DE10156736A1

DE10156736A1 - Device for the manual, contactless actuation of an electrical device

Info

Publication number: DE10156736A1
Application number: DE2001156736
Authority: DE
Inventors: Peter Pusch
Original assignee: World of Medicine Lemke GmbH
Current assignee: World of Medicine Lemke GmbH
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2003-06-05
Also published as: WO2003044287A3; WO2003044287A2

Abstract

An arrangement for the manual non-contact operation of an electrical device is disclosed in which at least one transmission unit and one receiver unit are arranged adjacent to each other such that transmitted impulses emanating from the transmission unit may be reflected from an object at a separation from the transmission and receiver unit and said transmitted impulse, reflected by the object, can at least partly be detected by the receiver unit. The receiver unit is connected to the device, by means of an electrical circuit which may be activated by means of the detection of the reflected transmitted signal, for the carrying out of an operation. Such a device may preferably be applied in sterile room conditions, in particular for manual, non-contact operation of non-sterile electrical devices located in an operating theatre.

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur manuellen, berührungslosen Betätigung eines elektrischen Gerätes, das insbesondere aus Sterilitäts- oder Reinlichkeitsgründen zu dessen Betätigung nicht berührt werden soll. The invention relates to a device for manual, contactless Actuation of an electrical device, in particular from sterility or Cleanliness reasons for its operation should not be touched.

State of the art

Vorrichtungen, die eine manuelle, berührungslose Betätigung von Geräten, insbesondere mechanischen Geräten ermöglichen, sind bereits bekannt. Devices that allow manual, non-contact actuation of devices, enable mechanical devices in particular are already known.

In DE 196 23 104 A1 ist eine als Einhebelmischer ausgebildete Sanitärarmatur sowie die Integration eines Annäherungssensors zur berührungslosen Betätigung der Armatur beschrieben. Um zu erreichen, dass der Einhebelmischer sowohl berührungslos als auch manuell bedienbar ist, d. h. ein- und ausschaltbar im Sinne von Öffnen und Schließen des Wasserhahns, ist ein elektrisch ansteuerbares Ventil vorgesehen, durch das ein von dem Annäherungssensor erzeugtes Signal einen elektromagnetischen Schließmechanismus betätigt. Der Annäherungssensor vermag jedoch lediglich ein einmaliges Signal zu erzeugen, nämlich dann, wenn sich beispielsweise eine Hand in unmittelbarer Nähe zum Sensor befindet. Hierdurch wird lediglich bspw. ein Öffnungssignal allenfalls ein Schließsignal für den Wasserhahn erzeugt. DE 196 23 104 A1 describes a sanitary fitting designed as a single-lever mixer and the integration of a proximity sensor for contactless actuation of the Fitting described. To achieve that the single lever mixer both is contactless as well as manually operable, d. H. can be switched on and off in the sense of opening and closing the tap is an electrically controllable valve provided by which a signal generated by the proximity sensor electromagnetic locking mechanism actuated. The proximity sensor can however, only generate a single signal, namely when For example, a hand is in close proximity to the sensor. This will only, for example, an opening signal and possibly a closing signal for the tap generated.

In der DE 41 26 168 A1 wird ein Berührungsschutz für medizinische Diagnose- oder Therapiegeräte beschrieben. Ein räumlich positionierbares Geräteteil ist mit einem berührungslos wirkenden Sensor ausgerüstet, so dass ein Bewegen des Geräteteiles in Richtung auf ein Objekt unterbunden wird, sobald ein bestimmter Mindestabstand zwischen dem Objekt und dem Geräteteil unterschritten wird. Mit Hilfe der in dieser Druckschrift beschriebenen Sensoreinrichtung, die zwei auf elektromagnetische Felder ansprechende Sensoren enthält, soll z. B. verhindert werden, dass beim räumlichen Positionieren eines Röntgenbildverstärkers in Richtung auf ein Aufnahmeobjekt, insbesondere auf einen Patienten, Kollisionen auftreten. DE 41 26 168 A1 describes a protection against contact for medical diagnosis or Therapy devices described. A spatially positionable device part is with a non-contact sensor, so that moving the device part towards an object is prevented as soon as a certain minimum distance between the object and the device part. With the help of this Document described sensor device, the two on electromagnetic Contains fields responsive sensors, z. B. can be prevented spatial positioning of an x-ray image intensifier towards one Subject, especially on a patient, collisions occur.

