(57)【要約】  特には車載機器である装置用の操作ユニットは筐体（１０）を有する。筐体（１０）は制御パネル（１２）を有し、装置、特には車両のダッシュボード又は車両のセンターコンソールへの取り付けのために設けられている。筐体（１０）には制御パネル（１２）が弾性設置されている。制御パネル（１２）の使用が検出された際、制御パネル（１２）だけを機械的に励振するためのアクチュエータ（１６）がさらに提供される。制御パネルはタッチセンサー式タッチパネル（１３）の前面を形成する。また、操作ユニットは振動補償質量（２０）を有する。振動補償質量（２０）は、制御パネル（１２）の使用が検出された際にアクチュエータ（１６）により機械的に励振可能である。振動補償質量（２０）は筐体（１０）の内部及び／又は上部に弾性設置され、制御パネル（１２）を機械的に励振するアクチュエータ（１６）が作動された際の筐体（１０）の移動を実質的に補償するように移動可能である。操作ユニットは、表示ユニット（３２）と、これとは独立したバックライトユニット（３４）とを有するバックライト型ディスプレイ（１７）を含む。バックライトユニット（３４）又は表示ユニット（３２）は独立して、又は共に、振動補償質量（２０）として動作可能である。【選択図】図１
2019535062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
例えば車載機器である装置の操作ユニット、特にはマンマシンインターフェース（ＭＭＩ又はＨＭＩ）であって、前記操作ユニットは
制御パネル（１２）を含み、装置、特には車両のダッシュボード又はセンターコンソール、への取り付けのために設けられる筐体（１０）であって、前記制御パネル（１２）は前記筐体（１０）において、及び／又はその内部に、弾性設置される筐体（１０）と、
前記制御パネル（１２）の操作の検出時に前記制御パネル（１２）を機械的に励振するための１以上のアクチュエータ（１６）と、
表示面（３３）を有する表示ユニット（３２）とを有し、
前記制御パネル（１２）は、前記制御パネル（１２）への接触を空間分解検出するためのタッチセンサー式タッチパネル（１３）の前面を形成し、
前記タッチパネル（１３）は前記表示ユニット（３２）とは分離されて配置され、
前記１以上のアクチュエータ（１６）は、前記制御パネル（１２）への接触が検出された際に、前記タッチパネル（１３）を機械的に励振し、
前記筐体（１０）の内部に、及び／又は前記筐体（１０）において、弾性設置され、及び／又は前記タッチパネル（１３）において弾性設置され、前記タッチパネル（１３）が機械的に励振された際に前記筐体（１０）に加わる力を補償するように、前記アクチュエータ（１６）又は一のアクチュエータによって機械的に励振可能である補償錘（２０）を特徴とし、
前記表示ユニット（３２）は前記補償錘を形成し（２０）、
及び／又は、
前記表示ユニット（３２）は前記表示ユニット（３２）を背面から照射するバックライトユニット（３４）を有し、前記バックライトユニット（３４）は前記表示ユニット（３２）から分離されて配置されて前記補償錘（２０）を形成する操作ユニット。
【請求項２】
前記補償錘（２０）が前記タッチパネル（１３）とはベクトル的に反対に励振可能であることを特徴とする請求項１に記載の操作ユニット。
【請求項３】
前記アクチュエータ（１６）によって励振された際の前記タッチパネル（１３）及び前記補償錘（２０）のの移動ストロークが、
前記タッチパネル（１３）と前記補償錘（２０）との比質量の比、及び／又は
前記タッチパネル（１３）と前記補償錘（２０）との重心位置の関係、及び／又は、
前記筐体（１０）における前記タッチパネル（１３）と前記補償錘（２０）との特定の弾性軸受のばねダンピング要素（３６、３８）、及び／又は、
前記タッチパネル（１３）と前記補償錘（２０）とのベクトル的に互いに反対の移動ストローク成分又は移動ストロークの大きさ、の関数として設計又は決定されることを特徴とする請求項１に記載の操作ユニット。
【請求項４】
前記タッチパネル（１３）と前記補償錘（２０）との両方の機械的励振のための共通のアクチュエータ（１６）が設けられ、
