DE112018004088T5 - Betätigungserfassungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei der vorliegenden Erfindung enthält ein Touchpad 1, das als eine Betätigungserfassungsvorrichtung dient, folgendes: eine Betätigungseinheit 7, die eine Betätigungsoberfläche 7a hat, die betätigt wird; eine Basis 4, an welcher die Betätigungseinheit 7 angebracht ist; eine Vielzahl von Lastsensoren 6, die zwischen der Betätigungseinheit 7 und der Basis 4 angeordnet sind und die eine Last erfassen, die zur Betätigungsoberfläche 7a übermittelt ist; und eine Vielzahl von elastischen Körpern 5, die an der Basis 4 und der Betätigungseinheit 7 angebracht sind und die die Vielzahl von Lastsensoren 6 und die Betätigungseinheit 7 durch eine elastische Kraft bzw. Federkraft in Kontakt bringen.

Description

• Querverweis auf zugehörige Anmeldungen
• Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017/153180 , eingereicht am 8. August 2017, von welcher der gesamte Inhalt hierdurch durch Bezugnahme enthalten ist.
• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungserfassungsvorrichtung.
• Stand der Technik
• Es ist eine Berührungseingabefeldanzeige bekannt, die mit einem auf einer Basis angeordneten Tastfeld bzw. Touchpad, zwischen dem Touchpad und der Basis an den vier Ecken des Touchpads angeordneten vier Lastsensoren und einem Mikrocomputer, der eine berührte Position basierend auf einer Ausgangsspannung der Lastsensoren erfasst, versehen ist (siehe z.B. Patentliteratur 1).
• Literaturstellenliste
• Patentliteratur
• Patentliteratur 1: JP 2012/68836 A
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technisches Problem
• Die in der Patentliteratur 1 beschriebene Berührungseingabefeldanzeige kann ein Problem haben, dass es schwierig ist, einen Kontakt zwischen allen vier Lastsensoren und dem Touchpad herzustellen, und dann, wenn die Lastsensoren bezüglich einer Höhe eingestellt sind, etc., ein Dreipunkt-Stützzustand, bei welchem ein Punkt ohne Kontakt bleibt, auftritt und in einem ungewöhnlichen Geräusch oder einem Wackeln zu der Zeit, zu welcher eine Betätigung durchgeführt wird, resultiert.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Betätigungserfassungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein ungewöhnliches Geräusch oder ein Wackeln zu der Zeit, zu welcher eine Betätigung durchgeführt wird, verhindern kann.
• Lösung für das Problem
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Betätigungserfassungsvorrichtung folgendes: eine Betätigungseinheit, die eine Betätigungsoberfläche umfasst, um darauf betätigt zu werden; einen Basisteilbereich, an welchem die Betätigungseinheit angebracht ist; eine Vielzahl von Lastsensoren, die zwischen der Betätigungseinheit und dem Basisteilbereich angeordnet sind, um eine auf die Betätigungsoberfläche ausgeübte Last zu erfassen; und eine Vielzahl von elastischen Körpern, die an dem Basisteilbereich und an der Betätigungseinheit angebracht sind, um zu veranlassen, dass die Vielzahl von Lastsensoren mit der Betätigungseinheit durch ihre elastische Kraft bzw. Federkraft in Kontakt ist.
• Vorteilhafte Effekte der Erfindung
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, eine Betätigungserfassungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein ungewöhnliches Geräusch oder ein Wackeln zu der Zeit, zu welcher eine Betätigung durchgeführt wird, verhindern kann.
• Figurenliste
• 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Touchpad bei einer Ausführungsform zeigt.
• 2A ist eine perspektivische Ansicht, die das Touchpad bei der Ausführungsform zeigt.
• 2B ist ein Blockdiagramm, das das Touchpad bei der Ausführungsform zeigt.
• 3A ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine wesentliche Konfiguration des Touchpads bei der Ausführungsform zeigt.
• 3B ist eine schematische Querschnittsansicht, wenn ein in der 2A entlang einer Linie III(b)-III(b) genommener Querschnitt in der Richtung des Pfeils angeschaut wird.
