状态转换到操作状态时，通过辅助元素显示操作面的激活，但对操作面本身的操作只有在用户利用操作主体接触触摸屏和操作主体在触摸屏上移动的情况下才进行。
[0020]如果用户希望执行操作步骤、也就是例如操作滑动元件的操作面，那么他只需利用操作主体、也就是例如利用其指尖靠近显示屏。这一点对于用户来说是一种凭直觉的过程，从而这种过程至少也可以由机动车的驾驶员执行，而无需将目光偏离驾驶。如果探测到这种对显示屏的接近，那么显示屏从显示状态转换到操作状态。如果用户在其指尖已经处于探测区内的情况下才将其目光短时间对准显示屏，那么他看到已被选定处于操作状态下的显示类型，并可以按照这种方式非常迅速地执行所希望的操作步骤。在此处尤其不存在操作面被操作元件遮蔽的问题。
[0021]此外，在依据本实用新型的操作设备的一种设计方案中，检测操作主体对显示屏的接近。为此所设的接近检测装置例如可以包括反射光传感器，该反射光传感器包括至少一个用于将电磁探测辐射发射到探测区内的发光体和用于探测探测辐射在操作主体上散射的和/或反射的份额的接收元件。接近检测装置特别可以被这样设计，即根据所接收的探测辐射的强度识别探测区内的操作主体。此外，所述接近检测装置还可以包括用于每个探测区的不同发光体，所述发光体分别向各自的探测区发射电磁探测辐射。此外，还可以设有用于调制所发射的探测辐射的调制装置，从而使发射到探测区内的探测辐射分别因其调制而有所不同。在这种情况下，接近检测装置还可以包括这样设计的分析单元，使所接收的反射和/或散射的探测辐射可以就其调制方面进行分析，以测定在哪个探测区内的探测辐射在操作主体上得到散射或反射。
[0022]在这种情况下特别这样设计所述控制设备，即在检测到操作主体接近显示屏的情况下使操作面激活，并显示配属于操作面的图形辅助元素。
[0023]此外，本实用新型还涉及一种具有依据本实用新型的操作设备的机动车。在这种情况下这样设置显示屏，使其可以便于被驾驶员和/或副驾驶所触及。例如将显示屏设置在机动车的中控台上。
[0024]在这种情况下，环绕操作面的中心定义的覆盖区被事先这样确定，在从驾驶员或副驾驶位置的正常观察方向上，确定显示屏的哪个区域在例如通过驾驶员或副驾驶的指尖操作操作面时被遮蔽。然后将该被遮蔽的区域定义为操作面的覆盖区。在此处，所述覆盖区在对驾驶员和副驾驶也可以有所不同，只要在操作显示屏的触摸屏时检测到操作该触摸屏的是驾驶员还是副驾驶。
【附图说明】
[0025]现借助实施例参照附图对本实用新型进行说明。在附图中:
[0026]图1示意性地示出依据本实用新型的操作设备的一个实施例和所述操作设备与机动车其他装置的连接情况；
[0027]图2示出该操作设备的实施例的显示装置的侧视图，所述显示装置用于显示探测区；
[0028]图3示出机动车的内部空间，在该内部空间中安装依据本实用新型的操作设备的一种实施例；
[0029]图4至7示出在依据本实用新型的操作设备实施例的显示屏上的显示情况和由控制装置形成的显示情况。
【具体实施方式】
[0030]现参照图1至3介绍依据本实用新型的操作设备6的一个实施例及其在机动车10内的设置。
[0031]所述操作设备6包括带有显示屏2的显示装置I，该显示屏被这样设置在机动车10的内部空间内并可以方便触及，从而可以使至少一个乘客、特别是驾驶员清楚看到该显示屏。显示屏2可以由任意构造的显示器、特别是液晶显示器提供。
[0032]此外，所述操作装置6还包括控制装置3和输入装置。控制装置3与显示装置I连接，利用该控制装置可以在显示屏2上形成用于信息显示的图形数据。输入装置被设计为显示屏2上的触摸屏4。由此提供一种所谓的Touchscreen(触摸屏)。