前記アクチュエータ（１６）はアクチュエータ要素を有し、前記アクチュエータ要素は長さが可変であり、互いに逆方向に配向された２つの端部を有し、前記２つの端部間の距離は逆方向の移動により可変であり、前記タッチパネル（１３）と前記補償錘（２０）とを機械的に励振するために、前記２つの端部のうち一方の端部は前記タッチパネル（１３）に機械的に接続され、他方の端部は前記補償錘（２０）に機械的に接続される、又は
前記アクチュエータ（１６）は圧電セラミック要素を有する、ことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の操作ユニット。
【請求項５】
前記タッチパネル（１３）に手による圧力が加えられた際に前記制御パネル（１２）の作動動作を検出するための軌道センサ（１９）を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の操作ユニット。
【請求項６】
前記タッチパネル（１３）が保護層（１３ａ）及びセンサ層（１３ｃ）を有し、かつ、これらの間に光透過性反射防止層（１３ｂ）を有し、これらの層は互いに接着されることを特徴とする、及び／又は、前記タッチパネル（１３）が抵抗的、容量的、又は光学的に機能する近接センサ及び／又はタッチセンサシステムを有し、特に光学的機能は、例えば直線偏光フィルタ又は円形偏光フィルタである偏光フィルタとして実現されることを特徴とする請求項１に記載の操作ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２０１６年９月９日付の独国特許出願第１０  ２０１６  １１６  ９７０．６号の優先権を主張し、その主題が参照により本出願の主題に援用される。
【０００２】
本発明は、特には車載機器である装置用の操作ユニットに関する。本発明は具体的には、能動触覚フィードバックを備え、能動触覚フィードバックによって発生する操作ユニットの振動が相殺又は少なくとも減衰されるよう力補償を行う操作ユニットに関する。
【背景技術】
【０００３】
自動車における表示アセンブリは、しばしば能動触覚フィードバック（力フィードバック）を備えている。ここで、無視できない質量を有する制御パネル上でフィードバックがトリガーされる際に、車両上で動的な力伝達が発生するべきではない。動的な力伝達は、配置状況によっては、車両において寄生ノイズ又は寄生振動の原因となるからである。
【０００４】
更に、触覚フィードバックは、車両内の取付部の弾性とは大きく独立したものであるべきである。
【０００５】
能動触覚フィードバックを備えた装置は、実質的に、ばねシステムによって装置筐体に弾性設置された制御パネル（例えばディスプレイ）と、制御パネルを動かすアクチュエータとから構成される。図２はこのような装置構造に働く力を示す図である。
【０００６】
触覚フィードバックを生成するために、ディスプレイは静止位置から特定の軌道ｘ１（ｔ）で移動される。ここで、ディスプレイの加速ａ１（ｔ）は３０ｍ／ｓ２超の値を取り得て、０．５ｋｇ超である移動されるディスプレイの質量ｍ１と、一般的にこれより小さい筐体の質量ｍ２とを考慮すると、車両内の装置取付部に無視できない動的力Ｆ２（ｔ）が働くことになる。
【０００７】
装置設置部又は取付部が剛性である場合（剛性ばねシステムｃ２、ｄ２）、経時的に急速に変化するこの力は、車両内に望ましくないノイズ又は振動を発生させうる。
【０００８】
一方、取付部が弾性である場合（弾性ばねシステムｃ２、ｄ２）では、車両内における装置の設置許容誤差を維持することが困難である。また、場合によっては、システム内の追加の自由度、すなわち筐体の移動ｘ２（ｔ）、とそれによる追加の固有振動数の存在を利用して、必要とされるアクチェータ力曲線ＦＡｋｔ（ｔ）を調整することが不可能になる。
【０００９】
米国特許第６，８２２，６３５号から、入力パッドが触覚フィードバックを備えているポータブルコンピュータ、特にはラップトップコンピュータが周知である。独国実用新案第２０  ２０１４  １０５  ２５８号には、タッチパッドの具象化の例が記載されている。
【００１０】