Zwar zeigen die vorstehenden Beispiele ansich bekannte Einsatzmöglichkeiten von Abstandssensoren, deren Sensorsignale definiert vorgegebene technische Funktionen auslösen, wie bspw. das Öffnen eines Wasserhahns bei einmaliger Annäherung an den entsprechenden Annäherungssensor oder das Abbremsen einer Bewegung bei festgestellter Annäherung zweier Objekte, doch ist es mit den bekannten Techniken nicht möglich, die Funktionsweise eines elektrischen Gerätes individuell zu beeinflussen respektive ein elektrisches Gerät bei individuellen Vorgaben anzusteuern. The above examples show known uses of Distance sensors, their sensor signals defined predefined technical Trigger functions, such as opening a tap once Approaching the corresponding proximity sensor or braking one Movement when two objects are approached, but it is with the known techniques not possible, the functioning of an electrical device to influence individually or an electrical device in individual Control specifications.

Insbesondere in Anwendungsfällen, bei denen eine Bedienperson aus Sterilitäts- bzw. Reinlichkeitsgründen nicht in unmittelbaren, physischen Kontakt mit an einem elektrischen Gerät vorgesehenen Bedien- oder Steuerelementen treten darf, aber das elektrische Gerät dennoch, und das auf möglichst einfache Weise individuell bedient werden soll - damit sind insbesondere technische Funktionen umfasst, die weit über ein bloßes Ein- bzw. Ausschalten des Gerätes hinausgehen - bestehen derzeit keine Möglichkeiten Steuer- bzw. Regelvorgänge an elektrischen Geräten manuell aber berührungsfrei vorzunehmen. Especially in applications in which an operator from sterility or reasons of cleanliness not in direct physical contact with on one provided electrical controls may occur, but the electrical device nevertheless, and in the simplest possible way individually should be operated - this includes in particular technical functions that go far beyond simply switching the device on or off - exist currently no possibilities for control or regulation processes on electrical devices manually but without contact.

Im konkreten Fall der Durchführung chirurgischer Operationen herrschen in Operationssälen bekanntermaßen höchste Sterilitätsanforderungen. Damit ist insbesondere gemeint, dass das an unmittelbar an der Operation beteiligte Personal vor und während der Operation nicht mit unsterilen Gegenständen in Kontakt kommen darf. Bedient sich jedoch der Operateur bei der Operationsdurchführung technischer Hilfsmittel, insbesondere elektronischer Geräte, die selbst nicht autoklavierbar, d. h. vollständig sterilisierbar sind, so bedarf es bislang aufwendiger Fernsteuerungsmechanismen, um die vorstehend beschriebenen Sterilitätsanforderungen, d. h. die absolute Kontaktfreiheit des Operateurs von unsterilen Gegenständen, zu gewährleisten. Im konkreten Fall der Durchführung mikrochirurgischer bzw. minimalinvasiver Eingriffe, die mit Hilfe endoskopischer Instrumente durchgeführt werden, wird das Operationsfeld mit Hilfe geeigneter Operations-Videokamerasysteme aufgezeichnet und dem Operateur anhand eines Bildschirms zur besseren optischen Auflösung und Wahrnehmung dargestellt. Häufig finden hierzu als Monitorelemente sog. Flachbildschirme Einsatz, die jedoch konstruktionsbedingt einen räumlich nur sehr eng begrenzten Blickwinkel auf die Monitoroberfläche gestatten, unter dem der Operateur eine ideale Bildwiedergabequalität wahrnimmt. Häufig kommt es jedoch vor, dass der Operateur eine sitzende und stehende Operationsposition einnimmt, so dass es durchaus öfter während einer Operation vorkommt, dass der Operateur aus dem idealen Blickwinkel des Flachbildschirms heraustritt und das darauf abgebildete Abbild der Operationsstelle nur unter stark verminderter Wiedergabequalität wahrzunehmen vermag, bspw. aufgrund stark herabgesetzter Kontrastqualität. Um dies zu vermeiden bedarf es entweder eines nicht an der Operation beteiligten, "unsterilen" Assistenten, der eine entsprechende Bildschirmnachführung ermöglicht. Darüber hinaus könnte der Operateur auch über Fernsteuerungshilfsmittel entsprechende Schwenkbewegungen, die motorisch unterstützt sind, am Monitor selbst vornehmen. Dies jedoch erfordert einen erhöhten technischen Aufwand und belastet darüber hinaus die Konzentrationsfähigkeit des Operateurs. Wünschenswert ist daher in diesem konkreten Fall eine manuell berührungslose Einstellmöglichkeit, mit der der Operateur selbst eine entsprechende Monitornachführung vornehmen kann, zumal der Operateur selbst am Besten beurteilen kann, unter welchem optimalen Blickwinkel er die beste Bildqualität wahrnimmt. In the specific case of performing surgical operations Operating rooms are known to have the highest sterility requirements. So that is in particular meant that the personnel directly involved in the operation not in contact with non-sterile objects before and during the operation may come. However, the surgeon makes use of the operation technical aids, especially electronic devices that are not themselves autoclavable, d. H. are completely sterilizable, so far it has been more complex Remote control mechanisms to those described above Sterility requirements, i. H. the absolute freedom of contact of the surgeon from to ensure non-sterile objects. In the specific case of implementation microsurgical or minimally invasive interventions with the help of endoscopic Instruments are carried out, the surgical field with the help of appropriate Operations video camera systems recorded and the operator using a Displayed screen for better optical resolution and perception. Frequently So-called flat screens are used as monitor elements, however Due to its design, the spatial view of the Allow monitor surface under which the surgeon has an ideal Perceives image reproduction quality. However, it often happens that the surgeon occupies a sitting and standing operating position, so it is quite often During an operation, the surgeon happens from the ideal point of view of the flat screen comes out and the image depicted on it Perceive surgery site only with greatly reduced reproduction quality capable, for example, due to greatly reduced contrast quality. To do this to avoid it requires either a "non-sterile" one not involved in the operation Assistant that enables appropriate screen tracking. About that In addition, the operator could also use appropriate remote control aids Carry out swiveling movements that are supported by a motor on the monitor itself. However, this requires an increased technical outlay and is a burden the surgeon's ability to concentrate. It is therefore desirable in In this specific case, a manually contactless setting option with which the Surgeon can make a corresponding monitor adjustment himself, especially the surgeon can best judge under which optimal Angle he perceives the best image quality.

