旨在控制机动车辆的功能的控制装置的制作方法

1.本发明涉及车辆乘客舱功能的控制接口的领域。


背景技术：

2.驾驶机动车辆涉及在驾驶员与车辆之间的交互，并且因此，机动车辆设置有散布在车辆的乘客舱中的各种控制构件。
3.控制构件传统上包括驾驶员或乘客用来控制车辆功能诸如信息娱乐系统、照明、中控锁、空调等的按钮或旋钮、滑块。
4.近年来，见证了基于按钮、开关、微动开关、电位器等的实质上机电控制构件向其中驾驶员或乘客控制被转换为电信号的数字控制接口的转变，所述电信号由计算机处理以作用在转录驾驶员或乘客给出的指令的致动器上。
5.多功能控制接口用于控制电气或电子系统，诸如空调系统、音频系统或甚至导航系统。控制接口通常可与大体上电容触摸屏相关联并允许在下拉菜单中的导航。
6.然而，在越来越多的功能的存在下，有必要改善人机接口的人类工程学。当用户按压触摸表面时，可通过感测力施加处的接触或压力来确定位置的定位。在该情况下，用户的压力例如与命令的选择相关联。此外，为了向用户发信号表明考虑了其命令，无论是在正常驾驶或停车状况下还是在退化情况下(盲操作、沉重的认知负荷)，重要的是，用户具有触觉反馈，以便通过减少与验证其在触摸表面上的动作的表现相关联的认知力来保持专注于道路上。
7.为此，已知所谓的触觉反馈控制模块，包括连接到接口模块以传输振动移动的致动器，诸如电磁致动器，使得用户感知到向其告知考虑了其命令的触觉反馈。
8.为了使得可向用户给出与其动作一致的触觉反馈，优选的是，检测对命令的动作和对命令的动作的力两者。在传统命令上，动作由机械移动激活。在触摸命令上，适当的是，避免《误检测》以区分意图与动作。意图可例如造成用户的手指定位得靠近或接触其想要激活的命令。通常借助电容传感器检测该意图。相反，动作构成对命令的加重压力，以便触发命令。该动作可例如由压敏传感器检测到。
9.除了避免误检测之外，意图和动作的这个概念对于向用户给出适当的触觉反馈并尤其是在恰当时间上给出该触觉反馈非常重要。
10.实际上，如果在用户产生了动作之前发送触觉反馈，则该用户的手指有未与控制表面充分接触就使其感知到触觉效果的风险。
11.同样地，如果在产生了动作之后发送触觉反馈，则该用户有将此解释为缺乏对其动作的支持或甚至将此分析为其命令接口的故障的风险。
12.为了避免这些问题，因此，提出使得可清楚地区分意图与动作的控制装置是根本的。
13.在当前市场上的控制装置中，在意图与动作之间的这种区分被证明是未完美地实现的。
14.因此，仅配备有电容传感器的控制装置无法区分意图与动作，因为电容传感器一检测到手指在命令上就触发动作。此外，这些电容传感器无法检测按压力，并且因此，无法相应地改变触觉反馈。
15.为了克服该缺陷，当前提出将电容传感器(使得可检测意图)和对压力敏感的传感器(使得可检测动作)组合在同一控制装置中。
16.在压敏传感器中，特别是存在微动开关和应变仪。
17.在图1示出的控制装置中，控制装置1包括以滑动方式安装在框架3上的板件2，使得其可在致动器(未示出)的推动下在方向dx上和在用户施加的压力的作用下在方向dz上以平移方式移位。当用户使其手指中的一者接近板件2的定位在固定在板件2之下的电容传感器4正上方的上区时，该用户致动电容传感器4，该电容传感器产生信号以向控制单元(未示出)发警报告知用户意图以激活被专门地指派给所述区的命令。随后，当用户使其手指更接近，直到该用户与所述上区接触时，该用户致使板件2在该上区的水平上在方向dz上移位，这压下布置在板件2之下的微动开关5。该微动开关5作为响应产生信号，该信号被发送到控制单元，该控制单元然后可触发命令和对应触觉反馈。该类型的控制装置的缺点是在施加触觉反馈时板件2的有时倾斜的取向，如图1所示，这不允许在板件2在方向dx上的平移期间持续引导该板件，并且因此，可能引起用户对触觉反馈的不良感知。而且，在一些情况下，可能发生板件2的倾斜位置引起在板件与微动开关之间缺乏接触，特别是当用户按压板件2的远离微动开关的区域时。因此，这造成无法检测动作，并且因此，造成缺少触觉反馈。此外，微动开关无法测量用户施加的力的强度，并且因此，无法根据施加的力调制触觉反馈。
