DE102007039609A1 - Eingabeeinrichtung für sicherheitsgerichtete Eingaben, basierend auf Touchscreentechnologien - Google Patents

Eingabeeinrichtung für sicherheitsgerichtete Eingaben, basierend auf Touchscreentechnologien Download PDF

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Abstract

Eine Eingabeeinrichtung (1) weist ein Berührfeld (2) zum Berühren durch einen Bediener (4) und eine Mehrzahl voneinander unabhängiger Erkennungseinrichtungen (3) auf. Mittels jeder der Erkennungseinrichtungen (3) ist erkennbar, ob und ggf. an welcher Stelle das Berührfeld (2) berührt wurde. Die Erkennungseinrichtungen (3) erkennen bei ordnungsgemäßem Funktionieren der Eingabeeinrichtung (1) ein Berühren des Berührfeldes (2) gemeinsam und gleichartig. Sie sind gemäß je einer der für sogenannte Touchscreens bekannten Technologien ausgebildet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eingabeeinrichtung.
  • Eingabeeinrichtungen sind allgemein bekannt. Sie dienen zum Eingeben binärer Eingaben durch einen Bediener.
  • In der industriellen Praxis werden zum Bedienen von Geräten und Maschinen Maschinensteuertafeln, Bedientafeln, Drucktastenfelder und andere Benutzerschnittstellen eingesetzt. Viele der eingegebenen Signale sind hierbei sicherheitsgerichtet. Bei derartigen Signalen ist es erforderlich, dass die korrespondierende Eingabe sicher im Sinne einer Fehlersicherheit ist. Die Fehlersicherheit wird hierbei in der Regel durch eine mindestens zweikanalige Auslegung der entsprechenden Taste der Eingabeeinrichtung und einer ebenfalls mindestens zweikanaligen Auswertung (beispielsweise durch eine sicherheitsgerichtete Steuerung) erreicht.
  • Die Tasten für sicherheitsgerichtete Eingaben können auf verschiedene Art und Weise ausgebildet sein. Am weitesten verbreitet sind Tasten, bei denen im Falle einer Betätigung der Taste auf mechanischem Weg zwei Kontakte betätigt werden. Ein Beispiel einer derartigen Taste ist in der EP 1 460 666 A2 beschrieben.
  • Aus der DE 199 46 471 A1 ist eine Taste für sicherheitsgerichtete Eingaben bekannt, bei der von zwei signalgebenden Elementen je eines als mechanisches, kontaktbehaftetes Element und als elektronisches Element ausgebildet ist.
  • Aus der US 5,990,772 A ist ein elektromechanisches Schaltelement bekannt, das auf einem Substrat angeordnet ist. Ein bewegliches Kontaktstück wird mittels Magnetkraft von festen Kontaktstücken beabstandet gehalten. Wenn auf ein Betäti gungselement des Schaltelements Druck ausgeübt wird, wird das bewegliche Kontaktstück mittels einer Sequenz von zwei Schwenkbewegungen um zwei Auflagestellen auf die festen Kontaktstücke abgesenkt.
  • Im Stand der Technik sind weiterhin sogenannte Touchscreens bekannt. Bei einem Touchscreen ist das Anzeigefeld mit einer optisch im Wesentlichen transparenten, kontaktsensitiven Eingabeeinrichtung versehen. Die Eingabeeinrichtung weist eine Erkennungseinrichtung auf, mittels derer erkennbar ist, an welcher Stelle das Anzeigefeld von einem Benutzer berührt worden ist. In dem Fachaufsatz „Touchscreen-Technik: Flexibel konfigurierbar und robust zugleich" von Michael Bartelmeß, erschienen in Elektronik 4/2007, Seiten 28 bis 30 sind typische Technologien beschrieben, anhand derer die Stelle, an der das Anzeigefeld berührt wurde, lokalisierbar ist. Die dort erwähnten Technologien werden nachfolgend kurz wiedergegeben.