Neben den vorstehend genannten konkreten Fallbeispiel sind eine Vielzahl weiterer Beispiele denkbar, bei denen eine manuell berührungslose Steuerung bzw. Regelung eines elektrischen Gerätes wünschenswert ist, so bspw. bei der Durchführung von Arbeiten unter Reinraumbedingungen, hier sei lediglich repräsentativ für andere technische Anwendungsgebiete die Halbleitertechnologie genannt, oder auch konventionelle Alltagsgeräte, wie bspw. Geräte aus dem Multimediabereich oder Haushaltsbereich, die über hochvergütete Oberflächen verfügen, die durch Finger- oder Handkontakt optisch in Mitleidenschaft gezogen werden. Bspw. im Falle von Hochglanz- oder Edelmetalloberflächen versehene Hifi- oder Haushaltsgeräte können durch bloße Fingerabdrücke sehr schnell unansehnlich werden. In addition to the specific case examples mentioned above, there are a large number of others Examples conceivable in which a manually contactless control or Regulation of an electrical device is desirable, for example Carrying out work under clean room conditions, here is just representative of other technical fields of application is semiconductor technology called, or conventional everyday devices, such as devices from the Multimedia area or household area that has highly coated surfaces that are visually affected by finger or hand contact become. For example. in the case of high-gloss or precious metal surfaces or household appliances can quickly become unsightly due to bare fingerprints become.

Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur manuellen berührungslosen Betätigung eines elektrischen Gerätes derart anzugeben, dass nahezu sämtliche Funktionen des elektrischen Gerätes manuell berührungslos aktivierbar sind. Insbesondere soll darauf geachtet werden, dass jegliche Fehlfunktionen durch mögliche externe Störeinflüsse vermieden werden sollen und eine zuverlässige Aktivierung der jeweiligen Funktion am elektrischen Gerät durch vorzugsweise manuelle Annäherung an das anzusteuernde elektrische Gerät gewährleistet werden soll. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll es insbesondere möglich sein, elektrische Geräte auch unter Reinraum- bzw. Sterilitätsbedingungen sicher zu betreiben. Der hierfür vorzunehmende technische sowie auch kostenmäßige Aufwand sollte möglichst gering sein. The invention has for its object a device for manual to indicate contactless actuation of an electrical device such that almost all functions of the electrical device manually contactless can be activated. In particular, care should be taken to ensure that any Malfunctions caused by possible external interference should be avoided and a reliable activation of the respective function on the electrical device preferably manual approach to the electrical device to be controlled should be guaranteed. With the help of the device according to the invention, it should in particular, it is possible to use electrical devices under clean room or To operate sterility conditions safely. The technical to be done for this as well as costs should be as low as possible.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der gesamten Beschreibung zu entnehmen. The object of the invention is achieved in claim 1 specified. Features which advantageously further develop the inventive idea The subject of the subclaims and the entire description can be found.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur manuellen, berührungslosen Betätigung eines elektrischen Gerätes weist wenigstens eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit auf, die derart nebeneinander angeordnet sind, dass aus der Sendeeinheit austretende Sendeimpulse an einem von der Sende- und Empfangseinheit beabstandeten Objekt reflektierbar sind und dass diese an dem Objekt reflektierten Sendeimpulse wenigstens teilweise von der Empfangseinheit detektierbar sind. Die Empfangseinheit ist mit einer elektrischen Schaltung verbunden, die durch Detektion der reflektierten Sendeimpulse aktivierbar ist und zur Herbeiführung eines bestimmten Betätigungsziels am Gerät bzw. das Gerät betreffend dient. The inventive device for manual, contactless actuation of an electrical device has at least one transmission unit and one Receiving unit, which are arranged side by side in such a way that from the Transmitting unit emitting transmission pulses on one of the transmission and Receiving unit spaced object can be reflected and that this on the Object reflected transmission pulses at least partially from the receiving unit are detectable. The receiving unit is with an electrical circuit connected, which can be activated by detection of the reflected transmission pulses and for Achieving a specific actuation goal on the device or the device regarding serves.