• 3C ist ein erklärendes Diagramm, das eine elastische Kraft bzw. Federkraft eines elastischen Körpers bei der Ausführungsform zeigt.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• (Zusammenfassung der Ausführungsform)
• Eine Betätigungserfassungsvorrichtung bei der Ausführungsform hat eine Betätigungseinheit, die eine zu betätigende Betätigungsoberfläche umfasst, einen Basisteilbereich, an welchem die Betätigungseinheit angebracht ist, mehrere Lastsensoren, die zwischen der Betätigungseinheit und dem Basisteilbereich angeordnet sind und eine auf die Betätigungsoberfläche ausgeübte Last erfassen, und mehrere elastische Körper, die an dem Basisteilbereich und an der Betätigungseinheit angebracht sind und die mehreren Lastsensoren durch eine elastische Kraft bzw. Federkraft in Kontakt mit der Betätigungseinheit bringen.
• Bei dieser Betätigungserfassungsvorrichtung stellen die elastischen Körper sicher, dass die Betätigungseinheit in Kontakt mit den mehreren Lastsensoren gelangt. Daher ist es ungleich dem, wenn eine solche Konfiguration nicht angenommen ist, möglich zu verhindern, dass irgendwelche Lastsensoren ohne Kontakt bleiben, und dadurch ein ungewöhnliches Geräusch oder ein Wackeln zu der Zeit, zu welcher eine Betätigung durchgeführt wird, zu verhindern.
• (Ausführungsform)
• (Allgemeine Konfiguration eines Touchpads 1)
• In jeder Zeichnung für die vorliegende Ausführungsform kann ein Maßstabsverhältnis unterschiedlich vom tatsächlichen Verhältnis sein. Zusätzlich sind die 3A bis 3C schematische Ansichten, in welchen die tatsächliche Gestalt bzw. Form zum Zwecke einer Erklärung vereinfacht ist. Weiterhin sind in 2B Flüsse von Hauptsignalen und Information durch Pfeile angezeigt.
• Ein Touchpad 1 als die Betätigungserfassungsvorrichtung ist als Beispiel auf einer Bodenkonsole zwischen einem Fahrersitz und einem Fahrgastsitz in einem Kraftfahrzeug angeordnet. Das Touchpad 1 ist so angeordnet, dass als ein Beispiel die linke Seite auf der Papierebene der 1 (auf der Seite der Kante 742a einer Betätigungsoberfläche 7a) die hintere Seite des Kraftfahrzeugs ist und die rechte Seite (auf der Seite der Kante 743a) die vordere Seite ist. Das Touchpad 1 ist konfiguriert, um eine elektronische Vorrichtung zu betätigen, die als Beispiel an dem Kraftfahrzeug angebracht ist. Das Touchpad 1 ist konfiguriert, um z.B. eine Wischbetätigung, eine Klopfbetätigung, eine Zangengriff- bzw. Quetschbetätigung und ein Drückbetätigung, etc. zu erfassen, die auf der Betätigungsoberfläche 7a durchgeführt ist.
• Das Touchpad 1 hat z.B. eine Betätigungseinheit 7 mit einer Betätigungsoberfläche 7a, um betätigt zu werden, eine Basis 4 als den Basisteilbereich, an welchem die Betätigungseinheit 7 angebracht ist, mehrere Lastsensoren 6, die zwischen der Betätigungseinheit 7 und der Basis 4 angeordnet sind und eine auf die Betätigungsoberfläche 7a ausgeübte bzw. aufgebrachte Last erfassen, und mehrere elastische Körper 5, die an der Basis 4 und an der Betätigungseinheit 7 angebracht sind und die mehreren Lastsensoren 6 durch eine elastische Kraft bzw. Federkraft in Kontakt mit der Betätigungseinheit 7 bringen, wie es in den 1 bis 2B gezeigt ist.
• Das Touchpad 1 ist auch versehen mit z.B. einem Aktuator 8 und einer Steuereinheit 100, die einen Berührungssensor 70, lichtemittierende Elemente 71, die Lastsensoren 6 und den Aktuator 8 steuert, wie es in den 2B und 3A gezeigt ist.
• Die Lastsensoren 6 sind angeordnet, um zu der Form der Betätigungsoberfläche 7a zu passen. Die Anordnung, die zu der Form der Betätigungsoberfläche 7a passt, ist eine Anordnung, die gut ausgeglichen ist und zu der Form der Betätigungsoberfläche 7a, als Beispiel, passt, was detaillierter eine Anordnung ist, bei welcher das Schwerkraftzentrum des Bereichs, der durch die mehreren Lastsensoren 6 umgeben ist, mit dem Schwerkraftzentrum der Betätigungsoberfläche 7a übereinstimmt. Als Beispiel der Anordnung, die gut ausgeglichen ist und zu der Form der Betätigungsoberfläche 7a passt, sind die mehreren Lastsensoren 6 bei der vorliegenden Ausführungsform unter den vier Ecken der rechteckigen Betätigungsoberfläche 7a angeordnet, was anders ausgedrückt