触覚フィードバック中に操作ユニットに加わる力、および、それにより操作ユニットを通じて周囲に加わる力を最小化するために、タッチセンサー式ディスプレイ全体ではなく、その一部だけを機械的励振すること、特にその一部は軽量であるべきこと、が周知である。この点について、独国特許出願第１０  ２００５  ０３８  １６１号は、実際のディスプレイよりも上に配設されたタッチパネルだけを機械的に励振するために入力装置を用いることを記載している。この観点から、タッチパネルとディスプレイは、別々のユニットとして具象化されている。しかしながら、タッチパネルの機械的励振の間に発生する力は、外乱の原因にもなり、ノイズの発生や、操作ユニットの周囲の望まない機械的励振につながりうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６，８２２，６３５号
【特許文献２】独国実用新案第２０  ２０１４  １０５  ２５８号
【特許文献３】独国特許出願第１０  ２００５  ０３８  １６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、寄生ノイズ及び寄生振動の発生について改善された、能動触覚フィードバックを備えた操作ユニットの設計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の側面によれば、上述の目的を達成するために、本発明は例えば車載機器である装置の操作ユニット、特にはマンマシンインターフェース（ＭＭＩ又はＨＭＩ）、を提案し、操作ユニットは制御パネルを有し、装置、特には車両のダッシュボード又はセンターコンソール、への取り付けのために設けられる筐体であって、前記制御パネルは前記筐体において、及び／又はその内部に、弾性設置される筐体と、前記制御パネルの操作が検出された時に前記制御パネルを機械的に励振するための１以上のアクチュエータと、表示面を有する表示ユニットとを有し、前記制御パネルは、前記制御パネルへの接触を空間分解で検出するためのタッチセンサー式タッチパネルの前面を形成し、前記タッチパネルは前記表示ユニットとは分離されて配置され、前記１以上のアクチュエータは、前記制御パネルへの接触が検出された際に、前記タッチパネルを機械的に励振し、前記筐体の内部に、及び／又は前記筐体において、弾性設置され、及び／又は前記タッチパネルにおいて弾性設置され、前記タッチパネルが機械的に励振された際に前記筐体に加わる力を補償するように（すなわち、タッチパネルを機械的に励振するアクチュエータの起動による筐体の動きを実質的に抑制するように）、前記アクチュエータ又は一のアクチュエータによって機械的に励振可能である補償錘を特徴とし、前記表示ユニットは前記補償錘を形成し、及び／又は、前記表示ユニットは前記表示ユニットを背面から照射するバックライトユニットを有し、前記バックライトユニットは前記表示ユニットから分離されて配置されて前記補償錘を形成する。
【００１４】
本発明の第１の側面によれば、力フィードバックはタッチパネルの機械的励振のみを用いて実現される。タッチパネルは、表示面の前に配置された表示ユニットの空間分解タッチセンサー式制御パネルを形成する。したがって、本発明によれば、タッチパネルは表示ユニットから分離されて配置され、表示ユニットに対して移動可能である。さらに、タッチパネルの機械的励振中に不可避に発生する、筐体に加わる振動が比較的小さくなるよう、表面積がより大きなディスプレイにおいても、タッチパネル自体は比較的軽量である。
【００１５】
タッチパネルの機械的励振が筐体、ならびに筐体がその内部又は上部に配置される装置、に及ぼす影響をさらに低減するために、本発明の第２の側面によれば、タッチパネルが励振されたとき、タッチパネルを機械的に励振するアクチュエータの起動による筐体の動きが実質的に抑制されるように、補償錘が励振される、具体的には位相シフトされる、ことが提案される。本発明ではさらに、補償錘としての機能とは別に操作ユニットの部品として必要とされる操作ユニットの部品を、補償錘として用いることが提供される。この場合、例えば表示ユニット自体、表示ユニット用バックライトユニット、又はその両方を検討可能である。
【００１６】