  • Es existiert zunächst eine auf Erkennen eines Widerstands basierende Technologie. Bei dieser Technologie ist eine Grundfläche mit elektrisch leitendem Material beschichtet. Über dieser Grundfläche liegt eine ebenfalls mit einem elektrisch leitenden Material versehene Kunststofffolie. Die Kunststofffolie ist von der Grundfläche durch kleine Abstandspunkte getrennt. Wenn ein Bediener den Schirm berührt, wird zwischen den beiden Schichten ein Kontakt hergestellt. Entsprechend der anliegenden Spannung ermittelt ein Controller die Koordinaten, an denen der Touchscreen berührt wurde. Er gibt die Werte zur Weiterverarbeitung weiter.
  • Weiterhin sind Technologien bekannt, die auf Erkennen einer Kapazität basieren. Bei dieser Technologie wird auf einem Glas-Overlay mittels einer Metallbeschichtung ein Spannungsfeld erzeugt. Berührt der Bediener die Oberfläche, erdet er den Touchscreen und ändert somit das elektrische Feld. Der Stromfluss von den Ecken des Touchscreens zu der Stelle, an welcher der Bediener den Touchscreen berührt, ist ein Maß für die Entfernung der Berührstelle zu der jeweiligen Ecke. Anhand des Stromflusses errechnet der Controller die Berührstelle.
  • Weiterhin existieren Technologien, die auf Erkennen eines akustischen Pulses basieren. Bei der akustischen Pulserkennung (APR = Acoustic Pulse Regognition) sind vier Transducer vorhanden, welche an den Kanten der Touchscreen-Glasscheibe das Geräusch erfassen, das durch die Berührung des Bedieners erzeugt wird. Dieses Geräusch weist Charakteristika auf, anhand derer die Stelle ermittelbar ist, an der die Berührung erfolgt ist. Die erfassten Signale werden vom Controller digitalisiert und mit zuvor aufgenommenen Geräuschdaten verglichen.
  • Weiterhin existiert eine Technologie, die auf Erkennung durch akustische Oberflächenwellen basiert. Bei dieser Technologie besteht der Touchscreen nur aus einer einzigen, klaren Glasscheibe. Kunststofffolien und Beschichtungen sind nicht erforderlich. Jede Koordinate wird über einen Sender und einen piezoelektrischen Empfänger sowie über ein Set von Reflektorstreifen an den Rändern des Bildschirms ermittelt. Diese Technologie beruht darauf, dass ein Teil der generierten Oberflächenwellen absorbiert wird, wenn der Touchscreen vom Bediener berührt wird.
  • Schließlich existiert eine Technologie, die auf Lichtschranken basiert. Bei dieser Technologie ist eine Vielzahl von Leuchtdioden und den Leuchtdioden zugeordneten Fotozellen vorhanden, welche ein Lichtgitter erzeugen. Unterbricht der Bediener durch Berühren dieses Lichtgitter, entsprechen die unterbrochenen Lichtstrahlen der x- und der y-Koordinate. Die Lichtschranken arbeiten in aller Regel (jedoch nicht zwingenderweise) mit Infrarotlicht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Eingabeeinrichtung zu schaffen, welche auf einfache und kom fortable Weise eine kostengünstige Möglichkeit zur flexiblen Eingabe sicherheitsgerichteter Signale schafft.
  • Die Aufgabe wird durch eine Eingabeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 16.
  • Erfindungsgemäß weist die Eingabeeinrichtung ein Berührfeld zum Berühren durch einen Bediener auf. Die Eingabeeinrichtung weist weiterhin eine Mehrzahl voneinander unabhängiger Erkennungseinrichtungen auf. Mittels jeder der Erkennungseinrichtungen ist erkennbar, ob und gegebenenfalls an welcher Stelle das Berührfeld berührt wurde. Die Erkennungseinrichtungen erkennen bei ordnungsgemäßem Funktionieren der Eingabeeinrichtung hierbei ein Berühren des Berührfeldes gemeinsam und gleichartig. Die Erkennungseinrichtungen sind gemäß je einer der für sogenannte Touchscreens bekannten Technologien ausgebildet.