[0033]例如在显示屏2上可以设置膜，利用该膜可以探测操作主体13的接触位置。操作主体特别是用户的指尖13。膜例如可以被设计为耐压触摸膜、电容式触摸膜或压电式膜。此夕卜，还可以这样设计该膜，即检测例如从用户的指尖13所发出的热流。从膜接触目前的发展中可以获得多种输入方式。例如在最简单的情况下，可以检测在特定位置上对膜的接触，并分配给在显示屏2上显示的图形目标。此外，可以检测特定位置上或特定区域内部接触的时长。可以在显示屏2上显示可操作的开关符号、开关元件或操作面。
[0034]此外，所述操作装置6还包括接近检测装置7。借助该接近检测装置7可以检测探测区8内的操作主体13。探测区8在图2中被详细示出。这样设计所述探测区8，即操作主体13对显示屏2上的触摸屏4的接近得到检测。
[0035]在这里所介绍的实施例中，探测区8构成在触摸屏4前面的至少一个立体形态。特别构成一个正方体，该立方体利用其在平行于触摸屏4延伸的方向上的侧面完全包围触摸屏4。在垂直于触摸屏4的方向上，正方体从触摸屏4或紧贴在触摸屏4的前面一直延伸出例如约40cm的距离。在此处，触摸屏4前面距探测区8的外部界限的距离这样选择，即可以及时探测到对触摸屏4的接近，从而可以足够早地改变显示屏2上的显示，以便有利于用户输入。此外，探测区8与触摸屏4的距离应这样选择，即如果不打算操作触摸屏4的话，操作主体13或其他主体尽可能少在探测区8内移动。
[0036]接近检测装置7的多种设计的其他细节例如在W02011/051361A1中有所介绍。
[0037]所述接近检测装置7将操作主体13在探测区8内的实时位置持续传递到控制装置
3。根据该信号，控制装置3可以改变显示屏2上的显示，并进一步处理触摸屏4的可能信号。
[0038]最后，控制装置3与数据总线5连接。所述控制装置3通过该数据总线5与机动车10的其他装置相连接，对于所述其他装置来说需要在显示屏2上显示信息，并需要借助操作设备6操作所述其他装置。借助操作设备6并通过该方案可以向乘客显示信息。此外，乘客可以借助操作设备6操作机动车10的装置并控制显示。
[0039]下面参照附图4至7详细介绍通过控制装置3形成图形数据的实施例。
[0040]下面介绍的实施例涉及操作用于调整机动车10收音机频率的滑动元件。但依据本实用新型的方案和依据本实用新型的操作设备6可以应用在其他任何使用借助于触摸屏4操作的操作面的操作元件上。
[0041 ] 显示屏2上显示收音机的频率刻度9。此外还显示标记11，该标记相对于刻度9显示收音机实际调整的频率。标记11是操作面11，所述操作面可以通过接触操作面11上的触摸屏4进行操作，也就是说，在这种情况下可以沿刻度9移动操作面。
[0042]如图5所示，在操作操作面11时通常存在的问题是，例如用户的指尖13在操作时遮蔽操作面11。这一点通过依据本实用新型的方案如下得到避免:
[0043]当用户利用其指尖13接近显示屏2时，指尖13在探测区8内的出现被接近检测装置7检测到。接近检测装置7将相应的控制信号传递到控制装置3。控制装置3随后将显示屏2上的显示从显示状态转换到操作状态，原则上操作面11在所述操作状态下是可操作的。这一点可以通过所述操作面11或其他操作面发生改变的显示使用户看到。操作面11因此被激活。激活可以在指尖13即将接触到触摸屏4时或紧接在在指尖13接触到操作面11上的触摸屏4之后进行。
[0044]在操作设备上，与操作面11激活的同时或之后立即显示配属于操作面11的图形辅助元素14。这种图形辅助元素14的实施例在图6中示出。在这种情况下，图形辅助元素14包括从操作面11向上延伸的线条15。
[0045]线条15的长度在此方面如下测定:显示屏2上的覆盖区A被用户的指尖13遮蔽，用户不能再看到该覆盖区。该覆盖区A的尺寸和位置事先测定并储存在控制装置3内。在此处，覆盖区A的顶部界限与操作面11的中心相距例如10mm。那么线条15从操作面11向上延伸这么远，以至于所述线条部分地显示在覆盖区A的外部，从而使用户即使在利用指尖13接触和遮蔽了操作面11的情况下仍可以看到该线条。