Dies das elektrische Gerät betreffende Betätigungsziele umfassen neben bloßen Schaltvorgängen, wie bspw. Ein- und Ausschalten des elektrischen Gerätes sämtliche Steuer- und Regelvorgänge, die das jeweilige elektrische Gerät zu dessen Funktionsweise vorsieht. In addition to mere actuation targets relating to the electrical device Switching operations, such as switching the electrical device on and off all control and regulating processes that the respective electrical device to its Functionality provides.

Hierzu sendet die Sendeeinheit individuell modulierte Sendeimpulse unter einem vorgebbaren Raumwinkeln, der den Sendebereich definiert, ab. Ebenso weist die Empfangseinheit, die am Gerät neben der Sendeeinheit angebracht ist, einen durch ihre Empfangsapertur vorgegebenen räumlich begrenzten Empfangsbereich auf, der ab einem gewissen Mindestabstand von der Sende- und Empfangseinheit den Sendebereich überschneidet bzw. überlagert. Tritt nun ein Objekt, vorzugsweise die Hand oder ein Finger einer Bedienperson in eben diesen Überschneidungsbereich, so werden die von der Sendeeinheit abgestrahlten modulierten Sendeimpulse an dem Objekt zumindest teilweise reflektiert und gelangen zur Detektion in die Empfangseinheit. Die Empfangseinheit selbst verfügt vorzugsweise über eine Verifikationseinheit, durch die die Modulation der reflektierten Sendeimpulse überprüft und entsprechend erkannt wird. Nach erfolgreicher Detektion der reflektierten Sendeimpulse in der Empfangseinheit aktiviert diese eine mit ihr verbundene elektrische Schaltung, durch die eine gewünschte technische und gerätespezifische Funktion in Gang gesetzt bzw. ausgelöst wird. For this purpose, the transmission unit sends individually modulated transmission pulses under one Predeterminable solid angles that define the transmission range. Likewise, the Receiving unit, which is attached to the device next to the sending unit, through their reception aperture predetermined spatially limited reception area, the from a certain minimum distance from the sending and receiving unit Broadcast area overlaps or overlaps. Now kick an object, preferably the Hand or finger of an operator in precisely this area of overlap, thus the modulated transmission pulses emitted by the transmission unit are applied reflected at least partially from the object and reach the detection area Receiving unit. The receiving unit itself preferably has one Verification unit by which the modulation of the reflected transmission pulses checked and recognized accordingly. After successful detection of the reflected transmission pulses in the receiving unit, this one activates with it connected electrical circuit through which a desired technical and device-specific function is started or triggered.

So dient die Modulation der Sendeimpulse und die entsprechende Überprüfung der in der Empfangseinheit empfangenen, modulierten, reflektierten Sendeimpulse der Störsicherheit gegenüber äußeren Störeinflüssen. The modulation of the transmission pulses and the corresponding checking of the received, modulated, reflected transmission pulses in the receiving unit Interference immunity to external interference.

