(57)【要約】  本発明は、特に自動車用で、要素（５）による手動動作のための操作面（２）を備える操作装置（１）に関し、特に、要素（５）は、人間の手（６）の指である。センサは、要素（５）が操作面（２）に接近する場合、及び／または、操作面（２）が要素（５）により触れられる場合、及び／または、圧力が要素（５）により操作面（２）にかけられる場合に、センサが信号を生成するように、操作面（２）と相互作用する。信号は、スイッチング信号の形態で、機能の切り替え、及び／または、起動のために機能する。加えて、アクチュエータ（９）は、アクチュエータの駆動により操作面（２）に触覚が生成されるように、操作面（２）に駆動可能に接続される。アクチュエータは、電気的に駆動され、また、操作面（２）が予め選択可能な方法で、具体的には、予め選択可能な経路、及び／または、予め選択可能な時間で動作しうるように、パルス幅変調駆動信号（ＰＷＭ）により駆動されうる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、自動車用で、要素（５）による手動動作のための操作面（２）を備える操作装置であって、
特に、前記要素（５）は、人間の手（６）の指であり、前記要素（５）は、センサ（７）であって、前記要素（５）が前記操作面（２）に接近する場合、及び／または、前記操作面（２）が前記要素（５）により触れられる場合、及び／または、圧力が前記要素（５）により前記操作面（２）にかけられる場合に、前記センサ（７）が信号（４）を生成するように前記操作面（２）と相互作用する、前記センサ（７）を備え、前記信号（４）は、特に、スイッチング信号の形態で、機能の切り替え及び／または起動のために用いられ、アクチュエータ（９）が、前記操作面（２）に駆動可能に接続され、その結果、前記操作面（２）は、前記操作面（２）に触覚を生じさせるように前記アクチュエータ（９）の駆動により可動である、操作装置において、
前記アクチュエータ（９）は電気的に駆動され、前記アクチュエータ（９）は、ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動信号（１８）により駆動可能であり、その結果、前記操作面（２）は、予め選択可能な方法で、具体的には、予め選択可能な変位、及び／または、予め選択可能な時間、及び／または、予め選択可能なパターンで可動である、ことを特徴とする操作装置。
【請求項２】
電気的に駆動された前記アクチュエータ（９）は、電磁石であり、具体的には、ソレノイド、電動機、ピエゾ素子、などである、ことを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記アクチュエータ（９）は、前記操作面（２）の動作を予め選択可能に減衰するために、前記ＰＷＭ駆動信号（１８）により駆動可能である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の操作装置。
【請求項４】
前記ＰＷＭ駆動信号（１８）の信号形状は、信号強度の減衰を伴う周波数変調を含む、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の操作装置。
【請求項５】
前記ＰＷＭ駆動信号（１８）のパラメータ、具体的には、その開始周波数、終了周波数、強度プロファイル、変調信号形状などが、前記操作面（２）の予め選択された動作を生じさせるように可変である、ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の操作装置。
【請求項６】
少なくとも２つの前記ＰＷＭ駆動信号（１８）は、具体的には、周波数変調駆動信号の形態で、相互に重ね合わされ、その結果、その初期インパルス、振動周期、振動減衰などの前記操作面（２）の動作の一部が増幅及び／または減衰される、ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の操作装置。
【請求項７】
前記アクチュエータ（９）は、前記アクチュエータ（９）を駆動するための電圧源（１２）にスイッチングトランジスタ（１６）を用いて電気的に接続され、好ましくは、制御装置の形態の制御回路（１７）が、前記ＰＷＭ駆動信号（１８）により前記スイッチングトランジスタ（１６）を駆動するために設けられる、ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の操作装置。