bedeutet, dass sie auf einer Kehrseitenoberfläche oder Rückseite der Betätigungsoberfläche 7a angeordnet sind, wie es in den 1 und 3B gezeigt ist. Das bedeutet, dass das Touchpad 1 mit vier Lastsensoren 6 versehen ist. Die äußere Form der Betätigungsoberfläche 7a ist nicht auf ein Rechteck beschränkt und kann ein Kreis, ein Dreieck, ein Trapez etc. sein, oder eine Form, die durch Kombinieren dieser Formen ausgebildet ist. Zusätzlich kann die Betätigungsoberfläche 7a eine flache Oberfläche, eine konkave Oberfläche, eine konvexe Oberfläche etc. sein, oder eine Form, die durch Kombinieren dieser Formen ausgebildet ist.
• Die mit der Betätigungseinheit 7 integrierte Basis 4 ist an z.B. einem Gehäuse 2 angebracht, wie es in 1 gezeigt ist. Das Gehäuse 2 ist als Beispiel aus Harzmaterial, wie beispielsweise PBT (Polybutylenterephthalat), ausgebildet. Zum Beispiel sind vier Dämpfungselemente 3, die aus Harzmaterial ausgebildet sind, zwischen dem Gehäuse 2 und einer Basis 4 angeordnet, wie es in den 1 und 2A gezeigt ist. Die Dämpfungselemente 3 sind an Anbringungsteilbereichen 20 des Gehäuses 2 angebracht.
• (Konfiguration der Basis 4)
• Als Beispiel ist die Basis 4 aus einem Harzmaterial, wie beispielsweise ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), ausgebildet. Die Betätigungseinheit 7 ist auf einer Seite der oberen Oberfläche 40a der Basis 4 angeordnet. Der Aktuator 8 ist auf einer Seite der unteren Oberfläche 40b der Basis 4 angeordnet.
• Die Basis 4 ist mit z.B. Einfügungsteilbereichen 42 versehen, von welchen jeweils zwei unter einem Paar von Kanten bzw. Rändern 740a und 741a der Betätigungsoberfläche 7a angeordnet sind, wie es in 1 gezeigt ist. Ein Anbringungsteilbereich 50 des elastischen Körpers 5 kann in den Einfügungsteilbereich 42 von oben eingefügt werden. Zusätzlich ist der Einfügungsteilbereich 42 bei einer Position nahe zu der Installations- bzw. Einbauposition des Lastsensors 6 vorgesehen.
• (Konfiguration des elastischen Körpers 5)
• Die mehreren elastischen Körper 5 sind angeordnet, um zu der Form der Betätigungsoberfläche 7a zu passen. Als Beispiel ist die Anordnung, die zu der Form der Betätigungsoberfläche 7a passt, eine Anordnung, bei welcher das Schwerkraftzentrum des Bereichs, der durch die mehreren elastischen Körper 5 umgeben ist, mit dem Schwerkraftzentrum der Betätigungsoberfläche 7a übereinstimmt. Als Beispiel sind die mehreren elastischen Körper 5 bei der vorliegenden Ausführungsform unter dem Paar von gegenüberliegenden Kanten bzw. Rändern 740a und 741a der rechteckigen Betätigungsoberfläche 7a angeordnet. Der elastische Körper 5 hat z.B. einen Anbringungsteilbereich 50, der an der Basis 4 angebracht ist, einen umgekehrten Teilbereich 54, der von einem Ende des Anbringungsteilbereichs 50 vorsteht und umkantet ist, und einen aufgewölbten Teilbereich 56, der an einem Ende des umgekehrten Teilbereichs 54 vorgesehen ist und in einen ausgeschnittenen Teilbereich 745 der Betätigungseinheit 7 (die später beschrieben wird) eingepasst ist, wie es in 3B gezeigt ist.
• Der elastische Körper 5 ist aus z.B. einem Metallmaterial, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, ausgebildet. Der Anbringungsteilbereich 50 hat z.B. eine Plattenform, wie es in 1 gezeigt ist. Der Anbringungsteilbereich 50 ist z.B. in den Einfügungsteilbereich 42 der Basis 4 eingefügt und ist mit der Basis 4 integriert, wie es in 1 gezeigt ist.
• Der umgekehrte Teilbereich 54 hat eine länglichere Form als der Anbringungsteilbereich 50. Da ein Teilbereich, der von einem oberen Teilbereich des Anbringungsteilbereichs 50 in Richtung zum Anbringungsteilbereich 50 gebogen ist, um den umgekehrten Teilbereich 54 auszubilden, ist ein gebogener Teilbereich 52 zwischen dem umgekehrten Teilbereich 54 und dem Anbringungsteilbereich 50 ausgebildet.