  • Nach Kenntnis der Anmelderin sind zurzeit als Technologien für Touchscreens bekannt
    • – eine auf Erkennen eines Widerstands basierende Technologie,
    • – eine auf Erkennen einer Kapazität basierende Technologie,
    • – eine auf Erkennen eines akustischen Pulses basierende Technologie,
    • – eine auf Erkennung durch akustische Oberflächenwellen basierende Technologie und
    • – eine auf Lichtschranken basierende Technologie.
  • Die Erkennungseinrichtungen können gemäß jeder oben genannten Technologien und – falls weitere Technologien für Touchscreens bekannt sein sollten – gemäß den weiteren Technologien ausgebildet sein. Hierbei ist es möglich, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen gemäß derselben Technologie ausgebildet sind. Weiterhin ist es möglich, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen gemäß voneinander verschiedenen Technologien ausgebildet sind. Ein Widerspruch besteht hierbei nicht. Denn die Ausbildung von mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen gemäß derselben Technologie und die Ausbildung von mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen gemäß voneinander verschiedenen Technologien schließt sich dann und nur dann aus, wenn die Anzahl an Erkennungseinrichtungen exakt zwei ist. Wenn hingegen die Anzahl an Erkennungseinrichtungen drei oder mehr beträgt, können beispielsweise zwei der Erkennungseinrichtungen gemäß derselben Technologie ausgebildet sein, die übrigen Erkennungseinrichtungen gemäß einer anderen Technologie.
  • Es ist möglich, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen mindestens eine gemeinsam genutzte Komponente aufweisen. Dadurch kann die Eingabeeinrichtung kostengünstiger hergestellt werden. Im Falle voneinander verschiedener Technologien kann hierbei zugleich vorteilhaft eine diversitäre Ausgestaltung realisiert werden.
  • Das Berührfeld weist eine Berührrichtung auf. Es ist möglich, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen in der Berührrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind. Ebenso ist es möglich, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen Teilerkennungseinrichtungen aufweisen, von denen jeweils das Berühren eines Teilbereiches des Berührfeldes erkennbar ist, und dass quer zur Berührrichtung gesehen die Teilerkennungseinrichtungen der mindestens zwei Erkennungseinrichtungen nebeneinander angeordnet sind. Auch hier gilt, dass die beiden Ausgestaltungen nur dann nicht miteinander kombinierbar sind, wenn die Anzahl an Erkennungseinrichtungen exakt zwei beträgt.
  • Vorzugsweise weist die Eingabeeinrichtung eine Vorauswertungseinrichtung auf, von der bei Erkennen eines Berührens des Berührfeldes an den Bediener eine Rückmeldung ausgegeben wird. Dadurch kann der Bediener sofort erkennen, dass er eine Eingabe getätigt hat.
  • Die Rückmeldung kann eine optische Rückmeldung umfassen, beispielsweise ein Hinterleuchten der Stelle, an der die Berührung erfolgte. Eine noch bessere Möglichkeit einer optischen Rückmeldung besteht darin, dass die Eingabeeinrichtung eine aus Sicht des Bedieners hinter dem Berührfeld angeordnete Anzeigeeinrichtung aufweist und die optische Rückmeldung ein Ansteuern der Anzeigeeinrichtung umfasst, auf Grund dessen eine über die Anzeigeeinrichtung an den Bediener ausgegebene Anzeige an der Stelle, an der die Berührung erfolgte, verändert wird.
  • Alternativ oder zusätzlich zu einer optischen Rückmeldung kann die Rückmeldung eine akustische Rückmeldung umfassen.