Selbstverständlich ist es möglich, mehrere, derartige Paare bestehend aus Sende- und Empfangseinheiten auf einer gemeinsame Geräteoberfläche anzuordnen, die entsprechend genügend weit voneinander angeordnet sind, so dass gewährleistet ist, dass sich ihre jeweiligen Überschneidungsbereiche räumlich nicht überlagern. In diesem Fall können die jeweiligen Sendeeinheiten in gleicher Weise modulierte Sendeimpulse abstrahlen. Sind jedoch die Paare, bestehend jeweils aus einer Sende- und Empfangseinheiten auf einer Geräteoberfläche aus Gründen einer kompakten Bauform relativ nahe zueinander angeordnet, so überlappen ihre jeweiligen Überschneidungsbereiche. In einem derartigen Fall ist dafür Sorge zu tragen, dass die einzelnen Sendeeinheiten mit unterschiedlichen Modulationen Sendeimpulse ausstrahlen. Of course, it is possible to have several such pairs consisting of transmission and to arrange receiving units on a common device surface are arranged sufficiently far from each other, so that guaranteed is that their respective overlap areas do not overlap spatially. In In this case, the respective transmission units can be modulated in the same way Radiate transmission impulses. However, are the pairs, each consisting of one Sending and receiving units on one device surface for the sake of one compact design arranged relatively close to each other, so their overlap respective overlap areas. In such a case care must be taken that the individual transmitter units with different modulations Broadcast transmission pulses.

Ferner könnten auch Fehlfunktionen daher rühren, dass sich Objekte unbeabsichtigt einer Sende- und Empfangseinheit annähern. Derartige Vorgänge erfolgen zumeist kurzzeitig und unterliegen einer hohen Bewegungsdynamik. Um eine derartig ungewollte Aktivierung entsprechender Gerätefunktionen zu vermeiden, ist einerseits der Abstand, zwischen der Sende- und Empfangseinheit und dem durch ein Objekt verursachten Reflektionsereignis, ab dem der Empfang reflektierter, modulierter Sendeimpulse, aufgrund zu sehr geschwächter Sendeimpulseintensität, nicht mehr möglich ist, entsprechend zu begrenzen. Dies ist durch eine entsprechende Regelung der Sendeleistung der Sendeeinheit möglich. Vernünftige Maximalreichweiten, innerhalb der eine sichere Detektion reflektierter modulierter Sendeimpulse möglich ist, liegt bspw. bei ca. 20 cm. Somit können Bewegungsvorgänge die weiter als 20 cm von dem elektrischen Gerät bzw. der Sende- und Empfangseinheit entfernt vorkommen, keine Aktivierungen am Gerät auslösen. Furthermore, malfunctions could also result from objects accidentally moving to approach a transmitting and receiving unit. Such processes usually take place briefly and are subject to high movement dynamics. To be one of those On the one hand, avoiding unwanted activation of corresponding device functions the distance between the sending and receiving unit and that through an object caused reflection event, from which the reception is reflected, modulated Transmit impulses, no longer due to too weak transmission impulse intensity is possible to limit accordingly. This is due to a corresponding Regulation of the transmission power of the transmission unit possible. reasonable Maximum ranges within which a safe detection of reflected modulated Send pulses is possible, for example, is about 20 cm. So you can Movements that are more than 20 cm from the electrical device or the Transmitter and receiver unit appear remotely, no activations on the device trigger.

Eine weitere Maßnahme derartige, ungewollte Funktionsauslösungen zu vermeiden, betrifft die Möglichkeit des Vorsehens einer möglichst trägen Empfangscharakteristik innerhalb der Empfangseinheit, die dafür sorgt, dass kurzzeitige Objektbewegungen innerhalb des Empfangsbereiches keine Funktionsaktivierungen auslösen. Erst durch ein gezieltes Annähern eines Objektes, bspw. einer Hand bzw. eines Fingers in Richtung der Sende- und Empfangseinheit - ein Vorgang, der mit einer bestimmten Mindestverweilzeit innerhalb des Empfangsbereiches verbunden ist - vermag die entsprechend gewünschte technische Funktion am elektrischen Gerät auszulösen. Another measure to avoid such undesired triggering of functions, concerns the possibility of providing a reception characteristic that is as sluggish as possible inside the receiving unit, which ensures that short-term object movements do not trigger any function activations within the reception area. Only by a targeted approach of an object, for example a hand or a finger in Direction of the sending and receiving unit - a process that involves a specific Minimum dwell time within the reception area is connected - can trigger the desired technical function on the electrical device.

Vorzugsweise basiert die Sende- und Empfangseinheit auf der Infrarottechnik, doch ist es durchaus möglich, Sende- und Empfangseinheiten als Ultraschall-, Funk- und/oder Radarsensorsysteme auszubilden. The transmitting and receiving unit is preferably based on infrared technology, however it is entirely possible to transmit and receive units as ultrasound, radio and / or to form radar sensor systems.