18.图2表示的控制装置与图1的控制装置的不同在于使用应变仪6而不是微动开关。即使该配置部分地解决以上提及的问题，但是应当注意，当施加触觉反馈时，板件2仍然略倾斜地定位，这阻碍在板件2在方向dx上的平移期间引导该板件：用户因此可能无法正确地感知触觉效果。
19.两个前述系统还暗示除了允许触觉反馈的振动移动(基本上垂直于用户手指的动作的方向)之外，板件还可在基本上平行于用户手指的按压的方向上自由移动。这需要具有至少两个自由度，这与余隙和露头的合规性并因此与因而配备有触觉反馈装置的部件的外观的更好质量背道而驰。
20.本发明的目的是提供一种不具有前述缺点的控制装置。


技术实现要素：

21.为此，本发明涉及一种旨在控制机动车辆的功能的控制装置，所述控制装置包括：
[0022]-触摸屏，所述触摸屏包括外表面，所述外表面设置有一个或多个控制区，每个控制区被指派给所述机动车辆的特定功能，所述触摸屏支持一个或多个基本传感器，每个基本传感器定位在所述控制区中的一者的正上方，所述基本传感器能够响应于用户在所述控制区中的至少一者上施加的动作而产生至少一个信号，
[0023]-至少一个致动器，所述至少一个致动器被配置为通过所述触摸屏在被称为振动平面的平面中沿单个位移方向上的平移位移来向用户提供触觉反馈，
[0024]-控制单元，所述控制单元被配置为接收由所述基本传感器产生的所述至少一个
信号并响应于所述信号而控制所述至少一个致动器，
[0025]
其中所述控制装置包括旨在保持所述触摸屏在所述振动平面中对准的支撑和引导装置，并且其中所述基本传感器中的每一者包括至少一个绝缘衬底，在所述至少一个绝缘衬底上沉积用于形成电容传感器的导电轨道和在电绝缘配体中的胶态悬浮体中的导电纳米颗粒或半导电纳米颗粒的组装体，所述组装体形成力传感器。
[0026]
如此配置，本发明的所述控制装置将使得可产生用户可正确地感知的触觉效果，同时确保配备有所述控制装置的部分的外观的更好质量。
[0027]
根据其他特性，本发明的所述控制装置可包括单独地或组合地考虑的以下任选特性中的一者或多者；
[0028]-所述控制区中的至少一者形成所述触摸屏的所述外表面的一部分，用户的手指可按压在所述部分上，所述至少一个控制区被布置为与所述基本传感器中的一者相连，使得按压所述至少一个控制区会产生所述基本传感器的变形，所述变形可由所述基本传感器的所述力传感器检测到。
[0029]-所述至少一个致动器包括连接到所述装置的框架的固定部分和在所述固定部分的气隙中的可移动部分，所述可移动部分连接到所述触摸屏。
[0030]-所述至少一个致动器的所述可移动部分包括磁体或磁体阵列，并且所述至少一个致动器的所述固定部分包括线圈或线圈阵列。
[0031]-所述至少一个致动器包括设置有旋转轴的旋转马达，所述旋转轴构成所述至少一个致动器的所述可移动部分。
[0032]-所述至少一个致动器包括借助平移的惯性致动器。
[0033]-所述支撑和引导装置包括若干固定夹和若干固定凸耳，所述固定夹中的每一者固定到所述装置的框架，所述固定凸耳中的每一者固定到所述触摸屏，所述固定凸耳被配置为与所述固定夹配合以允许在所述触摸屏与所述框架之间夹持并防止所述触摸屏相对于所述框架在垂直于所述振动平面的方向上的位移，同时允许在所述触摸屏相对于所述框架在所述位移方向上以平移方式位移期间引导所述触摸屏。
[0034]-所述固定凸耳在其自由端处具有突出部，并且每个固定夹设置有两个突片，所述两个突片在所述振动平面中和在垂直于所述位移方向的方向上可弹性地变形，所述突片被配置为形成通路开口，所述固定凸耳可插入穿过所述通路开口，在所述固定夹的未变形状态下，所述通路开口不允许所述固定凸耳的所述突出部通过。
[0035]-所述控制单元被配置为根据所述用户施加在所述控制区中的至少一者上的压力的强度来改变由所述至少一个致动器产生的所述触觉反馈。
[0036]
本发明还涉及一种机动车辆，所述机动车辆包括如上定义的控制装置。
附图说明
[0037]
本发明在下文中根据若干优选实施例、非限制地并参考图1至图17进行描述，其中：
[0038]
图1是根据现有技术的控制装置的第一示例的示意图；