【請求項８】
特に、自動車用で、要素（５）により手動動作するための操作面（２）を備える操作装置（１）の動作方法であって
特に、前記要素（５）は、人間の手（６）の指であり、前記要素（５）は、センサ（７）であって、前記要素（５）が前記操作面（２）に接近する場合、及び／または、前記操作面（２）が前記要素（５）により触れられる場合、及び／または、圧力が前記要素（５）により前記操作面（２）にかけられる場合に、前記センサ（７）が信号（４）を生成するように前記操作面（２）と相互作用する、前記センサ（７）を備え、前記信号（４）は、特に、スイッチング信号の形態で、機能の切り替え及び／または起動のために用いられ、アクチュエータ（９）が、前記操作面（２）に駆動可能に接続され、その結果、前記操作面（２）は、前記操作面（２）に触覚を生じさせるように、前記アクチュエータ（９）の駆動により動作する、操作装置（１）の動作方法において、
前記アクチュエータ（９）は、電気的に駆動され、前記アクチュエータ（９）は、ステップ信号（２３）とは異なる駆動信号、具体的には、ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動信号（１８）により駆動され、その結果、前記操作面（２）は、予め選択可能な方法で、具体的には、予め選択可能な変位、及び／または、予め選択可能な時間、及び／または、予め選択可能なパターンで動作する、ことを特徴とする、操作装置（１）の動作方法。
【請求項９】
前記アクチュエータ（９）は、前記操作面（２）が予め選択可能な減衰方法で動作するように、前記ＰＷＭ駆動信号（１８）により駆動される、ことを特徴とする請求項８に記載の操作装置（１）の動作方法。
【請求項１０】
前記ＰＷＭ駆動信号（１８）のためのパラメータ、具体的には、その開始周波数、終了周波数、強度プロファイル、変調信号形状などが、前記操作面（２）の予め選択された動作を生じさせるように調整され、好ましくは、少なくとも２つの前記ＰＷＭ駆動信号（１８）は、具体的には、周波数変調駆動信号の形態で、相互に重ね合わされ、その結果、その初期インパルス、振動周期、振動減衰などの前記操作面（２）の動作の一部が増幅及び／または減衰される、ことを特徴とする請求項８または９に記載の操作装置（１）の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提に係る操作装置に関する。
この種の操作装置は、例えば、特に自動車内のタッチパッドとして用いられてもよい。そのようなものとして、この種の操作装置は、自動車の中央コンソール内に配置されてもよく、例えば、自動車内でスクリーンを制御するために用いられてもよい。この種の操作装置はまた、タッチスクリーンの形態でスクリーンの一部として用いられてもよい。
【０００２】
この種の操作装置は、要素による手動動作のための操作面を備える。この要素は、例えば、ユーザの指による操作面上の適切な動作の結果としてスクリーン上のカーソルを制御するために、人間の手の指であってもよい。しかしながら、この要素はまた、スタイラスペンであってもよい。センサは、要素が操作面に接近する場合、及び／または、操作面が要素により触れられる場合、及び／または、圧力が要素により操作面にかけられる場合に、センサが信号を生成するように、操作面と相互作用する。この信号は、その後、スイッチング信号の形態で、機能の切り替え及び／または起動のために用いられる。加えて、アクチュエータは、操作面に駆動可能に接続され、その結果、操作面は、操作面に触覚を生じさせるように、アクチュエータの駆動により可動である。換言すれば、ユーザに、それにより、操作面上のその人の動作に対する触知可能なフィードバックをもたらすために、アクチュエータの駆動により、触覚を操作面に生じさせることができる。
【０００３】