  • Vorzugsweise ist das Berührfeld in druckpunktbehaftete Teilbereiche aufgeteilt. Auf Grund dieser Ausgestaltung erhält der Bediener beim Berühren des Berührfeldes – gegebenenfalls zusätzlich zu einer optischen und/oder akustischen Rückmeldung – eine taktile Rückmeldung über das Berühren des Berührfeldes.
  • Vorzugsweise ist das Berührfeld in eine Vielzahl von Teilbereichen aufgeteilt, wobei die Teilbereiche aneinander angrenzend angeordnet sind. Durch diese Vorgehensweise ist über ein- und dasselbe Berührfeld eine Vielzahl voneinander unterscheidbarer sicherheitsgerichteter Eingaben möglich. Die Anordnung der Teilbereiche kann hierbei alternativ linear oder flächig sein, wobei die flächige Anordnung den Regelfall darstellt.
  • Vorzugsweise sind die Teilbereiche durch eine erhabene Rasterschablone gegeneinander abgegrenzt. Durch diese Ausgestaltung lassen sich Fehlbedienungen reduzieren.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung
  • 1 schematisch ein Prozesssteuersystem, das unter anderem eine Eingabeeinrichtung umfasst,
  • 2 schematisch eine Eingabeeinrichtung mit mehreren Erkennungseinrichtungen,
  • 3 ein Ablaufdiagramm,
  • 4 und 5 Draufsichten auf eine Eingabeeinrichtung,
  • 6 eine Seitenansicht der Eingabeeinrichtung von 4 bzw. einer Zeile der Eingabeeinrichtung von 5,
  • 7 einen Ausschnitt einer möglichen Ausgestaltung einer Eingabeeinrichtung im Schnitt und
  • 8 und 9 Seitenansichten der Eingabeeinrichtung von 5.
  • Gemäß 1 weist eine Eingabeeinrichtung 1 ein Berührfeld 2 und eine Mehrzahl von Erkennungseinrichtungen 3 auf. Wenn das Berührfeld 2 von einem Bediener 4 aus einer Berührrichtung 5 berührt wird, erkennt jede der Erkennungseinrichtungen 3, ob und gegebenenfalls an welcher Stelle das Berührfeld 2 berührt wurde. Die Erkennungseinrichtungen 3 führen ihre Erkennung hierbei unabhängig voneinander durch. Bei ordnungsgemäßem Funktionieren der Eingabeeinrichtung 1 erkennen sie jedoch ein Berühren des Berührfeldes 2 gemeinsam und gleichartig.
  • Die Erkennungseinrichtungen 3 sind mit einer fehlersicheren Steuerung 6 verbunden. Mittels der fehlersicheren Steuerung 6 wird ein industrieller Prozess 7 gesteuert. Der industrielle Prozess 7 kann hierbei alternativ mittels einer technischen Anlage oder mittels einer Maschine ausgeführt werden. Die fehlersichere Steuerung 6 wertet von den Erkennungseinrichtungen 3 übermittelte Informationen I über Berührungen des Berührfeldes 2 aus und steuert den Prozess 7 entsprechend an.
  • Das Berührfeld 2 entspricht von seiner Ausgestaltung her der zu berührenden Oberfläche eines sogenannten Touchscreens, dessen Berührung durch die Erkennungseinrichtungen 3 erkannt wird. In der Regel wird hierbei nicht nur erkannt, ob das Berührfeld 2 berührt wurde oder nicht. In der Regel wird viel mehr im Falle des Berührens auch die Stelle erkannt, an der das Berührfeld 2 berührt wurde.
  • Die Erkennungseinrichtungen 3 sind gemäß je einer der für Touchscreens bekannten Technologien ausgebildet. Beispielsweise kann die Technologie, gemäß der die Erkennungseinrichtungen 3 ausgebildet sind,
    • – auf Erkennen eines Widerstands basieren,
    • – auf Erkennen einer Kapazität basieren,
    • – auf Erkennen eines akustischen Pulses basieren,
    • – auf Erkennen durch akustische Oberflächenwellen basieren oder
    • – auf Lichtschranken basieren.
