用于操作至少一个设备的操作装置和用于操作这种操作装置的方法

摘要

本发明涉及一种操作装置(100，300)和一种用于操作至少一个设备的对应的方法，其中该操作装置(100，300)具有带有形状和指示符(1021，1022，3021，3022，3023)的表面(301)，并且其中当操作机构(F)朝操作装置(300)的方向靠近时，表面(301)的形状发生改变并且指示符(1021，1022，3021，3022，3023)被开启，其中当操作机构(F)进入到远离操作装置的第一区域(201)中时，指示符(1021，1022，3021，3022，3023)被完全地/或部分地开启，并且当操作机构(F)进入到靠近操作装置的第二区域(202)中时，表面(301)的形状被改变成变形(1011，1012，3011，3012，3013，3014，3015，3016)。

说明书

本发明涉及一种用于操作至少一个设备的操作装置和一种用于操作这种操作装置的方法。从现有技术已知这种操作装置和方法，其中操作装置具有带有形状和指示符/显示区(Anzeige)的表面，并且其中当操作机构/操作器官(Bedienorgan)朝操作装置的方向靠近时，表面的形状发生改变并且开启指示符。这种操作装置也被称为“可变形控件”(“Morphing Controls”)并且还被设置成在机动车辆中使用。在此，表面为了呈现开关或呈现开关的操作元素而发生改变。根据操作装置的实施方式，随后可以通过纯触碰(不耗费额外的力)或者通过按压所呈现的开关或所呈现的开关的操作元素来实现实际的切换功能。在按压所呈现的开关或所呈现的开关的操作元素时，还额外地向操作者实现有关于实施的切换功能的触觉反馈。尤其在机动车辆中，在对设备进行操作的情况下(这可能使机动车辆驾驶员在驾驶期间从其实际的机动车辆驾驶任务中分心并且可能大大增加引起交通事故的危险)重要的是，尽可能减少由于这种操作而引起的机动车辆驾驶员分心。因此，本发明的目的在于，给出一种操作装置，其中进一步减少机动车辆驾驶员的分心。该目的通过上述的操作装置来实现，其中额外地，当操作机构进入到远离操作装置的第一区域中时，指示符被部分地或完全地开启，并且当操作机构进入到靠近操作装置的第二区域时，表面的形状发生改变。改变后的表面可以呈现呈开关或开关的操作元素的形式的操作元素。由此可以实现的是：在操作机构进入到操作装置前方的第一区域中之后，通过粗略的一瞥就可以看到可被操作的开关的位置或开关的操作元素的位置，并且因此在必要时还可以对朝着期望的开关或期望的开关的操作元素的运动实施校正并且随后可以在触摸表面之后操作期望的开关。还可以实现的是，设置多于两个的区域，并且由此当操作机构进入到距离操作装置最远的区域中时，指示符最初例如不是完全地、而是仅部分地被开启，并且随后当操作机构进入到靠近操作装置的区域中时，指示符被更完全地或完全地开启。表面的变形可以藉由任意的驱动、尤其藉由任何结构方式的电动马达的驱动来实现。

藉由针对不同的切换任务而具有不同形状的操作元素可以进一步减少分心，这是因为于是可以通过开关的形状或开关的操作元素的形状通过触觉来向机动车辆驾驶员提供关于开关的反馈，而无须使其目光从机动车辆周围的交通事件中移开。如果不仅必须触摸开关、而且必须按压开关以对开关进行操作并且由此改变操作装置的表面，则也额外地实现了关于对开关的操作的触觉反馈。

如果指示符被设计成用来展示要操作的设备和/或值、尤其是至少一个设备的测量值或运行状态，则操作者可以清楚地识别出开关所对应的切换功能。要操作的设备例如可以被显示为象形图形。

指示符例如可以被设计为液晶显示(LCD)、有机发光二极管显示(OLED)或微型二极管显示(Micro-LED)。

如果表面的形状可以被改变为至少一个凸起和/或至少一个凹陷，并且可以用改变后的表面形状来呈现开关或开关的操作元素，则也可以通过触觉来察觉开关或开关的操作元素。

指示符可以在操作过程之后保持持续开启、部分保持持续开启、在一定时间后全部或部分地被关闭或者在操作过程之后全部保持持续关闭。因此，例如可以持续地显示要操作的设备的测量值和/或控制值，同时关闭对要操作的设备的显示。