Brief description of the invention

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen: The invention will hereinafter be described without limitation in general The inventive concept based on exemplary embodiments with reference to the Exemplary drawings described. Show it:

Fig. 1 schematische Darstellung zur berührungslosen Verschwenkung eines Flachbildschirms, Fig. 1 shows a schematic representation for the contactless pivoting of a flat screen,

Fig. 2 schematische Darstellung dreier nebeneinander angeordneter Sende- und Empfangseinheiten sowie Fig. 2 shows a schematic representation of three sender and receiver units arranged side by side and

Fig. 3 Prinzipschaltungsskizze der elektronischen Ansteuerung einer Sende- und Empfangseinheit. Fig. 3 basic circuit diagram of the electronic control of a transmitting and receiving unit.

WAYS OF IMPLEMENTING THE INVENTION, INDUSTRIAL APPLICABILITY

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Skizze zeigt einen Flachbildschirm 1, der über ein Hebelarmsystem 2 mit einem festen Gegenlager 3 verbunden ist. Das Hebelarmsystem 2, auf das im Weiteren nicht weiter eingegangen wird, dient zur möglichst freien räumlichen Positionierung des Flachbildschirmes 1 gegenüber dem festen Gegenlager 3. Insbesondere weist das Hebelarmsystem 2 mindestens eine motorisch angetriebene Gelenkeinheit 4 auf, die den Flachbildschirm 1 um eine Achse A, vorzugsweise um die horizontale Achse, zu schwenken vermag. An der Bildschirmvorderseite weist der Flachbildschirm 1 zwei Sende- und Empfangseinheiten (S1, E1 bzw. S2, E2) auf, die mit einer elektrischen Schaltung (nicht dargestellt) zur gezielten Ansteuerung eines Stellmotors innerhalb der Gelenkeinheit 4 verbunden sind. The sketch shown schematically in FIG. 1 shows a flat screen 1 , which is connected to a fixed counter bearing 3 via a lever arm system 2 . The lever arm system 2 , which will not be discussed further below, serves to position the flat screen 1 in relation to the fixed counter bearing 3 as freely as possible. In particular, the lever arm system 2 has at least one motor-driven joint unit 4 , which is able to pivot the flat screen 1 about an axis A, preferably about the horizontal axis. On the front of the screen, the flat screen 1 has two transmitting and receiving units (S1, E1 or S2, E2), which are connected to an electrical circuit (not shown) for the targeted control of a servomotor within the joint unit 4 .

Soll nun der Flachbildschirm 1 aus seiner aktuellen Neigung nach oben um die horizontale Achse A geschwenkt werden, so bedarf es der Annäherung der Sende- und Empfangseinheit S1, E1 bspw. mit einem Finger, wodurch die elektrische Schaltung aktiviert wird und der Stellmotor der Gelenkeinheit 4 entsprechend angesteuert wird. Der Verschwenkungsvorgang erfolgt solange, solange sich der Finger innerhalb des Empfangsbereiches der Sende- und Empfangseinheit S1, E1 befindet. Ist eine gewünschte Neigung des Flachbildmonitors 1 erreicht, so wird der Schwenkvorgang unterbrochen, indem der Finger aus dem Empfangsbereich entfernt wird. In gleicher Weise kann der Schwenkvorgang in umgekehrter Richtung durchgeführt werden, indem bspw. der Finger in den Empfangsbereich der Sende- und Empfangseinheit S2, E2 gebracht wird. If the flat screen 1 is now to be swiveled upward about the horizontal axis A from its current inclination, the transmitting and receiving unit S1, E1, for example, must be approached with a finger, whereby the electrical circuit is activated and the servomotor of the joint unit 4 is controlled accordingly. The pivoting process takes place as long as the finger is within the reception range of the transmission and reception unit S1, E1. If a desired inclination of the flat screen monitor 1 is reached, the pivoting process is interrupted by removing the finger from the reception area. In the same way, the swiveling process can be carried out in the opposite direction, for example by moving the finger into the receiving area of the transmitting and receiving unit S2, E2.

Die in Fig. 1 dargestellte Schwenkvorrichtung für einen Flachbildmonitor ist insbesondere für den Einsatz in einem sterilen Operationsraum geeignet, so dass der Operateur selbst, der den chirurgischen Eingriff durchführt, in Abhängigkeit seiner aktuellen Position relativ zum Flachbildschirm die Neigung des Schirmes ohne diesen zu berühren einstellen kann. Da elektrische Geräte, wie der vorstehend beschriebene Flachbildschirm nicht autoklavierbar sind, können derartige, unsterile Geräte nicht unmittelbar von sterilen Personen berührt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, trotz Sterilitätsanforderung eine unmittelbare Bedienung derartiger Geräte zu ermöglichen. The swivel device shown in Fig. 1 for a flat screen monitor is particularly suitable for use in a sterile operating room, so that the surgeon himself who performs the surgical procedure, depending on his current position relative to the flat screen, can adjust the inclination of the screen without touching it can. Since electrical devices such as the flat screen described above are not autoclavable, such non-sterile devices cannot be touched directly by sterile people. The device according to the invention serves to enable direct operation of such devices despite the sterility requirement.