表示ユニットは実質的に、入射光及び／又は背面照射光を、選択的に透過又は遮蔽するよう構成されている。表示ユニットは、通常、ＬＣＤディスプレイとして具象化されている。バックライトユニットは、光源と、必須ではないが通常、背面照射光を均等に拡散させるためのディフューザーと、を有する。表示ユニット及びバックライトユニットの両方が補償錘として用いられる場合、タッチパネルと、表示ユニット及びバックライトユニットの組み合わせとが、例えばわずかな空隙（空隙のような間隔）によって互いに分離された別々の部品であることにより、表示ユニット及びバックライトユニットは、機械的に励振されたタッチパネルに対して位相シフト移動が可能である。表示ユニット及びバックライトユニットのいずれかのみが補償錘として用いられる場合、バックライトユニットと表示ユニットとは互いに分離して具象化される必要があり、これら２つのユニットのいずれかがタッチパネルに対して位相シフトされるよう機械的に励振可能である必要がある。バックライトユニットが何らかのディフューザー特性を有さない場合、バックライトユニットと表示ユニットとの間（例えば表示ユニットの後側）に、有用な形でディフューザーが配設、特には固定、される。
【００１７】
本発明の一の有利な改良において、ならびに通常は、タッチパネルは特には強化ガラス製の保護層と、例えば抵抗的、容量的、又は光学的に機能するセンサ層とを有し、かつ、これらの間に光透過性反射防止層を有し、これらの層は互いに接着されている。反射防止層は、例えば偏光フィルタとして、特には直線又は円形偏光フィルタとして、具象化されうる。
【００１８】
特には、補償錘がタッチパネルの励振移動に対して略１８０°位相シフトで移動可能であり、少なくともタッチパネルの質量と補償錘の質量との比を考慮して補償錘の移動ストロークが選択されると有利である。
【００１９】
本発明の一の有利な実施形態において、補償錘は表示ユニットとはベクトル的に反対に励振可能であってよい。アクチュエータによって励振された際のタッチパネル及び補償錘の移動ストロークが、
表示ユニットとバックライトユニットとの比質量の比、及び／又は
タッチパネルと補償錘との重心位置の関係、及び／又は、
筐体におけるタッチパネルと補償錘との特定の弾性軸受のばねダンピング要素、及び／又は、タッチパネルと補償錘とのベクトル的に互いに反対の移動ストローク成分又は移動ストロークの大きさ、
の関数として設計されると更に有利である。
【００２０】
本発明の別の有利な実施形態において、タッチパネルと補償錘との両方を移動させるための共通のアクチュエータが設けられ、アクチュエータはアクチュエータ要素を有し、アクチュエータ要素は長さが可変であり、互いに逆方向に配向された２つの端部を有し、２つの端部間の距離は逆方向の移動により可変であり、タッチパネルと補償錘とを機械的に励振するために、２つの端部のうち一方の端部はタッチパネルに機械的に接続され、他方の端部は補償錘に機械的に接続されてよい。
【００２１】
本発明によれば、アクチュエータは電気機械的又は圧電的に動作してよい。
【００２２】
以下、例示的実施形態を用い、図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】タッチスクリーンのタッチパネルがディスプレイから分離されて具象化され、ディスプレイに対して移動可能である、本発明の第１の例示的実施形態を示す図である。
【図２】能動的触覚フィードバックを備えた操作ユニット内で発生する力の模式図である。
【図３】本発明において釣り合い錘を補償質量として用いた際に発生する力の模式図である。
【図４】操作ユニットにおける、無反力の触覚フィードバックの一の設計の模式図である。
【図５】本発明の別の例示的実施形態による、機械的ホルダーに全体的な力又は全体的なインパルスを発生させることなくインパルスを操作インターフェイスに伝達するための機械的構造の模式図である。
【図６】アクチュエータが圧電的に動作する、第３の例示的実施形態の模式図である。
【図７】操作力検出（力覚）装置によって図５の構造の概念を拡張した図である。
【図８】本発明の第４の例示的実施形態を示す図である。
【図９】本発明の第５の例示的実施形態を示す模式図である。
【００２４】
図１は、本発明の操作ユニットの第１の例示的実施形態を示す。操作ユニットは、制御パネル１２を備えたタッチスクリーン１１が内部に配置された筐体１０を有する。タッチスクリーン１１は、空隙１５によってディスプレイ１７から分離されて配置されたタッチセンサー式タッチパネル１３を有する。タッチパネル１３は、横方向に移動可能となるよう、または横移動成分を有するよう、１４において筐体１０に弾性接続されている。有効な作動（タッチパネルへの接触とわずかな圧力）の際に触覚力フィードバックを生成するために、タッチパネル１３は、圧電的又は電気機械的に動作するアクチュエータ１６によって機械的に励振可能である。１以上の軌道センサ１９が、タッチパネル１３に加えられる下向きの圧力、及びそれによる操作ユニットの有効な作動を検出する（力覚）。タッチパネル１３の垂直方向の弾性設置は、図１にもその他の図面にも図示されていない。