如果可以在操作过程之后将指示符保持持续开启或部分地保持持续开启，则操作者可以持续地获知所显示的信息(例如要操作的设备的运行状态)。如果指示符在一定时间后全部或部分地被关闭或者在操作过程后全部保持持续关闭，则可以减少操作者的分心。当在机动车辆中使用最后提到的解决方案时，尤其在黑暗时可以可靠地防止指示符被反射到窗户中、尤其是机动车辆的前风挡玻璃中并且由此防止对机动车辆驾驶员造成否则可能不必要的干扰。

如果当输入机构平行于表面运动时指示符没有被开启，则可以当操作机构在操作装置前方运动、但操作者无意对操作装置进行操作时防止操作者由于开启指示符而分心或受到干扰。在此，在进一步的说明中，平行的运动也被视为具有垂直于表面的运动分量的运动，但是主要运动方向是平行于表面的，例如操作机构与操作者的手臂相连并且操作者没有完全地、而是仅在很大程度上以平行于表面的方式引导手臂或操作机构的情况。

如果在输入机构平行于表面运动时表面不变形，则可以在操作机构在操作装置的前方运动、但操作者无意对操作装置进行操作时防止操作者由于表面变形而分心。因此，例如可以提出的是：指示符由于输入机构的平行运动而被完全地或部分地开启，或者还根据运行状态被完全地或部分地关闭。在此，优选地不实施表面的变形。由此，于是可以不依赖于与操作机构的间距来操作指示符。指示符或指示符的部分可以在操作之后保持持续开启或仅保持开启一段时间。还可以提出的是：在指示符开启时，通过输入机构相对于表面的平行运动而部分地或完全地关闭指示符。

如果手指、尤其是操作人员的食指被用作操作机构，则不需要额外的操作机构并且因此可以简单地进行操作。

如果操作装置具有用于确定输入机构的位置和/或运动的传感器装置，则可以确保位置的检测。这种传感器单元例如可以被设计雷达单元、激光雷达单元或电容式单元。

如果操作装置与用于确定输入机构的位置和/或运动的传感器装置相连接，则可以使用操作装置附近的传感器装置并且因此可以省去额外的传感器装置。如果操作装置被设置成在机动车辆中使用，则可以使用目前通常存在于机动车辆中的摄像机，根据摄像机的图像可以得出输入机构的位置和/或运动。

如果操作装置经由数据总线与要操作的设备或要操作的设备的控制器相连接，则操作装置可以用于操作与数据总线相连的所有设备。当操作装置在机动车辆中使用的情况下，这些设备例如可以是收音机、导航系统或者空调系统的控制器、速度控制器或者车窗玻璃升降器。

在根据本发明的方法中，如果当操作机构进入到远离操作装置的第一区域中时开启指示符并且当操作机构进入到靠近操作装置的第二区域中时表面的形状发生改变，则有助于操作者操作要操作的设备，这是因为操作者可以更好地将操作机构引导至要操作的操作元素的方向。