• Der gewölbte Teilbereich 56 ist durch Biegen eines Teilbereichs nahe zu einem Ende des umgekehrten Teilbereichs 54 nach außen (in Richtung zur entgegengesetzten Seite zum Anbringungsteilbereich 50) ausgebildet. Beim Anbringen eines Eingabefelds 74 wird der gewölbte Teilbereich 56 z.B. in einer Richtung zur Basis 4 von dem Zustand aus gedrückt, der in 3B durch eine Phantomlinie angezeigt ist, und wird dann in den ausgeschnittenen Teilbereich 745 in einem derartigen Zustand eingepasst, in welchem er bei dem gebogenen Teilbereich 52 gebogen ist.
• Eine Federkraft, um zu dem Zustand zurückzukehren, der durch die Phantomlinie angezeigt ist, wird im elastischen Körper 5 aufgrund der Biegung bei dem gebogenen Teilbereich 52 oder einer Verformung des umgekehrten Teilbereichs 54 und des gewölbten Teilbereichs 56, die durch Anbringen des Eingabefelds 74 verursacht ist, erzeugt und eine geneigte Oberfläche 56a des am Ende angeordneten gewölbten Teilbereichs 56 übt z.B. eine Kraft F auf eine untere Oberfläche 745a des ausgeschnittenen Teilbereichs 745 in einer Normalenrichtung der geneigten Oberfläche 56a aus.
• Die Kraft F kann in z.B. eine horizontale Kraft Fa und eine vertikale Kraft Fb zerlegt werden, wie es in 3C gezeigt ist. Die vertikale Kraft Fb ist eine Kraft nach unten, die durch einen Pfeil in 3B angezeigt ist, und ist eine Kraft, die die Betätigungseinheit 7 in Kontakt mit dem Lastsensor 6 bringt, wie es in 3A gezeigt ist.
• Da die elastischen Körper 5, jeweils zwei, auf den beiden Seiten angeordnet sind, wo das Paar von Kanten 740a und 741a der Betätigungseinheit 7 jeweils angeordnet sind, kann die Betätigungseinheit 7 in Kontakt mit den Lastsensoren 6 gebracht werden, selbst wenn die elastischen Körper 5 nicht auf der Seite des lateralen Teilbereichs 742 und auf der Seite des lateralen Teilbereichs 743 vorgesehen sind.
• Als Modifikation können die elastischen Körper 5 als z.B. Sprungfedern bzw. Spiralfedern sein, die unter einem Paar von Kanten angeordnet sind und das Eingabefeld 74 der Betätigungseinheit 7 durch Ausüben einer Federkraft auf das Gehäuse 2 und das Eingabefeld 74 der Betätigungseinheit 7 in Kontakt mit den vier Lastsensoren 6 bringen, wie es in 3A gezeigt ist. Detailliert sind bei dem Touchpad 1 der Modifikation der Berührungssensor 70, die Lastsensoren 6, die Basis 4 und die elastischen Körper 5 innerhalb des Gehäuses 2 und des Eingabefelds 74 der Betätigungseinheit 7, die integriert sind, angeordnet. In diesem Fall ist es deshalb, weil die elastischen Körper 5 z.B. eine elastische Kraft bzw. Federkraft F₁ auf das Gehäuse in der Abwärtsrichtung der Papierebene der 3A ausüben und auch eine elastische Kraft bzw. Federkraft F₁ auf das Eingabefeld 74 in der Aufwärtsrichtung über die Basis 4, die Lastsensoren 6 und den Berührungssensor 70 ausüben, möglich, das Eingabefeld 74 der Betätigungseinheit 7 zuverlässig in Kontakt mit den Lastsensoren 6 zu bringen.
• (Konfiguration des Lastsensors 6)
• Der Lastsensor 6 ist z.B. ein piezoresistives oder kapazitives MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems (= Mikrosystem)). Als Beispiel ist der Lastsensor 6 bei der vorliegenden Ausführungsform ein kapazitiver Sensor, bei welchem eine Brückenschaltung aus vier Messgeräten zusammengesetzt ist.
• Der Lastsensor 6 hat z.B. eine Last- bzw. Ladetaste 61, die von einem Hauptkörper 60 vorsteht. Der Lastsensor 6 ist konfiguriert, dass eine auf die Ladetaste 61 ausgeübte Last eine Änderung bezüglich der Widerstandswerte der Messgeräte verursacht, die darin angeordnet sind, und die Ausgabe der Brückenschaltung sich entsprechend ändert. Die Lastsensoren 6 sind auf einer unteren Oberfläche 7b der Betätigungseinheit 7 angeordnet. Die untere Oberfläche 7b ist als ein Beispiel eine untere Oberfläche eines Substrats der Betätigungseinheit 7.
• Die vier Lastsensoren 6 geben z.B. Lastsignale S₂ bis S₅ zur Steuereinheit 100 aus, wie es in 2B gezeigt ist. Zum Beispiel wandelt die Steuereinheit 100 die Lastsignale S₂ bis S₅ in eine Last um und bestimmt, ob eine Drückbetätigung durchgeführt wird oder nicht.
• (Konfiguration der Betätigungseinheit 7)
• Als Beispiel hat die Betätigungseinheit 7 den Berührungssensor 70, eine Lichtführung 72 und ein Eingabefeld bzw. eine Schalttafel 74, wie es in 1 gezeigt ist.