[0039]
图2是根据现有技术的控制装置的第二示例的示意图；
[0040]
图3是根据本发明的控制装置的示意图；
[0041]
图4是根据本发明的结合有控制装置的机动车辆的乘客舱元件的透视图；
[0042]
图5是图4示出的乘客舱元件的放大图，该控制装置被示出为在其正常使用位置；
[0043]
图6是与图5类似的视图，该控制装置被示出为在拆解状态下；
[0044]
图7是图6示出的控制装置的上部分的放大图；
[0045]
图8是图7示出的控制装置的支撑和导向元件的放大图；
[0046]
图9是根据本发明的可配备控制装置的致动器的分解透视图；
[0047]
图10是根据第一实施例的可用于本发明的控制装置中的基本传感器的顶视图；
[0048]
图11是图10的传感器的沿剖面线aa的截面图；
[0049]
图12是类似于图11但根据可用于本发明的上下文中的基本传感器的第二实施例的视图；
[0050]
图13a是在接近检测期间的根据另一个实施例的基本传感器的截面图；
[0051]
图13b是检测触摸期间的类似于图13a的视图；
[0052]
图13c表示了来自由图13a和图13b的基本传感器形成的力传感器的信号的时间演变；
[0053]
图13d表示了来自由图13a和图13b的基本传感器形成的电容传感器的信号的随时间的演变；
[0054]
图14以分解顶视图表示组合可用于本发明的上下文中的多个基本传感器的触摸表面的实施例；
[0055]
图15示出了实施可用于本发明的上下文中的基本传感器的方法的示例的流程图；
[0056]
图16是实施集成可用于本发明的上下文中的基本传感器的触摸表面的方法的流程图的示例。
[0057]
图17示出了由实施纳米颗粒的组装体的力传感器随时间而递送的电压的变化，该组装体的电导率根据施加到所述传感器的力而变化。
[0058]
附图是在原理方面的表示，并且不表示其表示的各种元件的比例。
具体实施方式
[0059]
参考图3，示出了根据本发明的控制装置10。该控制装置1包括板件12，该板件可滑动地安装在框架14上，使得其可在致动器(未表示)的推动下在方向dx(基本上垂直于用户手指的动作)上以平移方式移位，由此产生可用手指中的一者触摸板件12的上表面的用户可感知的触觉效果。方向dx平行于被称为振动平面的平面p。板件12以使得其无法相对于框架14在垂直于振动平面p的方向dz上移位的方式搁置在支撑元件16上。此外，这些支撑元件16被配置为在板件12沿方向dx的位移期间引导该板件。控制装置10的操作是基于使用非常特定的基本传感器20，该基本传感器在板件12的下表面之下布置在形成在板件12的上表面的水平上的控制区18正上方。这些基本传感器20将能够响应于用户在所述控制区中的至少一者上施加的动作、特别是用户借助其手指中的一者施加在控制区18中的一者上的或多或少强的压力而产生至少一个信号。这种基本传感器的优选示例在以下段落中结合图10至图17特别地进行描述。这些优先基本传感器将电容传感器和力传感器组合在同一衬底上。因此，这些基本传感器将能够借助其电容传感器检测用户的意图并借助其力传感器检测该用户的动作。力传感器尤其可测量用户用其手指施加的压力。因此，当用户使其手指中的一者
接近定位在基本传感器20中的一者正上方的板件12的控制区18时，该用户致动该基本传感器20的电容传感器，该电容传感器作为响应产生信号以向控制单元(未示出)发警报告知用户意图以激活被专门地指派给所述控制区18的命令。随后，当用户使其手指更靠近以与所述控制区18接触时，该用户按压在该基本传感器20的力传感器上。测量该压力，并且作为响应产生信号并将其发送到控制单元，然后，该控制单元触发控制和对应触觉反馈。这些基本传感器20的优点是其对压力敏感并且不要求板件12在方向dz上的移动。因此，当应用触觉效果时，板件12始终保持在振动平面p中对准，如图3所示。在同一平面中的该位置允许在板件12在方向dx上平移期间改善对该板件的引导，并且因此，提供用户对触觉反馈的更好感知。尽管如此，可使用其他传感器来代替上述优选基本传感器。特别地，使用fsr(《力感测电阻器》)技术、也就是说使用压敏电阻器的电容传感器和压力传感器的组合可构成一种可能的替代解决方案。