しかしながら、これは操作面の単純な動作を引き起こすので、従来の触知可能なフィードバックは、ユーザにより不適切であるとして批判されることがある。さらに、アクチュエータは、オン／オフスイッチング動作方式の矩形波信号、または、ステップ信号にて駆動されるが、例えば、単に、駆動の停止に続いて、固定された、ばね−質量−ダンパシステムに従い自由に静止及び減衰する操作面の振動を引き起こすだけである。必要であれば、個別の機械的、油圧などの個別の振動ダンパが、振動の減衰挙動の減衰のために、その後追加的に用いられてもよいが、これは、第１にあまり柔軟性が無く、第２にコストの増加を引き起こす。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、触覚の多様性が増加し、及び／または、触覚の機能性が向上するように、操作装置をさらに発展させるという目的に基づく。
本目的は、請求項１にて特徴づけられる特徴により、問題とされる型の操作装置に対して実現される。
【０００５】
本発明による操作装置において、アクチュエータは電気的に駆動される。アクチュエータは、ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動信号により駆動可能であり、その結果、操作面は、予め選択可能な方法で可動である。具体的には、操作面が、予め選択可能な変位、及び／または、予め選択可能な時間、及び／または、予め選択可能なパターンで可動であるということである。有利には、ＰＷＭ駆動信号として、適切に選択された形状、及び／または、種類を用いるので、ユーザにより望まれるそれぞれの触覚を、単純な方法で操作面に生じさせることができる。生じさせることが可能な様々な触覚の多様性は、操作装置のそれぞれの制御により、ユーザが特定のフィードバックを提供され得ることを意味する。本発明のさらなる構成は、従属項の主題である。
【０００６】
単純な構成において、電動アクチュエータは、電磁石、電動機、ピエゾ素子などであってもよい。電磁石がアクチュエータとして用いられる場合には、このためにソレノイドを用いることが可能であり、その結果として、操作装置の特にコンパクトな構成が達成可能である。
【０００７】
上述したように、アクチュエータは、操作面の適切な動作のために用いられる。必要に応じて、アクチュエータは、操作面の動作速度を下げるために、代替的に、及び／または、追加的に、用いられ得る。この場合において、アクチュエータは、操作面の動作を予め選択可能に減衰させるために、ＰＷＭ駆動信号により駆動可能である。一例として、このことは、触覚的な出力の最後における操作面の望ましくない後振動を防止する単純な方法をもたらす。
【０００８】
ユーザが特に人間工学的であると認識する触覚のために、ＰＷＭ駆動信号の信号形状は、信号強度の減衰を伴う周波数変調を含んでもよい。予め選択された動作を操作面に対して単純な方法で生じさせるために、ＰＷＭ駆動信号のパラメータ、具体的には、その開始周波数、終了周波数、強度プロファイル、変調信号形状などは、可変にされてもよい。特に優れた触覚を生じさせるために、少なくとも２つのＰＷＭ駆動信号が、特に、周波数変調駆動信号の形態で、相互に重ね合わされることが可能である。結果として、その初期インパルス、振動周期、振動減衰などの操作面の動作の一部は、増幅及び／または減衰されうる。
【０００９】
単純で高価でない構成において、アクチュエータは、スイッチングトランジスタを用いて、アクチュエータを駆動させるための電圧源に電気的に接続されてもよい。加えて、制御装置の形態の制御回路が、ＰＷＭ駆動信号によりスイッチングトランジスタを駆動するために設けられてもよい。これは、電気的に単純で、動作上信頼性が高く、高価でないＰＷＭ駆動を、アクチュエータ及び／またはスイッチングトランジスタに有利にもたらす。
【００１０】
本発明は、さらに、操作装置、特に、自動車に適した操作装置の動作方法を提供する。操作装置は、要素による手動動作のための操作面であって、ここで、特に、要素は人間の手の指である、操作面と、操作面と相互作用するセンサと、を備える。それにより、センサは、要素が操作面に接近する場合、及び／または、操作面が要素により触れられる場合、及び／または、圧力が要素により操作面にかけられる場合に、機能の切り替え及び／または起動、のために用いられる信号を、具体的には、スイッチング信号の形態で生成する。電気的に駆動されるアクチュエータは、操作面に駆動可能に接続され、それにより、操作面は、操作面に触覚を生じさせるようにアクチュエータの駆動により動作する。換言すれば、触覚は、アクチュエータの駆動により操作面に作り出される。