人機接口的製作方法

2023-07-04 18:46:06 2

專利名稱：人機接口的製作方法
技術領域：
本發明的技術領域是車載人機接口的觸摸感應檢測裝置。這些觸摸感應檢測裝置目前用在許多領域中，諸如家庭自動化、計算機硬體，且一般來說用於控制一件設備的所有系統。本發明的主題更具體地是這樣的裝置對機動車輛的應用。在該領域中，這些裝置通常稱為人機接口，是用於多件車輛設備的顯示和控制裝置。該類型的人機接口能在車輛的內部中找到，用於控制導航系統、音頻或多媒體系統或空調系統。
背景技術：
圖I和2示出根據現有技術的裝置。屏幕100安裝在殼體101中，所述殼體101 具有開口 103。屏幕100具有上部面，傳感器102布置為在該上部面上與開口 103成一線。開口 103以殼體101的周圍部104為邊界，所述周圍部104與傳感器102重疊。圖2示出 傳感器102的外邊緣105以及還有顯示裝置100的外邊緣106，可以看到的是殼體的周圍部104相當多地覆蓋傳感器102的有效表面。這樣的布置具有許多缺陷。其中一個主要缺陷是周圍部104形成相對於傳感器102的上部部分的額外的厚度，這有損於裝置的整體外觀。特別地，由於審美原因，越來越期望HMI的可以被使用者看到的整個表面儘可能光滑和一致，且清楚理解的是，在傳感器和殼體之間的這樣的額外厚度違背了該光滑和一致的特性。這是由於使用了具有不同膨脹特性的材料。特別地，傳感器102主要由玻璃構成，而殼體常常由塑料製成。由於膨脹係數不同，不可能在所有情況下保持一致間隙。這就是為什麼現有技術的裝置提出了傳感器和周圍部之間的重疊，同時留出操作間隙，而這產生了上述缺陷。現有技術的裝置的另一缺陷在於，界定觸摸感應傳感器的周圍部的樣式效果不可行，這是因為周圍部不能在傳感器上延伸太多。因此這是阻礙所述樣式效果的障礙。

發明內容
因此本發明的目的是主要通過顛倒觸摸感應檢測器件的附連的方法，即通過將所述觸摸感應檢測器件與其通常相互配合的屏幕分離，來解決上述缺陷中的至少一個。本發明使用支撐件，觸摸感應檢測器件以懸掛的方式附連到該支撐件。由於支撐件和觸摸感應檢測器件的材料的膨脹係數相似，相對於彼此沒有運動或有很小的運動，且要被觀察到的間隙被轉移至裝置的更易於管理的另一位置。此外，支撐件提供掩蔽觸摸感應檢測器件的周邊不完美部位、同時用作用於裝飾部分的安裝的平坦基準表面的可行性。本發明的主題因此是一種人機接口，所述人機接口包括設計為安裝在殼體中的支撐件和觸摸感應檢測器件，所述支撐件包括朝向人機接口的使用者取向的上部面和與上部面相反的下部面，所述支撐件還包括開口，其革新性在於，所述觸摸感應檢測器件附連至所述支撐件的下部面，該附連有利地通過粘結。根據本發明的第二特徵，開口被支撐件的邊緣界定，觸摸感應檢測器件附連至所述邊緣。根據本發明的另一特徵，支撐件是平坦且剛性的元件，特別是具有小於O. 5mm的
厚度的金屬板。根據本發明的另一特徵，邊緣是在開口周圍的周邊。有利地，膜布置在支撐件的上部面上，以便覆蓋開口和邊緣。膜是具有裝飾性質的膜和/或具有抗刮擦性質的膜和/或具有抗反射性質的膜和/或具有散射性質的膜和/或具有偏振性質的膜。根據本發明的另一特徵，填充元件布置在觸摸感應檢測器件和膜之間，所述填充元件安裝為與開口成一線。