【００２５】
固定設置されたディスプレイ１７から独立したタッチパネル１３上には、空隙１５によって当初、下向きの圧力が存在しうる。アクチュエータ１６は、タッチパネル１３の作動について、触覚による「確認」をユーザに提供する。
【００２６】
図１に示すとおり、タッチパネル１３は例えば、強化ガラス又はカバー層１３ａと、反射防止層１３ｂと、容量的、抵抗的、又は光学的に動作する実際のタッチセンサー層１３ｃと、を有する３層構造である。
【００２７】
図１の構造のメリットは、力フィードバックのために機械的に励振するべき質量が比較的少なく、それにより、筐体への、及び、筐体からその設置場所周囲（例えば計器パネル、センターコンソール）への、機械的フィードバックが比較的小さい。
【００２８】
操作ユニットの部品を、機械的に励振されたタッチパネル１３に対して位相シフトして励振することで、このフィードバックを更に低減することが可能である。
【００２９】
以下、図２から４を参照し、力フィードバックを備えた操作ユニットにおけるこの質量補償の概念を説明する。
【００３０】
本発明の一の有利な改良において、筐体１０に加わる力を相殺するために、アクチュエータ１６と筐体１０との間に弾性設置された可動カウンターマス２０（ばね質量システム２２）を用いることが提案される（図２及び３）。
【００３１】
追加のばね質量システム２２、又はｃ３、ｄ３、ｍ３の適切な設計により、結果的に車両に加わる力Ｆ２（ｔ）を除去可能である（重力により発生する静的力はノイズ又は振動の発生に影響しない）。
【００３２】
任意のディスプレイの移動ｘ１（ｔ）に関し、装置の筐体の移動ｘ２（ｔ）／ｍｏｖｅｍｅｎｔならびに装置取付部に加わる力Ｆ２（ｔ）は、以下の条件で除去できる。
【数１】
2019535062.tif 000003
この結果、カウンターマス２０の移動が起きる。
【数２】
2019535062.tif 000004
【００３３】
これらの条件下では、装置取付部１８の弾性も、触覚フィードバックには影響しない。カウンターマス２０又はｍ３は、通常、設置スペースによって制限を受け、ディスプレイの質量ｍ１よりも小さい。理想的には、アクチュエータ１６の一部として具象化されるとよい。
【００３４】
本発明では以下のことが可能になる。
周囲に動的力を加えることなく、質量による触覚フィードバックを表面に生成すること。
操作装置において、装置取付部の弾性とは独立した触覚フィードバックを生成すること。
【００３５】
図４では、無反力の触覚フィードバックを備えた装置を図示する。
【００３６】
図示された例において、アクチュエータ２０はソレノイドとして具象化され、アクチュエータコイル（固定子２６）を有し筐体１０上に弾性設置された固定子シートパケットと、制御パネルを有するディスプレイに強固に接続されたアンカーシートパケット（アンカー２８）とを含む。固定子２６は可動カウンターマス２０を形成する。ソレノイド内の空隙を調整する際、ディスプレイ及び補償錘２０の互いに対する最大偏位を考慮する必要がある。固定子２６は筐体１０上に弾性設置されている（ばね質量システム２２）が、制御パネル１２に弾性接続されてもよい。
【００３７】
以下、図５から７を参照して、制御パネルの、考えうる機械的組立を詳細に説明する。制御パネルはディスプレイ及び操作要素を有し、背面照射され、タッチパネル１３が可動である。これらの図面において図１から４と同一の参照符号が用いられている場合、これらは構造的又は機能的に同一の要素を指す。
【００３８】
図５によれば、アクチュエータ１６はその作動後、それに取り付けられた互いに独立した２つの部品、すなわちタッチパネル１３及びディスプレイ１７、の加速及び移動をもたらす力を生成する。ディスプレイ１７は、表示面３３と表示ユニット３２用バックライトユニット３４を備えた（ＬＣＤ）表示ユニット３２を含む。タッチパネル１３とディスプレイ１７の移動はｘ１及びｘ３として示す。アクチュエータ１６の実質的な特徴は、タッチパネル１３とディスプレイ１７とを、互いに１８０°位相シフトした状態で移動することである。この目的のために、アクチュエータ１６は例えば電磁石、圧電素子等として設計されてよい。図５に示されたアクチュエータ１６の配置は、考えうる具象化の一種である。通常、アクチュエータ１６の統合は単に、例えばディスプレイ１７の下にアクチュエータ１６を配置することによって発生しうる、タッチパネル１３とディスプレイ１７の移動ｘ１及びｘ３の開始によって決定される。