本発明によれば、アクチュエータは、スイッチングオン、及び／または、スイッチングオフ動作方式であるステップ信号とは異なる駆動信号により駆動される。好ましくは、ステップ信号とは異なるこの駆動信号は、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号であり、つまりアクチュエータは、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号により駆動される。特に、アクチュエータは、操作面が、予め選択可能な方法で、具体的には、予め選択可能な変位、及び／または、予め選択可能な時間、及び／または、予め選択可能なパターンで動作するように駆動される。
【００１１】
操作装置の動作方法のさらなる構成においては、アクチュエータは、操作面が予め選択可能な減衰方法で動作するように、ＰＷＭ駆動信号により駆動されてもよい。操作面の触覚フィードバックに続く、操作面の望ましくない後振動が、それゆえに、効果的に防止されうる。加えて、ＰＷＭ駆動信号のためのパラメータ、具体的には、その開始周波数、終了周波数、強度プロファイル、変調信号形状などが、操作面の予め選択された動作を生じさせるように調整されてもよい。最後に、少なくとも２つのＰＷＭ駆動信号が、具体的には、周波数変調駆動信号の形態で、相互に重ね合わされてもよい。結果として、初期インパルス、振動周期、振動減衰などの操作面の動作の一部が、簡単に、増幅及び／または減衰される。
【００１２】
本発明による、操作装置の特に好ましい構成のために、以下が達成されてもよい。
操作アセンブリの操作面は、例えばコンピュータのマウスパッドの機能に対応し、ユーザに様々な種類の触覚イベントを伝達できるようにするために、アクティブな触覚がもたらされる必要がある。アクティブな触覚フィードバックを有するシステムは、例えば、機械的なスイッチに近づくと考えられる、可能な限り最も忠実なインパルスの再現である触覚フィードバックをもたらさなければならない。アクティブな触覚は、その偏差が電気的に制御可能な電動アクチュエータ、例えば特定の場合において、ソレノイド、により作り出される。それゆえに、電動アクチュエータの駆動は、触覚イベントを生じさせるためにもたらされる。
【００１３】
様々な種類の触覚イベントの目的は、特に、ユーザに触覚フィードバッグをもたらすことである。一例として、このフィードバックは、ユーザが、機械的な操作制御要素を操作している、例えば、従来のショートストロークキーを操作している、または、ラッチ変化のあるコンピュータマウスのホイールを回転している、という、その人に伝達される印象を、ユーザが持てるようにし得る。
【００１４】
このことは、望まれる効果に応じて、操作面が、特定の時間、及び／または、特定の変位で、非常に特定された方法で動作することを必要とする。この場合における挑戦は、ばね−質量−ダンパシステムとして特定の特性を有する上述の機械的な構造のアセンブリとしての操作面を、非常に短時間で大幅に加速し、再び静止させることである。この場合において、バリエーションが、様々な動作パターンを示すために可能とされるべきである。
【００１５】
同一の装置において最適な方法で生成され、要求される様々な動作パターンを生じさせるために、振動減衰のための機械的及び／またはその他の個別のダンパを用いる単純な電気駆動信号は十分ではないであろう。操作面に対して、最適な方法でそれぞれの動作パターンを生じさせるために、アクチュエータの駆動も、減衰を生じさせるために共に用いられてもよい。特に、機械的な振動は、アクチュエータを逆位相で駆動するための適切な駆動信号形状を用いて効果的に減衰されうる。このようにして、それぞれの場合における最適な減衰が、それぞれの動作パターンのために作り出されうる。
【００１６】
アクチュエータは、様々なＰＷＭ信号にて駆動される。拡張において、本発明による解決策は、特定形状のＰＷＭ信号、特に、信号強度の減衰を伴う周波数変調に対応するアクチュエータ駆動信号の信号形状によるものである。固有周波数振動に調整される周波数変調及び／または減衰調和振動の励起が、触覚システムの大部分が大幅に加速され、及び／または、続いて大幅に減衰されることを可能にする。駆動信号の全てのパラメータ、具体的には、開始周波数、終了周波数、強度プロファイル、変調信号形状などは、操作面の望まれる動作パターンを示すために変更されるか、または、変化させてもよい。最適な方法及び／または望まれる方法で触覚効果をとらえる目的のために、特に、以下の、駆動信号のための最適なパラメータが、それゆえに利用可能である。