• Der Berührungssensor 70 ist z.B. ein kapazitiver Berührungssensor und ist konfiguriert, um eine Mehrfachberührung (Multitouch) zu erfassen. Detailliert ist der Berührungssensor 70 derart konfiguriert, dass mehrere Treiberelektroden und mehrere Erfassungselektroden, die sich in ein Gitter schneiden, während eine Isolierung dazwischen aufrechterhalten wird, auf einem Substrat vorgesehen sind.
• Als Beispiel ist das Substrat eine Leiterplatte, auf welcher mehrere lichtemittierende Elemente 71 an entgegengesetzten Kanten angeordnet sind, wie es in 1 gezeigt ist. Die lichtemittierenden Elemente 71 emittieren Licht basierend auf z.B. einem von der Steuereinheit 100 ausgegebenen Beleuchtungssignal S₇ .
• Der Berührungssensor 70 liest eine Kapazität der mehreren Treiberelektroden und der mehreren Erfassungselektroden in allen Kombinationen und gibt die Kapazität für einen Zyklus als Kapazität S₁ zur Steuereinheit 100 aus.
• Die Lichtführung 72 ist aus z.B. einem hochtransparenten Harzmaterial, wie beispielsweise Acryl, ausgebildet und hat eine Form einer dünnen Lage. Die Lichtführung 72 ist am Eingabefeld 74 durch z.B. ein Klebemittel angebracht.
• Die Lichtführung 72 führt Licht der lichtemittierenden Elemente 71 in einer Richtung so zur Betätigungsoberfläche 7a, dass die Betätigungsoberfläche 7a beleuchtet wird. Somit kann die Lichtführung 72 diffundierende Partikel etc. enthalten, die Licht der lichtemittierenden Elemente 71 diffundieren bzw. zerstreuen bzw. ausbreiten.
• Das Eingabefeld 74 ist aus z.B. einem transparenten Harz, wie beispielsweise PC, ausgebildet. Zusätzlich sind zum Beispiel ein transparenter Bereich transparent bzw. durchlässig gegenüber Licht und ein lichtblockierender Bereich, der Licht blockiert, auf dem Eingabefeld 74 durch Drucken etc. ausgebildet, und dadurch sind Symbole auf der Betätigungsoberfläche 7a ausgebildet.
• Das Eingabefeld 74 hat z.B. eine Kastenform, die die Betätigungsoberfläche 7a auf der oberen Seite hat und auf der unteren Seite geöffnet ist, und ist mit den ausgeschnittenen Teilbereichen 745 versehen, wobei jeweils zwei an einem Paar von gegenüberliegenden lateralen Teilbereichen sind, wie es in den 1 und 3B gezeigt ist.
• Wie es oben beschrieben ist, sind die gewölbten Teilbereiche 56 der elastischen Körper 5 in die ausgeschnittenen Teilbereiche 745 eingepasst, was darin resultiert, dass die Basis 4, der Berührungssensor 70, die Lichtführung 72 und das Eingabefeld 74 integriert sind und die Betätigungseinheit 7 zuverlässig in Kontakt mit den vier Lastsensoren 6 gelangt.
• (Konfiguration des Aktuators 8)
• Der Aktuator 8 ist zum Veranlassen einer Vibration bzw. Schwingung der Betätigungsoberfläche 7a durch die Basis 40 vorgesehen. Als Beispiel ist der Aktuator 8 ein unimorpher piezoelektrischer Aktuator.
• Der Aktuator 8 veranlasst eine Schwingung basierend auf z.B. einem von der Steuereinheit 100 ausgegebenen Treibersignal S₆ , wie es in 2B gezeigt ist.
• (Konfiguration der Steuereinheit 100)
• Die Steuereinheit 100 ist z.B. ein Mikrocomputer, der aus einer CPU (zentralen Verarbeitungseinheit), die eine Berechnung und eine Verarbeitung, etc. der erlangten Daten gemäß einem gespeicherten Programm durchführt, einem RAM (Direktzugriffsspeicher) und einem ROM (Nurlesespeicher) als Halbleiterspeicher besteht. Der ROM speichert z.B. ein Programm für einen Betrieb der Steuereinheit 100, eine Kapazitätsschwelle 101, eine Lastschwelle 102 und Treiberinformation 103. Der RAM wird als z.B. ein Speicherbereich zum temporären Speichern von Berechnungsergebnissen etc. verwendet.
• Wenn z.B. die Betätigungseinheit 7 eine Betätigung erfasst und die Lastsensoren 6 eine durch die Betätigung verursachte Last erfassen, steuert die Steuereinheit 100 eine gesteuerte Vorrichtung durch Beurteilen, dass eine Drückbetätigung durchgeführt worden ist, und steuert die Steuereinheit 100 auch den Aktuator 8, um eine Schwingung der Betätigungsoberfläche 7a zu veranlassen, um dadurch eine taktile Rückmeldung zur Verfügung zu stellen, um anzuzeigen, dass die Drückbetätigung empfangen worden ist. Dann erzeugt die Steuereinheit 100 Betätigungsinformation S₈ , die die Koordinatenwerte der Stelle einer erfassten Betätigung und Information darüber, ob eine Drückbetätigung durchgeführt worden ist oder nicht, enthält, und gibt die Steuereinheit 100 die Betätigungsinformation S₈ zur gesteuerten Vorrichtung aus.
