[发明专利]用于输出触觉反馈的操作装置、机动车和方法

说明书

本发明涉及一种用于输出触觉反馈(12)的操作装置(1)，其具有操作表面(3)、至少间接与操作表面(3)耦合的致动器(4)和控制单元(7)，所述致动器用于在操作表面(3)上产生触觉反馈(12)，所述控制单元设计用于借助控制信号(8)的触觉部分(9)控制致动器(4)，以用于产生触觉反馈(12)。在此，控制单元(7)设计用于借助控制信号(8)的声学部分(10)控制致动器(4)，以用于产生声学反馈(14)。

技术领域

本发明涉及一种用于输出触觉反馈的操作装置、一种机动车和一种方法。

背景技术

在操作表面上布置有致动器，以用于支持操作表面的操作，由此能够在操作期间向用户给出触觉反馈。这以如下方式实现，即借助致动器激励触敏表面产生振动。触敏表面例如能够是触摸屏或者触摸板。振动优选具有在40至300Hz之间的频率，因为在上述范围内存在对于皮肤中的振动的最高的可刺激性。尤其在操纵虚拟按键时实现触觉反馈，以便因此模仿对机械按键的操纵。

除了输出触觉反馈之外，通常还再现以机械按键的点击声音为模型的声学反馈，以便因此模仿对机械按键的操纵。根据当前的现有技术，在此需要使用扬声器，该扬声器优选布置在操作表面附近。该解决方案的缺点是：为此需要附加的元件，由此增加了空间需求。如果扬声器与操作表面间隔开，则通过扬声器再现的声学反馈可能被用户感知为不自然的，因为被模拟的声源随后偏离所感知的声源。尤其当声学反馈包括位于可听见的频谱的上限范围内的频率时，会出现这种现象。

在专利文献DE 10 2014 018 350 A1中描述了一种具有按键操作和符号输入的机动车操作装置。在此，致动器能够包括扬声器，该扬声器被设计用于输出声音。

在专利文献US 2017/0021762 A1中描述了一种触觉系统和一种用于控制触觉系统的方法。在此规定，在操纵操作表面时使用用于产生触觉反馈的不平衡致动器。

在专利文献WO 2015/086568 A1中描述了一种用于电气设备、尤其用于车辆部件的操作装置。在此借助不平衡电机产生触觉反馈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种集成在操作表面中的声学反馈源。

根据本发明，提供一种用于输出反馈的操作装置。操作装置包括操作表面、至少间接与操作表面耦合的致动器和控制单元，该致动器用于在操作表面上产生触觉反馈，该控制单元设计用于借助控制信号的触觉部分控制致动器，以用于产生触觉反馈。控制单元也设计用于借助控制信号的声学部分控制致动器，以用于产生声学反馈。操作装置包括控制单元，该控制单元设计用于借助控制信号控制致动器。致动器直接地或者至少间接地布置在操作表面上。控制信号包括声学部分和触觉部分。借助触觉部分控制致动器，使得在操作表面上产生触觉反馈。借助声学部分控制致动器，使得产生声学反馈。由此产生的优点是：通过致动器既产生声学反馈、又产生触觉反馈。例如可能的是，控制单元是微控制器或者微处理器，其设计用于产生控制信号。致动器例如能够是一种构件，该构件设计用于根据控制信号借助活塞或者衔铁激励自身产生机械振动。致动器例如能够直接地布置在操作表面的背侧。在这种情况下，致动器直接与操作表面耦合，从而机械振动直接传递至操作表面。致动器例如也能够布置在操作表面的支架上。在这种情况下，致动器与操作表面间接耦合，从而机械振动能够通过支架传递至操作表面。操作表面例如能够是触敏表面、尤其是触敏的屏幕表面。控制信号的触觉部分是定义触觉反馈的部分。能够选择触觉反馈的频率和幅度，使得它们能够在操作表面上被人类皮肤感知到。控制信号的声学部分是定义声学反馈的部分。能够定义声学部分，使得其描述致动器和/或操作表面在0到22000Hz的频率范围内的机械振动。

本发明的扩展方案规定，致动器设计为直流电压不平衡致动器。换句话说，致动器是包括具有非旋转对称的质量的衔铁的电动机，从而衔铁在旋转时具有不平衡，该不平衡激励致动器产生机械振动。在此，电动机由直流电压驱动。这样的致动器也被称为偏心旋转质量致动器。由此产生的优点是：通过该致动器覆盖比在线性谐振致动器中能够实现的更大的频率范围。