[0060]
参考图4至图6，示出了根据本发明的控制装置的特定实施例。
[0061]
在该实施例中，控制装置10集成到机动车辆的乘客舱元件100中，该乘客舱元件100能够例如是分隔机动车辆的两个前座的中控台。该控制装置10特别是由板件12组成，该板件是基本上平坦的并具有矩形形状。板件12借助若干固定到框架14的固定夹161而固定在框架14上。如图5所示，这些固定夹161被配置成将板件12相对于框架14保持在垂直于由板件限定的平面p的一个方向dz上，同时允许所述板件12在平行于平面p的方向dx上平移。这种平移可在设置在框架14与板件12之间的致动器30的作用下发生。
[0062]
板件12的上表面设置有圆形形状的控制按钮18。当用户按下所述控制按钮18时，该用户致动布置在控制按钮18正上方的传感器(图4至图6中不可见)。该致动导致信号被发送到单元(未表示)，该单元根据接收到的信号控制致动器30，以便致使该致动器30的固定地连接到板件12的可移动部分相对于致动器30的固定地连接到框架14的固定部分的或多或少的相对位移。这造成在致动器30的作用下板件12相对于框架14的相对位移，这在板件12中产生触觉效果。
[0063]
图9中特别地示出了可用于本发明的上下文中的致动器30的示例。该致动器30特别地包括平行六面体形状的中空容器31以及覆盖物32，所述容器31界定外壳36，该外壳旨在容纳线圈阵列34的和磁体阵列35，并且该覆盖物被配置为封闭所述容器31的上开口。线圈阵列固定到容器31的内面，并且磁体阵列固定到覆盖物32的面对外壳36的内面。覆盖物32和容器31彼此固定，以便允许覆盖物32相对于容器31在位移方向dx上以相对平移方式移动。因此，在致动器30的操作期间，线圈阵列34被供应电流并产生磁场，这造成磁体阵列35的平移移动。磁体阵列35固定到覆盖物32，该覆盖物也相对于容器31在方向dx上位移。通过将覆盖物32分别固定在板件12上和将容器31固定在框架14上，由此可借助致动器30产生板件12的相对于框架14在方向dx上的相对移动。这种相对位移使得可在板件12中产生触觉振动。
[0064]
致动器30的另一种可能的变型可包括配备有旋转轴的旋转马达，旋转轴构成致动器的可移动部分并且旋转马达固定到致动器的固定部分。该类型的致动器是惯性致动器，旋转部分不连接到板件，而是通过旋转重物产生振动。
[0065]
3d致动器的另一种可能的变型可由通过在线圈中平移振动的惯性重物组成。
[0066]
参考图7和图8，详细地示出允许将板件12滑动固定在框架14上的附加元件。第一
元件由以上提及的固定夹161组成，并且第二元件由从板件12的下表面垂直地延伸的固定凸耳162组成。这些固定凸耳162可固定到板件12或通过任何可设想的固定装置固定到该板件。固定凸耳162被配置为装配在固定夹161内部，以便确保板件12在框架14上的滑动固定，板件12一旦固定在框架14上就只能沿方向dx滑动。为此目的，固定凸耳162中的每一者由在其自由端处设置有突出部164的直线区段163组成，并且每个固定夹161设置有两个突片165，该两个突片可在振动平面p中并在垂直于方向dx的方向dy上弹性地变形。在图8示出的未组装状态下，突片165、166形成通路开口，该通路开口在方向dy上的宽度足以允许固定凸耳162的直线区段163插入，但是不足以允许突出部164通过。在组装操作期间，首先布置板件12，以便将每个固定凸耳162的直线区段163与固定夹161中的一者的通路开口对准，并且然后使板件在框架14的平行于方向dz的方向上移动，直到突出部164邻接抵靠突片165、166。通过充分地按压在板件12上，可使固定夹161变形，以便扩大通路开口，由此允许突出部164通过通路开口。然后，将突出部164定位在突片165之下，该突片返回到其在图8中示出的未变形状态。然后，防止固定凸耳161在方向dz上反向位移，特别是在突片165的端部处存在垂直于方向dz取向的凸缘166的情况下，该凸缘构成突出部164的邻接区。因此，固定夹161和固定凸耳162的组合允许通过将板件12夹在框架14上来进行固定。如上所述，这些互补固定装置防止板件12相对于框架14在方向dz上移动。此外，由于每个固定凸耳162的横截面163沿方向dx滑动通过由突片165限定的通路开口的可能性，同时由突片165施加的支撑弹力保持在适当位置，这些互补固定装置可在致动器30的作用下在板件12相对于框架14在方向dx上移动期间引导该板件。