  • Auch die Ausgestaltung gemäß anderer Technologien ist möglich, sofern sie bei Erkennungseinrichtungen für Touchscreens zur Berührungserkennung verwendet werden.
  • Die Erkennungseinrichtungen 3 können gemäß derselben Technologie oder gemäß voneinander verschiedenen Technologien ausgebildet sein. Dies wird nachfolgend in Verbindung mit 2 näher erläutert.
  • Minimal sind zwei Erkennungseinrichtungen 3 vorhanden. In diesem Fall sind die beiden Erkennungseinrichtungen 3 alternativ gemäß derselben Technologie oder gemäß voneinander verschiedenen Technologien ausgebildet. In dem Beispiel gemäß 2, in dem mindestens drei Erkennungseinrichtungen 3 vorhanden sind, sind diese beiden Ausgestaltungen jedoch miteinander kombinierbar. Denn beispielsweise können zwei der drei dargestellten Erkennungseinrichtungen 3 gemäß derselben Technologie ausgebildet sein, die dritte dargestellte Erkennungseinrichtung 3 gemäß einer anderen Technologie. Beispielsweise können zwei der Erkennungseinrichtungen 3 gemäß einer auf Lichtschranken basierenden Technologie ausgebildet sein, die dritte Erkennungseinrichtung 3 gemäß einer auf Erkennen einer Kapazität basierenden Technologie. Es sind jedoch selbstver ständlich auch andere Ausgestaltungen und Kombinationen möglich.
  • Im einfachsten Fall sind den einzelnen Stellen des Berührfeldes 2 Funktionalitäten fest zugeordnet. In diesem Fall kann beispielsweise das Berührfeld 2 entsprechend beschriftet sein. Bevorzugt und sogar die Regelausgestaltung ist jedoch, dass die Eingabeeinrichtung 1 gemäß 1 eine Anzeigeeinrichtung 8 aufweist, welche aus Sicht des Bedieners 4 hinter dem Berührfeld 2 angeordnet ist. In diesem Fall kann die Anzeigeeinrichtung 8 dynamisch angesteuert werden. Das Ansteuern der Anzeigeeinrichtung 8 kann insbesondere dazu genutzt werden, anzuzeigen, welche Funktion den einzelnen Stellen des Berührfeldes 2 momentan zugeordnet ist.
  • Es ist möglich, dass die Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung 8 durch die fehlersichere Steuerung 6 erfolgt. In der Regel ist jedoch eine eigene Ansteuereinrichtung 9 vorhanden, nachfolgend auch Vorauswertungseinrichtung 9 genannt.
  • Die Vorauswertungseinrichtung 9 kann fehlersicher oder nicht fehlersicher sein. Wenn die Vorauswertungseinrichtung 9 nicht fehlersicher ist, muss durch eine geeignete Kopplung des Berührfeldes 2, der fehlersicheren Steuerung 6 und der Vorauswertungseinrichtung 9 gewährleistet werden, dass
    • – entweder Übereinstimmung zwischen der über die Anzeigeeinrichtung 8 wiedergegebenen Information und der tatsächlichen Zuordnung von Funktionen zu den einzelnen Stellen des Berührfeldes 2 durch die fehlersichere Steuerung 6 besteht
    • – oder trotz Berühren des Berührfeldes 2 gefährliche Steueraktionen der fehlersicheren Steuerung 6 unterbleiben.
  • Wie eine derartige Kopplung erreicht werden kann, obwohl die Vorauswertungseinrichtung 9 nicht fehlersicher ausgebildet ist, ist beispielsweise in der am gleichen Tag wie die vorliegende Erfindung eingereichten Patentanmeldung „Verfahren zum Auslösen von Aktionen einer Maschine durch sichere Einga beelemente" der Anmelderin, internes Aktenzeichen der Anmelderin 200711055, detailliert erläutert. Die dortigen Erläuterungen beziehen sich zwar auf Tasten, die neben einem Anzeigefeld angeordnet sind. Die dortigen Ausführungen sind jedoch ebenso anwendbar, wenn die „Tasten" auf dem Anzeigefeld angeordnet sind, also den einzelnen Stellen des Berührfeldes 2 entsprechen.