• Die gesteuerte Vorrichtung ist z.B. eine Navigationsvorrichtung, ein Musik- und Videoabspielgerät oder eine Klimaanlage etc.
• Detailliert erlangt die Steuereinheit 100 periodisch die Kapazität S₁ vom Berührungssensor 70 und vergleicht die Kapazität S₁ mit der Kapazitätsschwelle 101. Wenn z.B. eine Kapazität von nicht weniger als die Kapazitätsschwelle 101 vorhanden ist, berechnet die Steuereinheit 100 die Stelle der erfassten Betätigung auf der Betätigungsoberfläche 7a basierend auf einer Verteilung der Kapazität. Als Beispiel kann ein gewichteter Durchschnitt etc. für die Berechnung verwendet werden.
• Die Steuereinheit 100 vergleicht auch eine basierend auf den Lastsignalen S₂ bis S₅ von den Lastsensoren 6 erhaltene Last mit der Lastschwelle 102. Wenn eine Last von nicht weniger als die Lastschwelle 102 erfasst wird, bestimmt die Steuereinheit 100, dass eine Drückbetätigung durchgeführt worden ist.
• Die Treiberinformation 103 ist z.B. Information über das Treibermuster des Treibersignals S₆ . Wenn eine Drückbetätigung erfasst wird, erzeugt die Steuereinheit 100 das Treibersignal S₆ , das ein Treibermuster hat, das anzeigt, dass die Drückbetätigung empfangen worden ist, und gibt die Steuereinheit 100 das Treibersignal S₆ zum Aktuator 8 aus, um eine taktile Rückmeldung zur Verfügung zu stellen. Als Modifikation kann die taktile Rückmeldung z.B. eine taktile Rückmeldung sein, die eine Sinneswahrnehmung eines Drückens einer mechanischen Drucktaste nachahmt, etc.
• Ebenso kann als Modifikation, um eine Wischbetätigung oder Berührungsbetätigung zu erfassen, die Steuereinheit 100 konfiguriert sein, um eine Betätigung durch eine Erfassung einer Kapazität von nicht weniger als die Kapazitätsschwelle 101 in Kombination mit einer Erfassung einer Last von nicht weniger als die vorbestimmte erste Last zu bestimmen. Da die Steuereinheit 100 die Bestimmung basierend auf einer solchen Kombination durchführt, ist es möglich, eine falsche Erfassung zu verhindern, die durch einen Betätigungsfinger verursacht wird, der entfernt von der Betätigungsoberfläche 7a ist, d.h. durch eine Bewegung in der Nähe in der Luft. Zusätzlich ist es, da die Steuereinheit 100 die Bestimmung basierend auf der oben beschriebenen Kombination durchführt, möglich, eine falsche Erfassung zu verhindern, die auf einer Last basiert, die erfasst wird, wenn der Betätigungsfinger aufgrund einer Schwingung bzw. Vibration eines Kraftfahrzeugs unabsichtlich eine Berührung durchführt.
• The Betätigung des Touchpads 1 wird nachstehend beschrieben werden.
• (Betätigung)
• Die Steuereinheit 100 des Touchpads 1 gibt das Beleuchtungssignal S₇ zu den lichtemittierenden Elementen 71 aus und beleuchtet die Betätigungsoberfläche 7a, wenn z.B. der Strom des Kraftfahrzeugs eingeschaltet wird. Dann erlangt die Steuereinheit 100 die Kapazität S₁ und die Lastsignale S₂ bis S₅ und überwacht sie, während sie sie mit der Kapazitätsschwelle 101 und der Lastschwelle 102 vergleicht.
• Wenn eine Betätigung erfasst wird, aber eine Drückbetätigung nicht erfasst wird, erzeugt die Steuereinheit 100 die Betätigungsinformation S₈ einschließlich der Koordinatenwerte der Stelle der erfassten Betätigung und der Tatsache, dass keine Drückbetätigung durchgeführt ist, und gibt die Betätigungsinformation S₈ zur gesteuerten Vorrichtung aus. Derweil erzeugt die Steuereinheit 100, wenn eine Drückbetätigung erfasst wird, die Betätigungsinformation S₈ einschließlich der Koordinatenwerte der Stelle der erfassten Betätigung und der Tatsache, dass eine Drückbetätigung durchgeführt ist, und gibt die Betätigungsinformation S₈ zur gesteuerten Vorrichtung aus.
• (Effekte der Ausführungsform)