[0067]
图10表示可用于本发明的控制单元中的基本传感器20的实施例。该基本传感器20包括绝缘衬底210，通过从现有技术已知的技术，该绝缘衬底上沉积了构成电容传感器的同心导电轨道221、222。
[0068]
根据示例性实施例，绝缘衬底210是聚合物，例如聚酰亚胺或pet，或者陶瓷。
[0069]
所述同心轨道221、222例如由铜、ito(in2o
3-sno2)制成，以产生透明传感器或任何其他导电材料。该同心轨道例如通过光刻或软光刻进行沉积。
[0070]
在传感器的中心中，沉积了纳米颗粒的组装体，该组装体构成力传感器。
[0071]
根据适合于产生透明传感器的示例性实施例，所述纳米颗粒是在绝缘配体中的胶态悬浮体中的ito纳米颗粒，例如(氨甲基)膦酸(ch6no3p)。
[0072]
根据其他实施例，纳米颗粒是氧化锌(zno)纳米颗粒或金(au)纳米颗粒。
[0073]
纳米颗粒的组装体230是单层或多层组装体，例如通过对流毛细管沉积或通过如文档发ep 2 877 911中描述的所谓的“液滴蒸发”方法沉积在衬底上，而这些示例既不是穷举性的也不是限制性的。
[0074]
纳米颗粒的组装体230与衬底210紧密地关联，例如经由化学偶联剂。
[0075]
例如，化学偶联剂是硅烷(sih4)，能够与先前通过uv臭氧处理活化的衬底的表面上的oh基团交互，并且在偶联剂的另一端处包括能够接枝到先前接枝到纳米颗粒的表面的胺基基团(nh2)的羧基基团(cooh)。
[0076]
纳米颗粒的组装体230构成应变仪，其电导率根据在组装体的纳米颗粒之间的相对距离而变化。
[0077]
该电导率变化或反之是电阻变化归因于通过在纳米颗粒之间的隧道效应发生的
传导，并且该效应提供非常高的应变系数，远高于用压阻膜可获得的值，这使得可测量非常小的变形。
[0078]
例如，由在基于膦酸的配体中的ito纳米颗粒的组装体组成的这种基本力传感器的电阻的比例变化表明根据随所述基本传感器经历的变形的、响应的指数演变，其中在不存在变形的情况下，在2000.103欧姆的量级的电阻下，在从-1％(压缩)到 1％(拉伸)的变形范围内，应变系数达到值85。
[0079]
因此，该基本力传感器非常灵敏并使得可检测施加到所述传感器的按压力或触摸力，即使是该力相对弱也是如此，由此，这可构成其自己的测试体。换句话说，衬底的变形不必需检测施加的力，并且图10表示的布置可实现在刚性衬底(诸如二氧化硅(sio2)或氮化硅(si3n4))上，同时允许测量施加到传感器的力。
[0080]
参考图17，示出了当力(例如，触摸)被施加到所述传感器时由这种基本力传感器随时间101而传递的电压102的变化的示例。根据该示例，在时间t0与t1之间施加触摸。力的强度与v
1-v0的差值成比例，其中v1值是可测量的，并且v0值取决于环境因子并很可能随时间而变化，特别是随温度而变化。
[0081]
这里根据原理表示表示的导电轨道240也沉积在衬底210上，允许从电容传感器和力传感器的电力供应和数据收集。
[0082]
根据图11表示的第一实施例，保护层310由绝缘材料(例如聚酰亚胺或pet)组成以用于产生透明传感器，并且沉积在由此产生的传感器上。
[0083]
根据该第一实施例，组合的基本传感器具有被包括在10mm与30mm之间的直径和被包括在50μm与300μm之间的厚度，而这些值不是限制性的。
[0084]
根据图12表示的第二实施例，组合的基本传感器产生在2个层401、402中，根据该第二实施例，第一层401包括衬底2011和保护层3101，根据与上文已经解释的技术相同的技术，力传感器230沉积在该衬底上，并且叠加在该第一层401上的是第二层402，该第二层包括衬底2102，产生电容传感器的导电轨道221、222沉积在该衬底上。