−強度
−減衰
−開始周波数
−目標周波数
−周波数プロファイル
特性の一部、例えば初期インパルス、駆動システムの振動周期、振動減衰などを、特定の方法で増幅するために、これらの周波数変調信号の２つ以上が相互に重ね合わされてもよい。
【００１７】
本発明により達成される利点は、特に以下である。
−操作面にいかなる機械的な減衰も必要とされない。
−少数のパラメータが、多様な触覚効果を選択するために用いられうる。
−触覚効果をモニタリングするために良好な機会がある。
−スイッチングトランジスタを用いる、電気的に単純で高効率のＰＷＭ駆動を用いることが可能である。
−本発明による周波数変調アクチュエータ駆動信号は、その周波数変調駆動信号形状に基づいて、調整可能なアクティブ振動ダンパとして直接的に機能しうる。
−本発明による駆動信号は、以前は不可能であった操作面の動作パターンを具体化する新しい機会を提供する。
−例えば、既にゲーム機で知られるような、「力フィードバック」として知られるシミュレーションのために、様々な触覚が、従来の駆動信号を用いて可能であるものとははるかに差別化された方法の駆動信号形状を用いて、単一の操作装置において作り出されうる。
−本発明による解決策は、特に、完全に電気的なソフトウェアソリューションを用いて実行可能であるので、高価でない。
【００１８】
様々な発展及び構成を用いる本発明の例示的な実施形態が図面に描かれ、以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】操作面及びアクチュエータを備える操作装置の斜視図を示す。
【図２】図１の線分２−２に沿った断面図を示す。
【図３】アクチュエータの起動のための回路図を概略的に示す。
【図４ａ】アクチュエータ（従来技術）の従来の駆動を示す。
【図４ｂ】図４ａに示されるようにアクチュエータが駆動される場合の、操作面の時間−変位グラフを示す。
【図５ａ】アクチュエータのためのＰＷＭ駆動信号に起因する制御信号を示す。
【図５ｂ】図５ａに示されるような制御信号にてアクチュエータが駆動される場合の、操作面の時間−変位グラフを示す。
【図６】それらのために様々なパラメータが選択された、アクチュエータのための制御信号を示す。
【図７】それらのために様々なパラメータが選択された、アクチュエータのための制御信号を示す。
【図８】それらのために様々なパラメータが選択された、アクチュエータのための制御信号を示す。
【図９】一定の直流成分を有するＰＷＭ駆動信号を示す。
【図１０】余弦関数の形の直流成分を有するＰＷＭ駆動信号を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１において、タッチパッド方式の操作装置１を見ることができ、これは、特に自動車に用いられる。この操作装置１は、ハウジング１３と、その上に操作面２を備える手動でアクセス可能な面１４と、を備える。ユーザは、要素５による操作面２上の手動動作を用いた要求に従い、操作装置１を制御することができる。要素５は、人間の手６の指５であってもよく、つまり、要求に従う制御は、指５の適切な動作により可能とされる。一例として、操作装置１は、自動車の中央コンソールに配置されてもよく、自動車内のナビゲーションシステム、スクリーンなどを制御するために設けられてもよい。操作装置１は、自動車内のバスシステムに、例えばプラグ接続１５を用いて接続可能である。
【００２１】
操作装置１は、図２に見られるように、操作面２と相互作用するセンサ７が設けられる。一例として、単に概略的に図２に示されるセンサ７は、静電容量センサである。当然ながら、センサ７は、赤外線放射を用いて、ホール効果を用いて、または、他のセンサ原理を用いても動作しうる。要素５、この場合において例えばユーザの手６の指５が、操作面２に接近する場合、及び／または、操作面２が要素５により触れられる場合、及び／または、圧力が要素５により操作面２にかけられる場合に、センサ７は、プラグ接続１５を介して自動車内の制御装置に転送される信号４を生成する。信号４は、その後、例えば、スイッチング信号の形態で、自動車内の機能を切り替え、及び／または、起動し、及び／または、選択するために用いられる。
