[发明专利]具有能够手动操作的触敏表面的操纵设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有能够手动操作的触敏表面的操纵设备/致动设备，该操纵设备具有配设的执行器，用于根据体现触发操纵的表面接触而发出触觉的反馈信号，其中，当表面上的压力被解除时能通过执行器发出触觉的反馈信号。

背景技术

这种具有触敏表面的操纵设备以所谓的触控屏或触控板的形式多种多样地被使用。这种操纵设备可以广泛应用于应通过表面输入控制命令等的地方，例如应用在操作面板或操作监视器上，但是也可以用于可携带的设备，如移动电话、平板电脑，笔记本电脑等。

这种操纵设备是组合式的输入设备和输出设备，其中，通过接触特定的、通过显示的图像定义的表面区域可以如上所述地直接控制设备的运行或程序流程。在此，操作大多通过手指进行，但是也可以通过指示笔进行。

通常，这种触敏的表面或者这种触控屏由三个元件构成。一个是触摸传感器，另一个是配设的控制器以及软件驱动器。显示屏可以位于触摸传感器后面，在显示屏上显示定义敏感的输入区域的图像，透过平面的触摸传感器、也就是原本的触敏表面可以看到该图像。触摸传感器本身大多具有一触敏层，该层由光学玻璃或柔性的聚酯层构成。为了获取发出信号的接触，通常有电流相应流动经过或者说穿过该表面，这在用手指或类似物接触时导致电压变化或信号波动，为确定接触的位置并因此为了获取输入命令而获取和评估这种电压变化或信号波动。借助于控制器获取触摸传感器上、最终也就是触敏表面上的这种用户输入并且作为信号转发，该信号通过安装在设备侧的软件处理，用于解释由控制器提供的、有关接触的信号。

触控屏或触控板的、也就是触敏表面本身的结构可以根据所基于的技术是不同的。例如已知有电阻性的触摸表面，包括外面的塑料薄膜层和内部的玻璃板或塑料板，其通过间隔件隔开。相互对应的表面涂覆有铟锡氧化物-层(ITO-层)。ITO是透光的半导体。在一个或两个ITO-层上施加小的获取电压，该获取电压被用于进行操控。如果位于外面的层被局部按压，则获得了在ITO-层之间的局部电接触，其产生了一个电阻，其对被测量到的电压的电压比例所产生的影响使得能够确定相对于层的相应边缘的接触点。这种电阻性的触控屏的基本结构是已知的。

另一种基本的结构方式是电容式的触摸表面。其包括涂覆有透光的金属氧化物——通常也是ITO-层——的玻璃基板。在传感器的角部设置有电极，在电极上施加有获取电压或工作电压，借助于获取电压或工作电压产生均匀的电场。表面因此被静态充电。与电容介质——例如体现为手指——的接触导致触发了电荷传输。与电容相关的电荷转移到手指上，由此导致出现了电流，该电流在触控屏的角部被测量。因此出现了电场的干扰，电流与接触的位置有直接关系。配设的控制器又获取相应的信号，软件评估该信号。

作为第三种基本的构型还已知有光学的触摸表面。其包括由发光二极管和光电探测器构成的阵列。发光二极管在相对置的侧面上照射该探测器。表面接触使得光束中断并因此实现了可测量的信号衰减，这种信号衰减可以被容易地局部分辨。也就是说，控制器定位接触点。这种基本的触控屏-构型也是充分已知的。

还已知有这样的触摸表面，当用户成功地进行了信号输入并且解除了在表面上的压力时，则该触摸表面向用户发出触觉的(能感觉到的)反馈信号。这种触觉的或能感觉到的反馈信号用于，向用户以可感觉的方式用信号通知成功地进行了信号输入或命令输入。为此设置合适的执行器。在此已知惯性执行器，其通常包括使得偏心支承的质量体转动的马达，或者包括能振动的弹簧质量系统。

备选地已知有压电式执行器，其能够以响应时间非常快的非常薄的构型实现。在使用这种例如也可以被设计为盘形的压电式执行器时，触摸表面要么弯曲地要么相对另一表面被按压，使得产生移动运动。

借助于这种执行器也就可以使触控屏或触控板、也就是触敏的表面这样地转入运动状态，即，在表面上施加压力时，为用户产生一个触觉感知到的点击。在此可以，既在按压表面(压)时也在解除表面上的压力(释放)时分别产生一个单独执行的运动。在此，为了尽可能接近真实地模拟机械点击，需要尽可能时间短地实现执行器的触发。通过位于触控屏或触控板下面的压力传感器可以相对没有延迟地识别出“压”-点击，而在“释放”-点击、也就是手指从表面移开时可能会由于承载的系统质量而出现延迟，因此产生了不精确的点击感觉。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种操纵设备，其在解除表面上的压力、也就是在“释放”-点击时能够实现反馈信号的精确的发出。