[0085]
保护层3102放置在所述电容传感器上。
[0086]
根据图13a和图13b表示的实施例，基本传感器附接到绝缘衬底510的一个面，所述衬底的相对面511暴露于触摸。
[0087]
因此，该衬底510的表面511被功能化并使得可检测该表面上的触摸并测量施加该触摸的力。
[0088]
根据非限制性实施例示例，所述衬底510可由聚合物、玻璃、陶瓷、皮革或木材组成。力传感器的灵敏度使得可检测轻微变形，并且因此，即使该衬底相对刚性，也可检测和测量触摸力。
[0089]
如图13a所示，当导电物体(例如，手指500)接近表面511，由此功能化时，在时间t0，甚至在发生接触之前，就检测到该导电物体的存在，只要该导电物体在距电容传感器小于或等于最小距离590的距离处即可。
[0090]
该最小距离590可根据传感器的特性和在由所述电容传感器递送的信号上定义的阈值进行调节。
[0091]
举例来说，根据预期应用，针对在0与10mm之间的任何值选择最小距离。
[0092]
为此，传感器连接到能够执行这些功能以及下文描述的方法的步骤的电子电路。
[0093]
因此，在时间t0，如图13d所示，通过观察随时间501而变的由电容传感器递送的信号522的值，由所述传感器递送的信息523超过与最小距离590的交叉对应的阈值c0。然后，一旦物体500与表面接触，由电容传感器递送的信息改变得不多也不少，即使施加的压力增加也是如此。
[0094]
回到图17，当检测到物体500的接近时，通过使在时间t0由力传感器递送的值v0对应于等于0的力来测量该值并将其作为参考值，因为不存在接触，如图13c所示，其表示随时间501而变的由力传感器递送的信号503的值502，通过处理进行修改。
[0095]
因此，补偿由力传感器递送的信息的任何漂移现象(特别是由于温度变化而造成的)。
[0096]
如图13b所示，当物体500与功能化表面511接触并在其上施加触摸力时，力传感器的电导率与施加的力被成比例地修改，并且如图13c所示，这递送了针对力传感器230的初始漂移值v0校正的、对应于与v
1-v0成比例的力的信息v1。
[0097]
当触摸压力在时间t1释放时，在该释放后的一小段时间(t1 e)，物体500与表面511的距离大于或等于最小距离590，并且，如图13d所示，由电容传感器递送的信息在相反方向上超过阈值c0。
[0098]
当在电容传感器上检测到超过该阈值c0时，由力传感器递送的信息被视为等于0。因此，也掩盖了由力传感器递送的信息的因滞后现象而造成的延迟返回到0。
[0099]
因此，力传感器和电容传感器的组合使用通过克服该类型的力传感器的固有漂移和滞后现象并如图17所示使得可测量施加的力，并且在必要时根据该力的程度触发动作。
[0100]
图13a和图13b表示根据图11示出的第一实施例的组合的传感器，本领域技术人员将理解，相同原理适用于对应于图12表示的第二实施例的组合的传感器的情况。
[0101]
参考图14，多个基本传感器在网格中关联，以便形成能够检测触摸、其在网格上的位置和施加的压力的触摸表面。
[0102]
图14表示根据图12表示的实施例的组合多个传感器的实施例。本领域技术人员将能够将该原理应用于图11表示的基本传感器的实施例。
[0103]
所述触摸表面包括衬底610，由电绝缘材料制成，并且包括暴露于触摸的表面。
[0104]
与暴露于衬底610的触摸的该表面相对的面上添加第一层620，该第一层包括电容传感器625的网格，诸如图12的上层402。
[0105]
承载电容传感器的网格的层620之下添加层630，该层630包括由纳米颗粒的组装体组成的力传感器网格635，诸如图12的下层401。
[0106]
根据第一实施例(未示出)，力传感器635的数量等于电容传感器625的数量，并且所述力传感器关于电容传感器而位于中心。
[0107]
有利地，力传感器635的数量相对于电容传感器625的数量减少，并且所述力传感器相对于所述电容传感器位于中心或不在中心。
[0108]
使用数量减少的力传感器的该实施例更具经济性。
[0109]