  • Die Vorauswertungseinrichtung 9 führt gemäß 3 vom Ansatz her folgendes Verfahren aus:
    In einem Schritt S1 steuert die Vorauswertungseinrichtung 9 die Anzeigeeinrichtung 8 an, so dass über die Anzeigeeinrichtung 8 Informationen an den Bediener 4 ausgegeben werden. Anhand der ausgegebenen Informationen kann der Bediener 4 insbesondere erkennen, welche Funktionalität welcher Stelle des Berührfeldes 2 momentan zugeordnet ist.
  • In einem Schritt S2 prüft die Vorauswertungseinrichtung 9, ob das Berührfeld 2 vom Bediener 4 berührt wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, führt die Vorauswertungseinrichtung 9 erneut den Schritt S1 aus. Anderenfalls geht sie zu einem Schritt S3 über.
  • Im Schritt S3 nimmt die Vorauswertungseinrichtung 9 Informationen über die Stelle, an der das Berührfeld 2 berührt wurde, entgegen. Anhand der zugeführten Informationen ermittelt sie ebenfalls im Schritt S3 einen korrespondierenden Teilbereich 11 der Anzeigeeinrichtung 8.
  • In einem Schritt S4 gibt die Vorauswertungseinrichtung 9 eine optische Rückmeldung an den Bediener 4 aus. Beispielsweise kann die Vorauswertungseinrichtung 9 entsprechend dem Schritt S4 den im Schritt S3 aufgefundenen Teilbereich 11 hinterleuchten. Alternativ kann die Vorauswertungseinrichtung 9 die im Schritt S1 ausgegebene Anzeige auf andere Weise variieren, beispielsweise den Teilbereich 11 invertieren oder blinkend darstellen.
  • Alternativ oder zusätzlich zum Schritt S4 kann die Vorauswertungseinrichtung 9 einen Schritt S5 ausführen. Im Schritt S5 kann die Vorauswertungseinrichtung 9 an den Bediener 4 eine akustische Rückmeldung ausgeben, beispielsweise über einen Lautsprecher 10 einen kurzen Piepston.
  • Im Einzelfall kann es genügen, ausschließlich zu erkennen, ob das Berührfeld 2 berührt wurde oder nicht. In der Regel ist das Berührfeld 2 jedoch in eine Vielzahl von Teilbereichen 11 aufgeteilt, die zumeist aneinander angrenzend angeordnet sind. In Ausnahmefällen kann die Anordnung entsprechend 4 hierbei linear sein. In der Regel ist die Anordnung der Teilbereiche 11 jedoch gemäß 5 flächig.
  • Wenn die Teilbereiche 11 aneinander angrenzend angeordnet sind, sind die Teilbereiche 11 vorzugsweise durch eine erhabene Rasterschablone 12 gegeneinander abgegrenzt (siehe ergänzend zu den 4 und 5 die Darstellung gemäß 6).
  • Alternativ oder zusätzlich können die einzelnen Teilbereiche 11 gemäß 7 druckpunktbehaftet ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass dem Bediener 4 beim Berühren des Berührfeldes 2 – gegebenenfalls zusätzlich zu einer optischen und/oder akustischen Rückmeldung – eine taktile Rückmeldung gegeben wird. Beispielsweise können die einzelnen Teilbereiche 11 eine Wölbung 13 aufweisen, mittels derer die taktile Rückmeldung bewirkt wird. Derartige Ausgestaltungen sind bei Tastaturen für Computer und ähnliche Einrichtungen allgemein bekannt.
  • Mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen 3 können in Berührrichtung 5 gesehen hintereinander angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen 3 Teilerkennungseinrichtungen 14 aufweisen, von denen jeweils das Berühren eines Teilbereiches 15 des Berührfeldes 2 erkennbar ist, und dass quer zur Berührrichtung 5 gesehen die Teilerkennungseinrichtungen 14 der mindestens zwei Erkennungseinrichtungen 3 nebeneinander angeordnet sind.
  • Die beiden obenstehend erwähnten möglichen Ausgestaltungsweisen werden nachfolgend in Verbindung mit den 5, 8 und 9 anhand einer auf Lichtschranken basierenden Technologie näher erläutert. Sie sind jedoch ohne weiteres auch auf andere Technologien übertragbar. Hierbei ist es von untergeordneter Bedeutung, ob die Erkennungseinrichtungen 3 gemäß derselben oder gemäß voneinander verschiedenen Technologien ausgebildet sind.
  • Gemäß 5 können – rein beispielhaft – die Erkennungseinrichtungen 3 pro Teilbereich 15 je eine Gruppe von Lichtschranken 16, 17 enthalten. Die Lichtschranken 16 sind hierbei einer ersten der Erkennungseinrichtungen 3 zugeordnet, die Lichtschranken 17 einer zweiten der Erkennungseinrichtungen 3. Mittels jeder Gruppe von Lichtschranken 16, 17 ist anhand einer Unterbrechung der jeweiligen Lichtschranke 16, 17 erkennbar, ob der Bediener 4 das Berührfeld 2 im jeweiligen Teilbereich 15 berührt. Durch Auswerten sowohl der horizontalen Gruppen als auch der vertikalen Gruppen kann daher der jeweilige Teilbereich 11 eindeutig bestimmt werden. In der Regel sind pro Gruppe jeweils mehrere Lichtschranken vorhanden (siehe die 8 und 9). In 5 ist pro Gruppe nur eine Lichtschranke 16, 17 dargestellt.
  • Gemäß 8 sind die Gruppen von Lichtschranken 16, 17 übereinander angeordnet, gemäß 9 nebeneinander. Die alternativen Ausgestaltungen der 8 und 9 können hierbei miteinander kombiniert werden, wenn mehr als zwei Erkennungseinrichtungen 3 vorhanden sind.
  • Es ist möglich, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen 3 mindestens eine gemeinsam genutzte Komponente aufweisen. Beispielsweise können die Lichtschranken 16, 17 jeweils eine Leuchtdiode 18 und eine Fotodiode 19 aufweisen und beide Leuchtdioden 18 oder bei Fotodioden 19 einer Gruppe von Lichtschranken 16, 17, die denselben Teilbereich 15 abtasten, mehreren Erkennungseinrichtungen 3 zugeordnet sein. Ebenso ist es beispielsweise möglich, einen Schallsensor oder einen Schallgeber einerseits im Rahmen einer akustischen Pulserkennung und andererseits im Rahmen einer auf Oberflächenwellen basierenden Technologie zu verwenden.
  • Die erfindungsgemäße Eingabeeinrichtung 1 weist viele Vorteile auf. So ist beispielsweise gegenüber konventionellen Tasten kein Verklemmen möglich. Weiterhin ist auf relativ einfache Weise eine hohe Schutzart (beispielsweise IP68) realisierbar. Schließlich ist auf einfache Weise eine optimale Bedienung des Berührfeldes 2 möglich. Denn die Stellen, an denen bestimmte Funktionen ausgelöst werden, können direkt mit einem entsprechenden Informationsgehalt versehen werden. Der Informationsgehalt findet sich hierbei nicht neben der jeweiligen Stelle, die zum Auslösen einer bestimmten Funktion betätigt werden muss, sondern direkt an dieser Stelle.
  • Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
  • Die Eingabeeinrichtung kann z. B. zur Bedienung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters dienen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1460666 A2 [0004]
    • - DE 19946471 A1 [0005]
    • - US 5990772 A [0006]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - „Touchscreen-Technik: Flexibel konfigurierbar und robust zugleich" von Michael Bartelmeß, erschienen in Elektronik 4/2007, Seiten 28 bis 30 [0007]

Claims (16)

  1. Eingabeeinrichtung, – wobei die Eingabeeinrichtung ein Berührfeld (2) zum Berühren durch einen Bediener (4) aufweist, – wobei die Eingabeeinrichtung eine Mehrzahl voneinander unabhängiger Erkennungseinrichtungen (3) aufweist, – wobei mittels jeder der Erkennungseinrichtungen (3) erkennbar ist, ob und ggf. an welcher Stelle das Berührfeld (2) berührt wurde, – wobei die Erkennungseinrichtungen (3) bei ordnungsgemäßem Funktionieren der Eingabeeinrichtung ein Berühren des Berührfeldes (2) gemeinsam und gleichartig erkennen, – wobei die Erkennungseinrichtungen (3) gemäß je einer der für sogenannte Touchscreens bekannten Technologien ausgebildet sind.
  2. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Technologie, gemäß der die Erkennungseinrichtungen (3) ausgebildet sind, eine auf Erkennen eines Widerstands basierende Technologie, eine auf Erkennen einer Kapazität basierende Technologie, eine auf Erkennen eines akustischen Pulses basierende Technologie, eine auf Erkennung durch akustische Oberflächenwellen basierende Technologie oder eine auf Lichtschranken basierende Technologie ist.
  3. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen (3) gemäß derselben Technologie ausgebildet sind.
  4. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen (3) gemäß voneinander verschiedenen Technologien ausgebildet sind.
  5. Eingabeeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen (3) mindestens eine gemeinsam genutzte Komponente aufweisen.
  6. Eingabeeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Berührfeld (2) eine Berührrichtung (5) aufweist und dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen (3) in der Berührrichtung (5) gesehen hintereinander angeordnet sind.
  7. Eingabeeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Berührfeld (2) eine Berührrichtung (5) aufweist, dass mindestens zwei der Erkennungseinrichtungen (3) Teilerkennungseinrichtungen (14) aufweisen, von denen jeweils das Berühren eines Teilbereiches (15) des Berührfeldes (2) erkennbar ist, und dass quer zur Berührrichtung (5) gesehen die Teilerkennungseinrichtungen (14) der mindestens zwei Erkennungseinrichtungen (3) nebeneinander angeordnet sind.
  8. Eingabeeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung eine Vorauswertungseinrichtung (9) aufweist, von der bei Erkennen eines Berührens des Berührfeldes (2) an den Bediener (4) eine Rückmeldung ausgegeben wird.
  9. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldung eine optische Rückmeldung umfasst.
  10. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Rückmeldung ein Hinterleuchten der Stelle umfasst, an der die Berührung erfolgte.
  11. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung eine aus Sicht des Bedieners (4) hinter dem Berührfeld (2) angeordnete Anzeigeeinrichtung (8) aufweist und dass die optische Rückmeldung ein Ansteuern der Anzeigeeinrichtung (8) umfasst, aufgrund dessen eine über die Anzeigeeinrichtung (8) an den Bediener (4) ausgegebene Anzeige an der Stelle, an der die Berührung erfolgte, verändert wird.
  12. Eingabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldung eine akustische Rückmeldung umfasst.
  13. Eingabeeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Berührfeld (2) in druckpunktbehaftete Teilbereiche (11) aufgeteilt ist.
  14. Eingabeeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Berührfeld (2) in eine Vielzahl von Teilbereichen (11) aufgeteilt ist und dass die Teilbereiche (11) aneinander angrenzend angeordnet sind.
  15. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Teilbereiche (11) linear oder flächig ist.
  16. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (11) durch eine erhabene Rasterschablone (12) gegeneinander abgegrenzt sind.
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