填充元件是透明膜。有利地，掩蔽層插置在支撐件的上部面和所述膜之間。根據本發明的另一特徵，膜還覆蓋殼體，特別是它的尖銳邊緣。觸摸感應檢測器件是電阻或電容傳感器，所述傳感器包括主板和副板，所述觸摸感應檢測器件通過所述副板附連到支撐件的下部面。替換地，觸摸感應檢測器件通過所述主板附連到支撐件的下部面。在根據本發明的人機接口中，顯示裝置相對於觸摸感應檢測器件布置在支撐件的相反側上。支撐件藉助所述下部面固定至殼體。最後，觸覺反饋器件設置為用於，對通過觸摸感應檢測器件實施的檢測作出反應而施加力到觸摸感應檢測器件。根據本發明的主要優勢在於去除任何額外厚度因此為接口提供了光滑、一致和均一的方面。所述接口的外觀因此顯著地改進。另一優勢是關於物流的優勢。具體地，在組裝人機接口之前將觸摸感應檢測器件附連到支撐件使得可以形成子組件，所述子組件可以更容易地製造，例如在不同於人機接口的組裝線的地點。在此理解的是，支撐件使得可以將裝飾元件和觸摸感應檢測器件的組裝的棘手操作集中在支撐件的表面上。本發明的另一優勢在於支撐件提供特別平坦的表面，所述表面使得例如更容易附連裝飾膜。


本發明的其他特徵、細節和優勢在閱讀以下參照附圖給出的作為表示的描述而更加清楚地浮現，其中圖I是根據現有技術的裝置的截面圖，圖2是圖I的裝置的俯視圖，圖3是根據本發明的接口的截面圖，圖4是圖3的主題的俯視圖，圖5是示出本發明的細節的截面圖，圖6是根據本發明的第一變化例的截面圖，
圖7是根據本發明的第二變化例的截面圖，圖8是根據本發明的改進的截面圖，圖9是根據本發明的替換例的截面圖。
具體實施例方式應注意到，附圖以詳細方式描繪本發明；如何適當，所述附圖當然可以用於更好地限定本發明。圖3示出根據本發明的在截面中看到的人機接口。殼體3包括內凹部，形成接口的元件安裝在所述內凹部內。顯示裝置13安裝在殼體中，抵靠製成在殼體的凹部中的肩部15擱置。顯示裝置所使用的技術例如是背光屏、LCD屏、等離子屏和總的來說是任何多功能屏，即，顯示例如車輛內部的多項信息，諸如導航、音頻系統、溫度管理。印刷電路或電子電路板16安裝在肩部15的另一側，電連接器17布置為用於將人機接口連接至機動車輛的網 絡。蓋18封閉殼體3的後部部分，所述蓋18包括用於連接器17穿過的孔。將注意到，該蓋布置在人機接口的後部面上，即提供對接口的技術部分的通路。布置在相反側的是朝向使用者取向的部分，即，面朝使用者且向外看為能看到機動車輛的內部的部分。顯示裝置13被觸摸感應檢測器件I覆蓋，所述觸摸感應檢測器件I不同於顯示裝置13。氣和水密封形成在顯示裝置13和觸摸感應檢測器件之間，更具體地，顯示裝置的朝向使用者取向的面19和觸摸感應檢測器件的後部面之間。該密封通過密封件20實現，所述密封件20布置在顯示裝置13的朝向使用者取向的面19的周邊上。觸摸感應檢測器件I包括電阻傳感器或電容傳感器，本發明通過電阻類型的傳感器找到非常特別的應用。所述傳感器包括主板10和副板11。這兩個板用玻璃製成，副板11比主板10薄。副板具有在使用者的手指施加的力下變形的功能，而主板較少可變形；主板的厚度為使得其在使用者的手指施加的壓力的作用下不彎曲。傳感器因此能夠由於布置在主板和副板之間的導體的網絡而檢測使用者的手指的位置，所述導體的網絡為例如水平和垂直的布置方式。觸摸感應檢測器件I藉助多導體電纜25電連接至電子電路板16，所述多導體電纜25經由可移除電連接器26連接至電子電路板。觸摸感應檢測器件I因此具有朝向使用者取向的感應面21和朝向顯示裝置13的後部面22。觸摸感應檢測器件I附連至支撐件2，所述支撐件2採用平坦和剛性元件的形式，具有O. 20至O. 50mm的厚度。該元件是薄金屬板，例如由不鏽鋼製成。「剛性」意思是該板的厚度使得它在人機接口的正常使用條件下在使用者的手指施加的力的作用下不彎曲。