【００３９】
図６は圧電アクチュエータ１６を含む例示的実施形態を示す。アクチュエータ１６は、電圧が加えられると機械的に変形する圧電材料３５を有する。タッチパネル１３とディスプレイ１７とは、アクチュエータ１６の圧電材料３５の別の側に機械的に連結されている。
【００４０】
タッチパネル１３は、ユーザが接触可能な表面、すなわち制御パネル１２を有する。ディスプレイ１７はユーザによる接触が不可能であり、また、タッチパネル１３の接触可能な表面とタッチパネル１３自体とから、空隙１５によって隔離されている。力（例えばパルス）の伝達によって、特定の入力手段（例えば指）においてアクチュエータ１６が励振されると、ユーザはタッチパネル１３のフィードバック動作を感知し、このように、軌道センサ（１９）を用いて実現された制御ユニットへの有効な操作に続いて触覚フィードバックが行われる。
【００４１】
以下の場合に、トータルパルス及び合力のない、筐体１０における機械的な設置が実現される。
タッチパネル１３が、ディスプレイ１７とはベクトル的に逆方向に移動する。例えば、タッチパネル１３が正のＸ方向に移動する際、同時に、ディスプレイ１７は負のＸ方向に移動する。
タッチパネル１３とディスプレイ１７とをそれぞれ筐体１０に弾性固定するばねダンピング要素３６及び３８が、タッチパネル１３及びディスプレイ１７から受け取る局所的パルスが全体として互いに打ち消し合うように設計されている。
【００４２】
一般に、このアプローチでは以下は必要ではないが、除外もされない。
タッチパネル１３の質量とディスプレイ１７の質量とが等しい。
タッチパネル１３の軌道とディスプレイ１７の軌道とが（ｘ１及びｘ３、量に関して）等しい。
ばねダンピング要素３６、３８が同一である。
【００４３】
具体的には、操作要素は以下の構造を有する。
ユーザ面、例えば、カバーガラスとこれに接着されたタッチセンサー層との間に反射防止フィルタ（直線又は円形偏光フィルタ）が配置されたもの、を有する可動タッチパネル１３。
２つの直線偏光子、ＴＦＴ、及びカラーフィルタガラスを有するＬＣＤディスプレイ１７としてのＬＣディスプレイのＬＣセル、ＬＣ及び表示ユニット３２の機能に関連する全ての部品、ならびに、光学ディフューザーコーティング、ＬＥＤ、及び全ての関連部品を有するＬＣディスプレイのバックライトユニット３４（バックライト）。
【００４４】
タッチパネル１３及びディスプレイ１７が相対的に移動できないタッチスクリーンの従来技術と比較して、本発明においては、これらの部品間で自由な移動が可能である。両部品が、タッチスクリーンとして知られる機能を完全に果たす。また、タッチパネル１３とディスプレイ１７の相対移動は非常に小さいため、例えば光の漏出や分離による光学面の悪影響は検出されない（移動が１ｍｍ未満である）。弾力性の縁部（例えば柔軟なゴムコーティング）が、埃及び／又は水がディスプレイ内に入り込むのを防止する。弾力性の縁部は、さらに、ディスプレイ１７から光が漏れるのを防止する。
【００４５】
タッチスクリーン全体が移動される、表示要素を備えた装置からの触覚フィードバックの従来技術と比較すると、本発明では、ユーザ面に関連する移動されるべき質量は、タッチパネル１３、及びこれに機械的に連結される部品の重量にまで軽減される。更に、ディスプレイ１７、具体的にはその表示ユニット３２及び／又はバックライトユニット３４、は、タッチパネル１３のための補償錘２０として機能し、つまり、装置全体のパルスフリーな設計のための重要な部品として機能する。特に、トータルパルスを除去するための追加の釣り合い錘が必要ないため、システム全体の重量が軽減される。
【００４６】
ユーザ面に接続される部品の質量が小さいため、同じアクチュエータ１６を用いてユーザに対してより強力な触覚フィードバックを行うこと、もしくは、感覚的に同じフィードバックを行うことが可能なより小型のアクチュエータ１６を設計することが可能になる。