【００２２】
操作装置１の操作面２は、方向３に可動となるようにハウジング１３内に取り付けられる。この目的のために、図１によれば、操作面２は、ハウジング１３の周縁領域８からわずかな隙間８’をもって構成される。さらに図２に見られるように、電動のアクチュエータ９は操作面２に駆動可能に接続され、その結果、操作面２は、アクチュエータ９により、矢印３の方向に従い動作することができる。アクチュエータ９の適切な駆動の結果として、その後、アクチュエータ９の駆動により適切に動作する操作面２により、操作面２に、触覚を生じさせることができる。この場合において、電動のアクチュエータ９は、リターンスプリング１１が設けられ、操作面２に作用する電機子１０を備える電磁石、具体的にはソレノイド、である。電磁石９の代わりに、電動機、ピエゾ素子などがアクチュエータとして用いられることもまた可能である。
【００２３】
アクチュエータ９は、ステップ信号とは異なる駆動信号により駆動可能であり、駆動信号は、有利に、そしてまた好ましくは、電気的ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動信号１８（例えば、図１０参照）である。これに関して、アクチュエータ９は、図３に見られるように、アクチュエータ９を駆動するために設けられる電気的電圧源１２に、スイッチングトランジスタ１６を用いて電気的に接続される。さらに、ＰＷＭ駆動信号１８によりスイッチングトランジスタ１６を駆動するための制御装置の形態の制御回路１７が設けられ、つまり、ＰＷＭ駆動信号１８に対応する制御信号１８’（例えば図５ａ参照）が、アクチュエータ９または電磁石９のコイルに作用する。このことは、次に、ＰＷＭ駆動信号１８またはＰＷＭ駆動信号１８に起因する制御信号１８’に対応して、電機子１０、そしてこれと共に操作面２を動作させる（例えば、操作面２の加速結果を示す図５ｂ参照）。特に、操作面２は、予め選択可能な方法で、具体的には、予め選択可能な変位、及び／または、予め選択可能な時間、及び／または、動作パターンの形態の予め選択可能なパターンで、適切に選択されたＰＷＭ駆動信号１８により可動である。さらに、アクチュエータ９は、操作面２の動作に対して予め選択可能な適切な減衰が達成されるように、ＰＷＭ駆動信号１８により駆動されてもよい。
【００２４】
図５ａは、一例として、その信号形状が、信号強度の減衰を伴う周波数変調を含む制御信号１８’を示す。具体的には、一例として、制御信号１８’は、１００Ｈｚから９０Ｈｚへの低下を含むＦＭ（周波数変調）駆動、つまり、開始周波数から目標周波数への線形変調、を示す。さらに、図５ｂに見られるように、これは、操作面２の加速結果を示し、この場合においては、操作面２は、２つの動作パルス１９ａ，１９ｂに従い動作する。さらなる動作プロファイル２１に見られるように、この場合において、操作面２のいかなる後振動も、その後発生しない。
【００２５】
一方、アクチュエータ９の従来の駆動は、電磁石９のための、電気的な供給電圧、または、コイル電流の単純なスイッチオン及びスイッチオフの結果として、つまり、図４ａに示されるステップ信号２３または矩形波信号２３に従い、そこで可能な限り最大のエネルギがアクチュエータ９に供給されて、図４ｂに見られるように、２つの動作インパルス１９ａ，１９ｂに続く長い後振動２０を示す。この場合において起こりうる欠点は、操作面２及びアクチュエータ９を含む触覚システムの、広範囲の制御されない周波数スペクトル及び制御されない過度応答（周波数及び減衰）が引き起こされることである。この触覚システムは、好ましくない、制御されない方法にて静止し、最悪の場合には、振動及び背景雑音を引き起こす。この従来の触覚システムの減衰は、それゆえに、完全にその機械的な構造に基づく。
【００２６】
操作面２に対してそれぞれの予め選択された動作を生じさせるために、制御信号１８’、または、ＰＷＭ駆動信号１８のパラメータが、適切に変更されうる。これらのパラメータは、具体的には、制御信号１８’またはＰＷＭ駆動信号１８の、開始周波数、終了周波数、強度プロファイル、変調信号形状などである。この種の制御信号１８’の例は、図６から８に見られる。このようなものとして、図６は、周波数変調を伴う、具体的には、開始周波数から目標周波数への線形変調を伴う制御信号１８’を示す。図７は、周波数変調駆動せず、指数関数的な減衰を伴う減衰振動の形態の制御信号１８’を示す。この場合において、図６に示される周波数よりも高い開始周波数が選択される。図８において、減衰周波数変調の形態の制御信号１８’が見られ、制御信号１８’は、周波数変調駆動と、指数関数的な減衰と、の組み合わせで構成される。この場合において、開始及び目標周波数は、図６のパラメータと一致する。