在此應理解的是，根據本發明，支撐件2不同於圍繞人機接口的殼體3。支撐件2包括兩個大的面，稱為上部面4和下部面5。上部面4是面向使用者並可易於被使用者觸摸的面。下部面5是基本上平行於觸摸感應檢測器件I的感應面21的面，下部面5朝向觸摸感應檢測器件I。大體上，上部面4是面向車輛的內部的面，而下部面5是朝向儀錶板內側取向的面。殼體3包括肩部23，所述肩部23接收支撐件2。該肩部23界定腔室，所述腔室的長度和寬度基本上對應於支撐件2的長度和寬度。觸摸感應檢測器件I附連至支撐件2的內部面5。這包含可以用於緊固兩個零件的任何方式。有利地，粘合劑帶或滴24實現支撐件的下部面5和觸摸感應檢測器件的感應面21之間的機械連接。替換地，粘合劑滴可以被粘合劑條取代或補充。該布置使得可以獲得以「懸掛」方式組裝在人機接口中的觸摸感應檢測器件。支撐件2具有由邊緣7界定的開口 6。當開口 6製成在支撐件2的中央部分中時，邊緣7在周邊上圍繞開口 6。該邊緣7覆蓋觸摸感應檢測器件的周邊外邊緣。由開口 6在觸摸感應檢測器件I中形成的空間被填充元件9填充，所述填充元件9的目的是與支撐件的上部面4和邊緣7結合一起限定平坦和光滑的表面。填充元件是用聚碳酸酯或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)條帶製造的透明和柔性的膜。膜8布置在支撐件2的上部面4上，以便覆蓋開口 6和邊緣7。該膜在支撐件2的整個表面上延伸，因此理解的是，膜8的尺寸和支撐件2的尺寸相似或甚至相等。由於該膜覆蓋開口 6，所述膜擱置在填充元件9上，因此形成對於使用者的觸摸完全光滑和一致的表面。在本發明的變化例中，肩部23的深度等於膜8和支撐件2的厚度的總和。膜8是透明的膜，其可以具有單一的性質或性質的結合。第一性質與該飾面膜 (facing film)的裝飾特性相關聯。特別地，於是其易於限定出可以被使用者看到的具體形狀。膜8可以還包括抗刮擦性質，以便防止任何刮擦標記出現在人機接口的表面上。膜可以還具有抗反射和散射性質，該散射性質給予人機接口無光澤外觀並防止幹擾使用者的鏡面反射。抗反射性質防止入射光從表面回彈。它涉及薄層處理。膜可以還具有通過輕微潤滑獲得的散射性質，所述輕微潤滑打亂入射光，使其沿所有方向反射。最後，膜8可以具有偏振性質，其是能夠阻止由觸摸感應檢測器件的玻璃板沿給定方向反射的光的性質。圖4示出本發明的美學表現。內虛線27示出屏幕13的顯示界限，而中間虛線28示出觸摸感應檢測器件I的外邊緣。外虛線29示出殼體在所述殼體3的內腔室和肩部23之間的外邊緣。外部邊緣30示出殼體的周邊帶，所述周邊帶可以被使用者看到並在與膜8的同一平面中延伸。粗黑線體現了周邊間隙，所述周邊間隙存在於一方面支撐件2和膜8以及另一方面在殼體3的外部邊緣30處的殼體3之間。在該圖中清楚可見的是，膜8和支撐件2延伸直到外部邊緣30，因此形成比現有技術中可獲得的表面尺寸更大的光滑和均一表面。圖5詳細示出形成本發明的元件的堆疊結構。如已所述的，顯示裝置13安裝在殼體3中，密封件20插置在顯示裝置13和主板10之間。主板10通過粘合劑31粘結到副板11。觸摸感應檢測器件I粘結到支撐件2的下部面5，所述下部面5通過粘合劑條32固定到殼體3，與肩部23成一線，所述粘合劑條32尤其是粘合劑條或其他附連器件。這使得可以確保支撐件2在殼體3的肩部23中的定位，並因此保持周邊間隙33在膜8、支撐件2和殼體的外部邊緣30之間一致和均一。