通过利用指示符来显示要操作的设备和/或值、尤其是至少一个设备的测量值或操作状态，可以容易地了解操作元素的功能。

如果将表面的形状改变为至少一个凸起和/或至少一个凹陷，则容易地提供了可被触摸到的元素。在此，凸起和/或凹陷可以被设计成突然地或逐渐地上升或下降的。

如果用表面的形状来呈现至少一个开关或开关的至少一个操作元素，则通过表面的形状可以给出有关开关功能的直观信息。

如果当输入机构平行于表面运动时不开启指示符，则防止指示符的无意打开并且因此防止操作者分心或受到干扰。

如果当输入机构平行于表面运动时表面不发生变形，则可以防止操作者分心。

下面借助于附图对本发明进行详细描述。在附图中：

图1a示出了穿过根据本发明的操作装置的第一实施例的截面，

图1b示出了图1a在进一步的操作情况下的截面和视图，

图1c示出了图1b在进一步的操作情况下的截面和视图，

图1d示出了图1c在进一步的操作情况下的截面和视图，

图1e示出了图1d在结束的操作情况下的截面和视图，

图2a示出了根据本发明的操作装置的第二实施例的俯视图，

图2b示出了图2a的实施例的俯视图和在第一操作情况下的操作者手的一部分，

图2c示出了图2b的实施例的俯视图与在第二操作情况下的完整的操作者手，

图2d示出了图2的实施例在第三操作情况下的俯视图，

图2e示出了图2d的实施例在操作情况结束之后的、没有操作者手的俯视图。

在图1a中可看到穿过具有表面101的操作装置100的截面。此外，示出了第一区域201和第二区域202，其中第二区域202位于表面101与第一区域202之间。

额外地，在图1b至图1e中还可相应地看到呈未展示的操作人员的手指F形式的操作机构。

在图1b中，手指F进入到第一区域201中，并且指示符1021和第二指示符1022被开启，因此对于操作人员而言是可以察觉到的。

在图1c中，手指F进入到第二区域202中，使得操作装置100的表面101变形为凸起1011和凹陷1012形状的变形，这些凸起和凹陷因此形成突出或凹入的操作元素。在操作装置中也可以仅形成凸起或者仅形成凹陷。

在图1d中，手指F压到凸起1011上，由此该凸起发生变形并且通过操作装置触发操作过程。凸起和/或凹陷还可以被设计成使得这些凸起和/或凹陷在其表面被操作机构按压时以类似于开关的操作元素的方式完全发生变动。

在图1e中，手指F离开第二区域202，操作装置100的表面101不再具有呈凸起或凹陷形状的变形。指示符1021、1022仍是开启的并且表面101的可能的观察者可以看到这些指示符。

如果手指F也已经离开第一区域201，则指示符立即或在一定时间后被完全地或部分地关闭，在此也可以与部分关闭间隔一段时间来实现指示符1021、1022的完全关闭。

在图2a中可看到具有表面301的根据发明的操作装置300的第二实施例。表面301具有类似皮革的粒面，然而表面也可以被设计成完全光滑的或者也可以具有其他的表面结构。不能看到指示符或者呈凸起或凹陷形状的变形。优选地，表面301由弹性的塑料材料制成。然而也可以使用弹性的复合材料。在图2a中，操作装置300被展示为单个装置。然而操作装置也可以被集成到更大型的结构单元、例如机动车辆的中央控制台或仪表板中。

额外地，在图2b中，在表面301上可以看到指示符30211、30221、30231和操作人员(未另外示出)的具有手指F的手的部分，这些指示符分别是在图2b、图2d中完全显示的指示符3021、3022、3023的一部分。手指F位于远离表面301的第一区域中，使得指示符3021、3022、3023被部分地开启或者是部分开启的。在该示例中，指示符30211、30231分别展示了在机动车辆的某一特定区域中的空调系统的额定值，而具有一定数量的分度圆线条302210的指示符30221则展示了空调系统风扇被开启的级别。也可以在这个阶段完全开启指示符3021、3022、3023。

在图2c中，手指F位于靠近表面301的第二区域中，从而使得表面301被改变成呈模拟的开关的操作元素形式的变形3011、3012、3013、3014、3015、3016。此外，可以看到指示符3021、3022、3023的额外的部分30212、30213、30222、30223、30232、30233，这些部分分别被布置在变形3011、3012、3013、3014、3015、3016上并且由此告知相应变形的相应功能。此外，指示符3022具有呈风机叶轮形状的象形图形的指示符30224，该风机叶轮形状的象形图形告知了该指示符3022和凸起3012、3014与风扇控制装置有关。指示符30212、30232被设计为红色的分度圆弧线，指示符30214、30216被设计为蓝色的分度圆弧线，并且因此告知：对它们所对应的变形的操纵会导致空调系统额定值的提高或降低。

在图2d中展示了在按下变形3015不久后的情况：在指示符3022中仅还有六个分度圆线条302210被照亮，这是因为通过按压变形3015，风扇已经被降低了一级并且风扇被切换到六级而不是之前的七级。

在图2e中，手指F远离到使得无法再看到手指，指示符30211、30221、30231仍是开启的并且因此是可以被察觉到的。现在，这些指示符能够永久地处于开启或者在预定的时间段之后由操作装置300关闭。