【００２７】
適切に組み合わされ、最適化されたパラメータは、操作面２及びアクチュエータ９を備える触覚システムの大部分が、振動及び後振動が抑制される状態で、最適な方法で加速され、その後、すぐに再び静止させることを可能にする。一例として、この種の制御信号１８’は、減衰及び周波数変調駆動にて構成されうる。最後に、２つ以上の制御信号１８’またはＰＷＭ駆動信号１８、具体的には、特に周波数変調駆動信号が、相互に重ね合わされることも可能である。このことは、初期インパルス、振動周期、振動減衰などの操作面２の動作の一部が、特定の方法で、増幅、及び／または、減衰されることを可能にする。
【００２８】
制御信号１８’を生成するためのＰＷＭ駆動信号１８は、電磁石９のコイルに様々な強度の駆動を引き起こし、この強度は、ＰＷＭ信号１８のデューティ比により制御される。電磁石９のコイルは、ＰＷＭ信号１８を平滑化するローパスフィルタを形成し、その結果、適切な直流成分２２が得られ、この直流成分２２は、次に、電磁石９を駆動するための制御信号１８’としての機能を果たす。このような低域フィルタリング後の直流成分２２を有するＰＷＭ信号１８の例が、図９に示される。これは、経時的に一定であり、アクチュエータ９を駆動するための１６．６％の強度を有する直流成分２２をもたらす、デューティ比１６．６％のＰＷＭ信号１８である。図１０において、さらなる例として、余弦関数の形態のデューティ比分布を有するＰＷＭ信号１８を見ることができる。これは、直流成分２２を、アクチュエータ９を駆動するための制御信号１８’として、経時的に余弦関数の形状を有する強度にて生じさせる。アクチュエータ９に結合される操作面２の時系列的な動作は、直流成分２２の強度プロファイル及び／または周波数変調に順に対応する。
【００２９】
要約すると、操作装置１は、それゆえに、以下のように動作することが確立されうる。操作面２に駆動可能に接続されるアクチュエータ９は、電気的に駆動される。さらに、アクチュエータ９は、ステップ信号または矩形波信号２３とは異なる駆動信号、具体的には、ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動信号１８、により駆動され、その結果、操作面２は、操作面２に触覚を生じさせるように、予め選択可能な方法で、具体的には、予め選択可能な変位、及び／または、予め選択可能な時間、及び／または、予め選択可能な動作パターンで動作する。
【００３０】
本発明は、説明され、示される例示的な実施形態に限定されるものではない。むしろ、それは、特許請求の範囲により規定される本発明の枠内で、当業者によく知られる全ての発展をも含む。このようにして、本発明による操作装置１は、自動車のタッチパッドとしてだけではなく、コンピュータ、また、屋内電気器具、音響機器、映像機器、通信機器、ゲーム機器など、のパッド、及び／または、スクリーンとしても用いられうる。
【符号の説明】
【００３１】
１…操作装置、２…操作面、３…方向／矢印、４…信号、５…要素／指、６…手、７…センサ、８…縁領域、８’…隙間、９…アクチュエータ／電磁石、１０…（電磁石の）電機子、１１…（電磁石の）リターンスプリング、１２…電圧源、１３…（操作装置の）ハウジング、１４…（ハウジングの）面、１５…（ハウジングの）プラグ接続、１６…スイッチングトランジスタ、１７…制御回路、１８…ＰＷＭ駆動信号／ＰＷＭ信号、１８’…制御信号、１９ａ，ｂ…動作インパルス、２０…後振動（従来技術）、２１…動作プロファイル、２２…（ＰＷＭ信号の）直流成分、２３…ステップ信号／矩形波信号（従来技術）
【図１】
2019516194.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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