• Das Touchpad 1 der vorliegenden Ausführungsform kann ein ungewöhnliches Geräusch oder ein Wackeln zu der Zeit, zu welcher eine Betätigung durchgeführt wird, verhindern. Detailliert stellen bei dem Touchpad 1 die elastischen Körper 5 sicher, dass die Betätigungseinheit 7 in Kontakt mit den vier Lastsensoren 6 gelangt. Daher ist es ungleich dem Fall, in welchem eine solche Konfiguration nicht angenommen ist, möglich zu verhindern, dass irgendwelche Lastsensoren 6 ohne Kontakt bleiben, und dadurch ein ungewöhnliches Geräusch oder ein Wackeln zu der Zeit, zu welcher eine Betätigung durchgeführt wird, zu verhindern.
• Bei dem Touchpad 1 gelangt die Betätigungseinheit 7 zuverlässig in Kontakt mit den vier Lastsensoren 6. Daher wird ungleich dem Fall, in welchem irgendeiner der Lastsensoren nicht in Kontakt mit der Betätigungseinheit 7 ist, ein Wackeln verhindert, und es ist somit möglich, ein ungewöhnliches Geräusch zu verhindern, gleichgültig wo auf der Betätigungsoberfläche 7a eine Klopfbetätigung oder eine Betätigung eines doppelten Klopfens durchgeführt wird. Zusätzlich hat, da die Betätigungseinheit 7 zuverlässig in Kontakt mit den vier Lastsensoren 6 gelangt, das Touchpad 1 eine hohe Lasterfassungsgenauigkeit und kann es eine bei irgendeiner Position auf der Betätigungsoberfläche 7a durchgeführte Betätigung genau erfassen.
• Da eine Höheneinstellung etc. der Lastsensoren 6 für einen zuverlässigen Kontakt zwischen den vier Lastsensoren 6 und der Betätigungseinheit 7 nicht erforderlich ist, kann das Touchpad 1 mit niedrigeren Kosten hergestellt werden als dann, wenn eine Einstellung erforderlich ist.
• Da der elastische Körper 5 dünn ist und in einem engen Raum zwischen der Basis 4 und den lateralen Positionen 740 und 741 des Eingabefelds 74 angeordnet werden kann, kann die Größe des Touchpads 1 verglichen mit dem Fall reduziert werden, in welchem eine solche Konfiguration nicht angenommen ist. Zusätzlich kann, da die elastischen Körper 5 nahe zu den Einbaupositionen der Lastsensoren 6 bei dem Touchpad 1 angeordnet sind, die Betätigungseinheit 7 zuverlässiger in Kontakt mit den Lastsensoren 6 gebracht werden als dann, wenn eine solche Konfiguration nicht angenommen ist.
• Da die Basis 4 und das Eingabefeld 74 etc. über die elastischen Körper 5 nur durch Anbringen der elastischen Körper 5 an der Basis 4 und dann Anbringen des Eingabefelds 74 mit der Lichtführung 72 sowie dem Berührungssensor 70 an der Basis 4 integriert sind, kann das Touchpad 1 einfacher zusammengebaut werden als dann, wenn eine solche Konfiguration nicht angenommen ist.
• Bei dem Touchpad 1 gelangt die Betätigungseinheit 7 zuverlässig in Kontakt mit den Lastsensoren 6. Daher können ungleich dem Fall, in welchem eine solche Konfiguration nicht angenommen ist, die Lastsensoren 6 derart angeordnet sein, dass sie gut ausgeglichen sind und zu der Form der Betätigungsoberfläche 7a passen.
• Als Modifikation kann das Touchpad 1 eine Konfiguration haben, bei welcher der Berührungssensor 70 nicht vorgesehen ist. Das Touchpad 1 kann in diesem Fall die betätigte Position basierend auf einer Ausgabe von jedem Lastsensor 6 genau erfassen, da die Betätigungseinheit 7 zuverlässig in Kontakt mit den vier Lastsensoren 6 ist.
• Obwohl oben einige Ausführungsformen und Modifikationen der Erfindung beschrieben worden sind, sind die Ausführungsformen und Modifikationen lediglich ein Beispiel und ist die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht darauf zu beschränken. Diese neuen Ausführungsformen und Modifikationen können in verschiedenen anderen Formen implementiert werden, und verschiedene Weglassungen, Substitutionen und Änderungen etc. können durchgeführt werden, ohne vom Sinngehalt der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich sind nicht alle Kombinationen der bei diesen Ausführungsformen und Modifikationen beschriebenen Merkmale nötig, um das Problem der Erfindung zu lösen. Weiterhin sind diese Ausführungsformen und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs und Sinngehalts der Erfindung und auch innerhalb der in den Ansprüchen beschriebenen Erfindung und den Äquivalenten davon enthalten.
• Bezugszeichenliste