Neben den für eine gezielte Verschwenkung des Flachbildschirmes 1 vorgesehenen Sende- und Empfangseinheiten S1, E1 bzw. S2, E2 können auch weitere, bspw. die Bildqualität beeinflussende Funktionselemente in Form entsprechender Sende- und Empfangseinheiten auf der Oberfläche des Flachbildschirmes 1 vorgesehen werden. In addition to the transmitting and receiving units S1, E1 or S2, E2 provided for a targeted pivoting of the flat screen 1 , further functional elements, for example influencing the image quality, can also be provided on the surface of the flat screen 1 in the form of corresponding transmitting and receiving units.

In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Empfangsbereiche jeweils unmittelbar benachbarter Paare bestehend aus Sende- und Empfangseinheiten (S; E) dargestellt. FIG. 2 shows a schematic representation of the reception areas of each immediately adjacent pair consisting of transmission and reception units (S; E).

Jede einzelne Sende- und Empfangseinheit weist jeweils einen Sende- (SB) sowie einen Empfangsbereich (EB) auf. Die Sende- und Empfangsbereiche SB, EB überlagern sich im Überschneidungsbereich U, innerhalb dem die an einem Objekt reflektierten Sendeimpulse von der jeweiligen Empfangseinheit erfasst werden können. Wie bereits vorstehend erläutert, werden die Sendeimpulse der jeweiligen Sendeeinheiten moduliert abgestrahlt um entsprechende externe Störeinflüsse sowie gegenseitige Beeinflussung zu vermeiden. Werden benachbarte Sende- und Empfangseinheiten aufgrund kompakter Bauweise sehr eng aneinander angeordnet, so ist es erforderlich, dass zumindest benachbart angeordnete Sende- und Empfangseinheiten mit unterschiedlichen Modulationen betrieben werden. Auf diese Weise kann ausgeschlossen werden, dass die Funktionsweise beeinträchtigende Streueffekte zwischen zwei benachbarten Sende- und Empfangseinheiten vermieden werden können. Each individual transmitter and receiver unit has a transmitter (SB) and a reception area (EB). The sending and receiving areas SB, EB overlap in the overlap area U, within which the on an object reflected transmission pulses are detected by the respective receiving unit can. As already explained above, the transmission pulses of the respective Transmitting units emitted modulated around corresponding external interference as well avoid mutual interference. Are neighboring broadcast and Receiver units arranged very close together due to their compact design so it is necessary that at least adjacent transmit and Receiver units can be operated with different modulations. To this In this way it can be excluded that the functionality will be impaired Scattering effects between two neighboring transmitting and receiving units avoided can be.

Ebenso kann der Darstellung gemäß Fig. 2 entnommen werden, dass der Überschneidungsbereich U von der jeweiligen Sende- und Empfangseinheit beabstandet ist. Vorzugsweise sollte dieser Abstand d etwa 1 cm nicht unterschreiten. It can also be seen from the illustration in FIG. 2 that the overlap area U is spaced apart from the respective transmitting and receiving unit. This distance d should preferably not be less than about 1 cm.

In Fig. 3 ist eine Prinzipschaltung zum Betrieb einer Sende- und Empfangseinheit dargestellt. So ist ein integrierter Schaltkreis IC1 vorgesehen, der einen Oszilator vorsieht, der eine modulierte Frequenz erzeugt, die der als Infrarot-LED ausgebildete Sendeeinheit S1 über einen IR-LED-Treiber (Pin 4) zugeführt wird. Über die Betriebsspannung UB (siehe Pin 1) sowie den Vorwiderstand R2 ist die Sendeleistung der als IR-LED ausgebildeten Sendeeinheit S1 und damit die Reichweite der Schaltung einzustellen. In Fig. 3 shows a basic circuit is illustrated for operating a transmitting and receiving unit. For example, an integrated circuit IC1 is provided which provides an oscillator which generates a modulated frequency which is fed to the transmitter unit S1, which is designed as an infrared LED, via an IR LED driver (pin 4 ). Via the operating voltage UB (see pin 1 ) and the series resistor R2, the transmission power of the transmitter unit S1, designed as an IR LED, and thus the range of the circuit, must be set.