填充元件9與開口 6成一線，以便填充開口 6。該填充元件的厚度在該情況下等於粘合劑滴24的厚度和支撐件2的厚度的總和。掩蔽層12優選地施加到膜8或支撐件2的上部面4。將注意到，該掩蔽層是不透光的且從邊緣7溢出至填充元件9。該掩蔽層12具有隱藏觸摸感應檢測器件I的技術和周邊部分的功能，特別是粘合劑滴24。最後，該層在被施加至支撐件2之前被絲網印刷到膜8上。圖6詳細示出本發明的第一變化例。相對於圖5的區別在於使用了安裝在填充元件9上的附加膜34。填充元件9的厚度在該情況下限制到粘合劑滴24的厚度，所述粘合劑滴布置在觸摸感應檢測器件I和支撐件2之間。開口 6隨後用附加膜34填充，且該膜的厚度類似於支撐件2的厚度。掩蔽層12布置在支撐件2上並跨在附加膜34的周圍部上。最後，膜8覆蓋整個組件，以便給出想要的審美外觀。該布置的優勢在於，附加膜34是技術用膜，例如具有偏振性質，同時膜8沒有偏振性質。特別地，偏振膜是昂貴的，且因此將該膜的表面積限制到有效表面積，即由顯示裝置13照亮的表面積，是特別有價值的。該圖示出，附加膜34與屏幕13的顯示區域35 —致地停止。圖7示出用於將觸摸感應檢測器件I附連至支撐件2的變化例。支撐件2具有開口 6，所述開口 6的尺寸稍微大於觸摸感應檢測器件I的副板11的尺寸。邊緣7仍覆蓋主板10，使得粘合劑或粘合劑滴24插置在主板10的朝向使用者取向的面和支撐件2的下部面5之間。可以看到的是，副板11被包括在支撐件2的開口 6中，所述板的厚度類似於支撐件2的厚度並布置在支撐件的延伸部中。支撐件2和殼體3之間的粘合劑條32存在，掩蔽層12也如此。用於在觸摸感應檢測器件和支撐件之間附連的這種解決方案的優勢在於粘結被應用於主板10，所述主板具有更好地抵抗力的厚度。將注意到，本發明的該變化例沒有填充元件9，這是因為掩蔽層12造成的殘留空間很少。該變化例還具有沿垂直於顯示裝 置13的方向更緊湊的優勢。圖8示出與圖5所示和解釋的人機接口除改進部分之外相同的人機接口。觸摸感應檢測系統受到使用者沒有感覺之損。這就是為什麼本發明併入觸覺反饋器件14，所述觸覺反饋器件設計為對由觸摸感應檢測器件I實施的檢測作出反應而施加力到觸摸感應檢測器件I。在該改進中，支撐件2不粘結到殼體3。相反地，阻尼器36插置在支撐件2的下部面5和殼體3之間，基本上在肩部23上。阻尼器36是柔性的，且它可以用彈性體、橡膠或矽樹脂製造。在該情況下，該阻尼器36採用墊片的形式，但它可以還採用繞支撐件延伸的帶的形式。連接件37將支撐件2的下部面5連結到至少一個促動器38，促動器38的功能是引起使用者在促動時通過特定功能或按鈕的觸摸感應檢測器件將感覺到的物理感受。該促動器可以是具有棒式芯部的電磁鐵，具有「音圈」(揚聲器)電磁鐵的振動器或導致觸摸感覺的任何其他裝置。圖9示出本發明的替換例。觸摸感應檢測器件I至支撐件2的附連與圖6中所示和解釋的相同。區別在於殼體3的形狀，所述殼體3具有圓形的邊緣39。在開口 6和支撐件2上延伸的膜8在殼體的外部邊緣30和邊緣39上延續。掩蔽層12從支撐件2延伸，覆蓋外部邊緣30並還在殼體3的邊緣39上延續。在該方案中，膜8可以預成形，即，在安裝之前，具有匹配支撐件和殼體的形狀的形狀。以該方式，根據本發明的整個人機接口以一致的方式被覆蓋，這使得可以具有複雜形狀的產品，其具有與觸摸感應表面(使用者在其上作用)連續的表面。
權利要求
