[發明專利]具有能夠手動操作的觸敏表面的操縱設備

有效

• 申請號: 201280059116.1
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN103975298B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: J·施耐德;U·米勒
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044;G06F3/01;G06F3/045
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;牛曉玲

技術領域

本發明涉及一種具有能夠手動操作的觸敏表面的操縱設備/致動設備，該操縱設備具有配設的執行器，用于根據體現觸發操縱的表面接觸而發出觸覺的反饋信號，其中，當表面上的壓力被解除時能通過執行器發出觸覺的反饋信號。

背景技術

這種具有觸敏表面的操縱設備以所謂的觸控屏或觸控板的形式多種多樣地被使用。這種操縱設備可以廣泛應用于應通過表面輸入控制命令等的地方，例如應用在操作面板或操作監視器上，但是也可以用于可攜帶的設備，如移動電話、平板電腦，筆記本電腦等。

這種操縱設備是組合式的輸入設備和輸出設備，其中，通過接觸特定的、通過顯示的圖像定義的表面區域可以如上所述地直接控制設備的運行或程序流程。在此，操作大多通過手指進行，但是也可以通過指示筆進行。

通常，這種觸敏的表面或者這種觸控屏由三個元件構成。一個是觸摸傳感器，另一個是配設的控制器以及軟件驅動器。顯示屏可以位于觸摸傳感器后面，在顯示屏上顯示定義敏感的輸入區域的圖像，透過平面的觸摸傳感器、也就是原本的觸敏表面可以看到該圖像。觸摸傳感器本身大多具有一觸敏層，該層由光學玻璃或柔性的聚酯層構成。為了獲取發出信號的接觸，通常有電流相應流動經過或者說穿過該表面，這在用手指或類似物接觸時導致電壓變化或信號波動，為確定接觸的位置并因此為了獲取輸入命令而獲取和評估這種電壓變化或信號波動。借助于控制器獲取觸摸傳感器上、最終也就是觸敏表面上的這種用戶輸入并且作為信號轉發，該信號通過安裝在設備側的軟件處理，用于解釋由控制器提供的、有關接觸的信號。

觸控屏或觸控板的、也就是觸敏表面本身的結構可以根據所基于的技術是不同的。例如已知有電阻性的觸摸表面，包括外面的塑料薄膜層和內部的玻璃板或塑料板，其通過間隔件隔開。相互對應的表面涂覆有銦錫氧化物-層(ITO-層)。ITO是透光的半導體。在一個或兩個ITO-層上施加小的獲取電壓，該獲取電壓被用于進行操控。如果位于外面的層被局部按壓，則獲得了在ITO-層之間的局部電接觸，其產生了一個電阻，其對被測量到的電壓的電壓比例所產生的影響使得能夠確定相對于層的相應邊緣的接觸點。這種電阻性的觸控屏的基本結構是已知的。

另一種基本的結構方式是電容式的觸摸表面。其包括涂覆有透光的金屬氧化物——通常也是ITO-層——的玻璃基板。在傳感器的角部設置有電極，在電極上施加有獲取電壓或工作電壓，借助于獲取電壓或工作電壓產生均勻的電場。表面因此被靜態充電。與電容介質——例如體現為手指——的接觸導致觸發了電荷傳輸。與電容相關的電荷轉移到手指上，由此導致出現了電流，該電流在觸控屏的角部被測量。因此出現了電場的干擾，電流與接觸的位置有直接關系。配設的控制器又獲取相應的信號，軟件評估該信號。

作為第三種基本的構型還已知有光學的觸摸表面。其包括由發光二極管和光電探測器構成的陣列。發光二極管在相對置的側面上照射該探測器。表面接觸使得光束中斷并因此實現了可測量的信號衰減，這種信號衰減可以被容易地局部分辨。也就是說，控制器定位接觸點。這種基本的觸控屏-構型也是充分已知的。

還已知有這樣的觸摸表面，當用戶成功地進行了信號輸入并且解除了在表面上的壓力時，則該觸摸表面向用戶發出觸覺的(能感覺到的)反饋信號。這種觸覺的或能感覺到的反饋信號用于，向用戶以可感覺的方式用信號通知成功地進行了信號輸入或命令輸入。為此設置合適的執行器。在此已知慣性執行器，其通常包括使得偏心支承的質量體轉動的馬達，或者包括能振動的彈簧質量系統。

備選地已知有壓電式執行器，其能夠以響應時間非常快的非常薄的構型實現。在使用這種例如也可以被設計為盤形的壓電式執行器時，觸摸表面要么彎曲地要么相對另一表面被按壓，使得產生移動運動。

借助于這種執行器也就可以使觸控屏或觸控板、也就是觸敏的表面這樣地轉入運動狀態，即，在表面上施加壓力時，為用戶產生一個觸覺感知到的點擊。在此可以，既在按壓表面(壓)時也在解除表面上的壓力(釋放)時分別產生一個單獨執行的運動。在此，為了盡可能接近真實地模擬機械點擊，需要盡可能時間短地實現執行器的觸發。通過位于觸控屏或觸控板下面的壓力傳感器可以相對沒有延遲地識別出“壓”-點擊，而在“釋放”-點擊、也就是手指從表面移開時可能會由于承載的系統質量而出現延遲，因此產生了不精確的點擊感覺。

發明內容

因此本發明的目的是，提供一種操縱設備，其在解除表面上的壓力、也就是在“釋放”-點擊時能夠實現反饋信號的精確的發出。