实际上，根据实施方式变型，无论由此产生的在触摸表面上触摸力的施加点如何，在知道该施加点的情况下，评估触摸力，并且从由力传感器中的一者递送的信号推断该触摸作用力，例如最接近于施加点，或者通过组合由这些传感器中的若干者(对于平坦触摸表面是至少3个力传感器)递送的信息来推断该触摸力。
[0110]
从电容传感器625的网格获得在触摸表面上的触摸的施加点的位置。
[0111]
该原理在多个接触点的情况下仍然有效。
[0112]
该实施例使得可产生包括高密度电容传感器的触摸表面，比力传感器生产起来更经济，并且由此获得触摸的施加点的精确定位，然后根据触摸的施加点的位置，通过适当地处理由数量减少的、具有更昂贵构造的力传感器635递送的信息来评估在这些触摸期间施加的力。
[0113]
所实施的方法保持类似，即一旦在距电容传感器中的一者小于或等于最小距离590的距离处检测到导电物体的接近，就测量由力传感器中的每一者递送的值v0，以重新调节由所述传感器中的每一者递送的信息，该施加力通过组合来自所述力传感器的随由电容传感器阵列给出的力的施加点的位置而变的信息来确定，然后，当物体移动离开触摸表面的距离大于或等于最小距离时，力重置为0。
[0114]
本领域技术人员理解，使用与电容传感器的数量相比数量减少的力传感器适用于除了平坦之外的形状的触摸表面，例如单曲率或双曲率表面，只要这种形式是稳定的即可。
[0115]
对于可变形状的柔性触摸表面，例如应用于衣服的触摸表面，包括与电容传感器等效并相对于电容传感器居中的多个力传感器的实施例是优选的。
[0116]
因此，如前所述的装置在其变型中提供多种多样的应用可能性。
[0117]
如图15所示，用于检测和测量由导电物体500在包括如下所述的基本传感器的触摸表面上的触摸力的强度的方法的实施方式，无论其实施例如何都包括了根据频率或按定义的时间间隔进行的来自电容传感器的信号的读取710和由此读取的信号的值与表示物体与电容传感器之间的最小距离的限定值c0的比较715。
[0118]
根据该实施例，并且参考图13a和图13d，当该距离小于或等于最小距离时，由电容传感器递送的信号大于或等于值c0。
[0119]
在由电容传感器递送的信号保持低于c0的情况716中，不触发其他动作，并且以频率或按给定时间间隔继续信号扫描。
[0120]
在由电容传感器递送的信号超过阈值c0并因此物体靠近所述传感器的情况717下，在力传感器的初始化步骤期间，读取720由力传感器递送的值，并且在漂移确定步骤730期间，将如此读取的值v0用作参考值。
[0121]
只要物体与触摸表面接触，就相对于该参考测量施加的力。为此，将来自电容传感器的输出信号与对应于最小距离的值c0进行比较735，并且只要737由该传感器递送的值保持大于值c0，就测量740来自力传感器的信号，并且在重新校准步骤750期间，将该信号关于在相同获取序列中进行的漂移确定步骤730期间确定的值v0进行重新校准。
[0122]
在基本传感器的情况下的图15描述的方法扩展到包括尽可能多的基本传感器的触摸表面的情况，其中附加步骤包括在电容传感器的网格上定位存在接近的位置，并且根据该信息，向最接近于检测到触摸的接近的电容传感器的力传感器应用读取递送的信息720、测量漂移730、测量施加的力740和重新校准750的步骤。
[0123]
如图16所示，在触摸表面包括与力传感器的数量相比显著更大密度的电容传感器的情况下，在扫描步骤810期间，以规则时间间隔探测由电容传感器递送的信息，并且将由每个传感器递送的信息与对应于最小距离阈值的c0进行比较815。
[0124]
当在传感器中的一者上超过817该阈值时，在定位步骤820期间，确定激活的电容
传感器的位置。
[0125]
在漂移确定步骤830期间，读取由力传感器中的每一者递送的信息，并且将该信息被指派840给相应力传感器中的每一者作为调节值。
[0126]
在整个触摸847中，获取850来自力传感器的信息，按在漂移确定步骤830期间评估的值而对每个传感器重新调节860。
[0127]
然后，根据在定位步骤820期间确定的力的施加点，通过组合来自力传感器的信息来评估870施加到考虑的点的力。