Die von der Sendeeinheit S1 moduliert abgestrahlten Sendeimpulse werden von einem Objekt reflektiert und gelangen in die als Infrarotempfänger ausgebildete Empfangseinheit E1. Die von der Empfangseinheit E1 empfangenen am Objekt reflektierten, modulierten Sendeimpulse werden einer innerhalb dem IC1 integrierten Auswerteschaltung zugeführt, der ebenfalls die modulierte Frequenz des Oszilators zugeführt wird. In dieser Auswerteschaltung wird das vom Oszilator direkt kommende modulierte Signal mit dem moduliert empfangenen Signal verglichen und entsprechend ausgewertet. Bei Übereinstimmung beider Signale wird eine entsprechende Ausgangsschaltstufe OUT aktiviert, die mit einer entsprechenden gerätespezifischen Funktion, wie bspw. das Verstellen eines Schrittmotores, verbunden ist. Bezugszeichenliste 1 Flachbildschirm
2 Haltearmanordnung
3 Festes Gegenlager
4 Gelenkeinheit
A Schwenkachse
S Sendeeinheit
E Empfangseinheit
U Überschneidung- bzw. Überlappungsbereich
SB Sendebereich
EB Empfangsbereich
The transmission pulses emitted modulated by the transmission unit S1 are reflected by an object and reach the reception unit E1 designed as an infrared receiver. The modulated transmission pulses reflected by the receiving unit E1 and reflected on the object are fed to an evaluation circuit integrated within the IC1, which is also fed the modulated frequency of the oscillator. In this evaluation circuit, the modulated signal coming directly from the oscillator is compared with the modulated signal received and evaluated accordingly. If both signals match, a corresponding output switching stage OUT is activated, which is connected to a corresponding device-specific function, such as, for example, adjusting a stepper motor. Reference number list 1 flat screen
2 support arm arrangement
3 Fixed counter bearing
4 joint unit
A swivel axis
S transmitter unit
E receiving unit
U Overlap or overlap area
SB transmission area
EB reception area

Claims

1. Device for manual, contactless actuation of an electrical Device on which at least one transmitting unit and one receiving unit such are arranged side by side that exiting from the transmitter unit Transmitting pulses on an object spaced from the transmitting and receiving unit are reflectable and that these reflected transmission pulses on the object are at least partially detectable by the receiving unit, and the Receiver unit with a by the detection of the reflected transmission pulses activatable electrical circuit for achieving an actuation target on Device is connected.

2. Device according to claim 1, characterized in that the transmitting and receiving unit as an ultrasound, a light, a radio and / or a radar sensor system is formed.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the object is a human body part, especially one hand.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrical device in the field of transmission and Receiving unit has a surface which, for reasons of avoiding a Contamination or contamination of the surface or the object Do not touch the surface.

5. The device according to claim 4, characterized in that the surface is sterile and the object is non-sterile or that the surface is non-sterile and the object is sterile.

6. Device according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the transmission unit emits modulated transmission pulses into the transmission area at a predeterminable solid angle,
that the receiving unit has a spatially limited receiving area predetermined by its receiving aperture, and
that the transmitting and receiving unit are arranged side by side in such a way that the transmitting and receiving area already overlap near the device surface.

7. The device according to claim 6, characterized in that the area in which the broadcast and Beginning to overlap the reception area about at least 1 cm from the and receiving unit is removed.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reflected by the detection of Transmit pulses can be activated by the electrical circuit for an electrical device certain function switches, controls or regulates.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the reflected by the detection of Transmit pulses activatable electrical circuit the electrical device spatially positioned at least one degree of freedom.

10. The device according to claim 9, characterized in that the positioning of the electrical device with the help of an actuator that can be controlled by the electrical circuit.

11. The device according to one of claims 1 to 10,
characterized in that the electrical device is a screen which can be pivoted at least about a spatial axis via a motor-driven adjustment mechanism,
that the screen on at least one device surface has at least two spaced-apart pairs, each consisting of a transmitting and receiving unit, one of which activates the electrical circuit when approaching an object such that the screen can be pivoted in one direction relative to the spatial axis , and of which the other activates the electrical circuit when approaching an object in such a way that the screen can be pivoted in the opposite direction relative to the spatial axis.

12. The device according to claim 11, characterized in that more on the device surface of the screen Pairs of transmitting and receiving units are attached, with which the Screen can be switched on and off and the picture quality and picture mode individually is adjustable.

13. The apparatus of claim 11 or 12, characterized in that the screen is a flat screen.

14. Use of the device for manual, contactless actuation of an electrical device according to one of claims 1 to 9 in the Food industry, in the chemical, pharmaceutical as well biotechnological process engineering or in power plant engineering.

15. Use of the device for manual, contactless actuation of an electrical device according to one of claims 1 to 9 in sterile rooms, in where direct contact with non-sterile electrical devices should be avoided, such as in clean rooms or in operating rooms for performing surgical interventions.