1.一種人機接口，包括設計為安裝在殼體(3)中的支撐件(2)和觸摸感應檢測器件(I )，所述支撐件包括朝向人機接口的使用者取向的上部面(4)和與上部面(4)相反的下部面(5)，所述支撐件(2)還包括開口(6)，其特徵在於，所述觸摸感應檢測器件(I)附連至所述支撐件(2)的下部面(5)。
2.如權利要求I所述的人機接口，其中，觸摸感應檢測器件(I)粘結至所述支撐件(2)的下部面(5)。
3.如權利要求I和2中的任一項所述的人機接口，其中，開口(6)由支撐件(2)的邊緣(7 )界定，觸摸感應檢測器件(I)附連至所述邊緣(7 )。
4.如權利要求I至3中的任一項所述的人機接口，其中，支撐件(2)是平坦且剛性的元件，特別是具有小於O. 5mm的厚度的金屬板。
5.如權利要求3所述的人機接口，其中，邊緣(7)是在開口(6)周圍的周邊。
6.如權利要求3和5中的任一項所述的人機接口，其中，膜(8)布置在支撐件(2)的上部面(4)上，以便覆蓋開口(6)和邊緣(7)。
7.如權利要求6所述的人機接口，其中，膜(8)是具有裝飾性質的膜和/或具有抗刮擦性質的膜和/或具有抗反射性質的膜和/或具有散射性質的膜和/或具有偏振性質的膜。
8.如權利要求7所述的人機接口，其中，填充元件(9)布置在觸摸感應檢測器件(I)和膜(8)之間，所述填充元件(9)安裝為與開口(6)成一線。
9.如權利要求8所述的人機接口，其中，填充元件(9)是透明膜。
10.如權利要求6至9中的任一項所述的人機接口，其中，掩蔽層(12)插置在支撐件(2)的上部面(4)和所述膜(8)之間。
11.如權利要求6至12中的任一項所述的人機接口，其中，膜(8)還覆蓋殼體(3)。
12.如權利要求中的任一項所述的人機接口，其中，觸摸感應檢測器件(I)是電阻傳感器，所述傳感器包括主板(10)和副板(11)，所述觸摸感應檢測器件(I)通過所述副板(11)附連到支撐件(2)的下部面(5)。
13.如權利要求I至11中的任一項所述的人機接口，其中，觸摸感應器件(I)是電阻傳感器，所述傳感器包括主板(10)和副板(11)，所述觸摸感應檢測器件(I)通過所述主板(10)附連到支撐件(2)的下部面(5)。
14.如權利要求I至11中的任一項所述的人機接口，其中，觸摸感應檢測器件(I)是電容傳感器，所述傳感器包括板或膜，電容器附連至所述板或膜，所述觸摸感應檢測器件(I)通過所述板或膜附連到支撐件(2)的下部面(5)。
15.如前述權利要求中的任一項所述的人機接口，其中，顯示裝置(13)相對於觸摸感應檢測器件(I)布置在支撐件(2)的相反側上。
16.如前述權利要求中的任一項所述的人機接口，其特徵在於，支撐件(2)藉助所述下部面(5)固定至殼體(3)。
17.如前述權利要求中的任一項所述的人機接口，其中，觸覺反饋器件(14)設置為用於，對通過觸摸感應檢測器件(I)實施的檢測作出反應而施加力到觸摸感應檢測器件(I)。
18.如權利要求17所述的人機接口，其中，力藉助支撐件(2)施加到觸摸感應檢測器件(I)。
全文摘要
本發明涉及一種人機接口，所述人機接口包括意圖安裝在殼體3中的觸覺檢測器件1和保持器2，所述保持器包括朝向人機接口的使用者取向的上部面4和與上部面4相反的下部面5，所述保持器2還包括開口6，其特徵在於，觸覺檢測器件1固定至所述保持器2。應用於機動車輛。
文檔編號B60R11/00GK102822010SQ201180017135
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月30日 優先權日2010年3月31日
發明者F.奧特蘭 申請人:法雷奧熱系統公司