[0046]用户现在可以利用其指尖13在触摸屏4上通过以下方法尤其向左或向右移动操作面11，即用户相应地在触摸屏4上移动其指尖13。在这种情况下，控制装置3检测触摸屏4上的这种移动，并如此改变用于在显示屏2上显示的图形数据，使不能直接看到的操作面11随同指尖13共同移动。然而此外，可以看到的图形辅助元素14连同线条15也随同指尖13共同移动，从而使用户可以在这种操作过程期间识别操作面11相对于刻度9的位置。如果用户将其指尖13重新与触摸屏4分开，那么操作面11停留在最后显示的位置上，并且图形辅助元素14例如在指尖13离开探测区8的情况下重又消失。控制装置3将操作面11的这种位置变化转换成用于改变收音机实时频率的控制指令。
[0047]图7示出图形辅助元素14的另一实施例，该图形辅助元素可以在显示屏2上由依据本实用新型的方案形成。在这种情况下，显示元件16显示在覆盖区A外部的线条15的末端上。该显示元件16内，可以向用户显示与操作操作面11相关的辅助信息，例如数字形式的实际调整的频率或用于音乐章节的时间显示。但也可以显示其他的辅助信息。
[0048]附图标记清单
[0049]I 显示装置
[0050]2 显示屏[0051 ]3控制装置
[0052]4触摸屏
[0053]5数据总线
[0054]6操作设备
[0055]7接近检测装置
[0056]8探测区
[0057]9刻度
[0058]11操作面
[0059]13操作主体
[0060]14图形辅助元素
[0061]15线条
[0062]16显示元件
[0063]A覆盖区
【主权项】
1.操作设备(6)，其具有 -显示装置(I)，该显示装置带有显示屏(2)， -触摸屏(4)，该触摸屏被设计在显示屏(2)上，以及 -控制装置(3)，该控制装置与显示装置(I)和触摸屏(4)相连接，并可以借助该控制装置形成用于显示操作面(11)的图形数据，并可以检测操作主体(13)对触摸屏(4)的接触，其中，所述操作面(11)设计为与触摸屏(4)相连，从而使所述操作面能够被操作，其中，在操作所述操作面时执行配属于所述操作面的功能，其中，所述操作设备(6)还具有接近检测装置(7)，用于检测操作主体(13)对显示屏(2)的接近。2.按权利要求1所述的操作设备(6)，其中，环绕所述操作面(11)的中心限定覆盖区(A)03.按权利要求2所述的操作设备，其中，所述覆盖区(A)的尺寸取决于在通过操作主体(13)接触操作面(11)时所被遮蔽的显示屏(2)区域的尺寸。4.按权利要求2或3所述的操作设备，其中，所述覆盖区(A)的顶部界限与操作面(11)中心的距离为5mm至15mm。5.具有操作设备的机动车，该操作设备具有 -显示装置(I)，该显示装置带有显示屏(2)， -触摸屏(4)，该触摸屏被设计在显示屏(2)上，以及 -控制装置(3)，该控制装置与显示装置(I)和触摸屏(4)相连接，并可以借助该控制装置形成用于显示操作面(11)的图形数据，并可以检测操作主体(13)对触摸屏(4)的接触，其中，所述操作面(11)设计为与触摸屏(4)相连，从而使所述操作面能够被操作，其中，在操作所述操作面时执行配属于所述操作面的功能，其中，所述操作设备(6)还具有接近检测装置(7)，用于检测操作主体(13)对显示屏(2)的接近。
【文档编号】B60R16/02GK205417456SQ201320669963
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2013年8月15日
【发明人】T·巴乔斯基, T·布德齐恩斯基, M-R·琼, A·哈恩, J·娄
【申请人】大众汽车有限公司