1

TOUCHPAD

2

GEHÄUSE

4

BASIS

5

ELASTISCHER KÖRPER

6

LASTSENSOR

7

BETÄTIGUNGSEINHEIT

7a

BETÄTIGUNGSOBERFLÄCHE

7b

UNTERE OBERFLÄCHE

20

EINPASSUNGSTEILBEREICH

50

ANBRINGUNGSTEILBEREICH

54

UMGEKEHRTER TEILBEREICH

56

GEWÖLBTER TEILBEREICH

60

HAUPKÖRPER

61

LADE- BZW. LASTTASTE

100

STEUEREINHEIT

740a - 743a

KANTE

745

AUSGESCHNITTENER TEILBEREICH

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2017153180 [0001]
• JP 2012068836 A [0004]

Claims (10)

1. Betätigungserfassungsvorrichtung, umfassend: eine Betätigungseinheit, die eine Betätigungsoberfläche umfasst, um darauf betätigt zu werden; einen Basisteilbereich, an dem die Betätigungseinheit angebracht ist; eine Vielzahl von Lastsensoren, die zwischen der Betätigungseinheit und dem Basisteilbereich angeordnet sind, um eine auf die Betätigungsoberfläche ausgeübte Last zu erfassen; und eine Vielzahl von elastischen Körpern, die an dem Basisteilbereich und an der Betätigungseinheit angebracht sind, um zu veranlassen, dass die Vielzahl von Lastsensoren mit der Betätigungseinheit durch ihre elastische Kraft bzw. Federkraft in Kontakt ist.
2. Betätigungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von elastischen Körpern jeweils nahe zu den Einbaupositionen der Vielzahl von Lastsensoren angeordnet ist.
3. Betätigungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielzahl von Lastsensoren angeordnet ist, um zu der Form der Betätigungsoberfläche zu passen.
4. Betätigungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Betätigungsoberfläche eine rechteckige Form hat und die Vielzahl von Lastsensoren unter den vier Ecken der Betätigungsoberfläche angeordnet ist.
5. Betätigungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vielzahl von elastischen Körpern angeordnet ist, um zu der Form der Betätigungsoberfläche zu passen.
6. Betätigungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Vielzahl von elastischen Körpern unter einem Paar von gegenüberliegenden Kanten der Betätigungsoberfläche angeordnet ist.
7. Betätigungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Betätigungseinheit eine Kastenform hat, die die Betätigungsoberfläche auf der oberen Seite hat und auf der unteren Seite geöffnet ist und ausgeschnittene Teilbereiche an einem Paar von gegenüberliegenden lateralen Teilbereichen umfasst, und der elastische Körper einen Anbringungsteilbereich umfasst, der an dem Basisteilbereich angebracht ist, einen umgekehrten Teilbereich, der von einem Ende des Anbringungsteilbereichs vorsteht und umkantet ist, und einen gewölbten Teilbereich, der an einem Ende des umgekehrten Teilbereichs vorgesehen ist und in den ausgeschnittenen Teilbereich der Betätigungseinheit eingepasst ist.
8. Betätigungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Lastsensor einen Hauptkörper umfasst, der intern eine Brückenschaltung umfasst, die aus Messgeräten und einer vom Hauptkörper vorstehenden Lasttaste ausgebildet ist und so konfiguriert ist, dass sich die Widerstandswerte der Messgeräte gemäß einer Last ändern, die auf die Lasttaste ausgeübt wird, und sich dadurch eine Ausgabe der Brückenschaltung ändert.
9. Betätigungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um eine Lastschwelle mit einer Last basierend auf einem Lastsignal vom Lastsensor zu vergleichen und dann, wenn eine Last größer als die Lastschwelle erfasst wird, Betätigungsinformation zu einer gesteuerten Vorrichtung auszugeben, durch Beurteilen, dass eine Drückbetätigung auf der Betätigungseinheit durchgeführt worden ist.
10. Betätigungserfassungsvorrichtung, umfassend: eine Betätigungseinheit, die eine Betätigungsoberfläche umfasst, um darauf betätigt zu werden; eine Vielzahl von Lastsensoren, die unter der Betätigungseinheit angeordnet sind, um eine auf die Betätigungsoberfläche ausgeübte Last zu erfassen; einen Basisteilbereich, der unter den Lastsensoren angeordnet ist; ein Gehäuse, das mit der Betätigungseinheit integriert ist und die Lastsensoren und den Basisteilbereich in einem Unterbringungsraum unterbringt, der zwischen ihm selbst und der Betätigungseinheit ausgebildet ist; und eine Vielzahl von elastischen Körpern, die eine elastische Kraft bzw. Federkraft zwischen dem Gehäuse und dem Basisteilbereich erzeugen.

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