【００４７】
つまり、本明細書に記載された本発明の側面を用いることで、具体的には装置の周囲にパルスや力を伝達することなく、ユーザーインターフェイス上で触覚フィードバックが実現される。
【００４８】
図７は、ユーザがタッチパネル１３を操作した際の操作力の検出（力覚）によって、図５及び６の概念を拡張したものを図示している。
【００４９】
操作力を検出するために、例えば複数対の光学トランスミッター４２とレシーバー４４とからなる、例えば容量的、抵抗的、誘導的、又は光学的距離センサーシステム４０が提供される。ユーザからの入力によって、タッチスクリーン１１のタッチパネル１３が手動で作動された際、タッチパネル１３とディスプレイ１７との間の相対距離ｚが変化し、トランスミッター４２及びレシーバー４４を観察可能な一又は複数のシステムを用いてこの変化を検出することができる。
【００５０】
上述の特殊なタッチスクリーン１１用の距離センサーシステム４０は、例えばタッチスクリーン１１の特定の縁部（枠）に一体化される。
【００５１】
図８及び９は、本発明の更なる２つの例示的実施形態を模式的に示す。図５から７に図示される例示的実施形態においては、表示ユニット３２及びバックライトユニット３４を含むアセンブリであるディスプレイ１７全体が補償錘２０として用いられているが、図８においてはディスプレイ１７のバックライトユニット３４だけが補償錘２０として用いられ、図９においてはディスプレイ１７の表示ユニット３２だけが補償錘２０として用いられている。いずれの場合にも、表示ユニット３２とバックライトユニット３２とがそれぞれ別々に、すなわちお互いに接続されることなく、具象化されていることを意味する。それぞれの場合において、これら２つのユニットの一方が筐体１０内に固定的に配置され、他方が可動に配置される。
【符号の説明】
【００５２】
１０  筐体
１１  タッチスクリーン
１２  制御パネル
１３  タッチパネル
１３ａ  タッチパネルのカバー層
１３ｂ  タッチパネルの反射防止層
１３ｃ  タッチパネルのタッチセンサー層
１４  筐体への制御パネルの弾性接続
１５  空隙
１６  アクチュエータ
１７  ディスプレイ
１８  車両への筐体の接続
１９  軌道センサ
２０  補償錘
２２  筐体及び／又は制御パネルへの補償錘の弾性接続
２４  車両又は車両の計器パネル
２６  アクチュエータとして具象化されたソレノイドの固定子
２８  ソレノイドのアンカー
３０  触覚フィードバック中の移動用の制御パネルのガイド
３２  表示ユニット
３３  表示面
３４  バックライトユニット
３５  圧電材料
３６  ばねダンピング要素
３８  ばねダンピング要素
４０  距離センサーシステム
４２  距離センサーシステムのトランスミッター
４４  距離センサーシステムのレシーバー
ｍ１  制御パネルの質量
ｘ１（ｔ）  制御パネルの移動
ＦＡｋｔ（ｔ）  アクチュエータの力曲線
Ｆ１（ｔ）  制御パネルの励振時に筐体に加わる制御パネルの力（Ｆ１（ｔ）＝ＦＡｋｔ−ｍ１×ａ１）
ｃ１  制御パネルの筐体への弾性接続のばね定数
ｄ１  制御パネルの筐体への弾性接続の減衰
ｍ２  筐体の質量
ｘ２（ｔ）  機械的に励振された制御パネルによって加えられた力による筐体の移動
Ｆ２（ｔ）  筐体設置部に加わる力
ｍ３  補償錘の質量
ｘ３（ｔ）  補償錘の移動
Ｆ３  補償錘から筐体に加わる力
ｃ３  補償錘の筐体への弾性結合のばね定数
ｄ３  補償錘の筐体への弾性接続の減衰
ｚ  表示ユニットとバックライトユニットとの間の距離
【図１】
2019535062.tif 000005
【図２】
2019535062.tif 000006
【図３】
2019535062.tif 000007
【図４】
2019535062.tif 000008
【図５】
2019535062.tif 000009
【図６】
2019535062.tif 000010
【図７】
2019535062.tif 000011
【図８】
2019535062.tif 000012
【図９】
2019535062.tif 000013
【国際調査報告】
2019535062.tif 000014
2019535062.tif 000015
2019535062.tif 000016
2019535062.tif 000017