DE102009060995A1

DE102009060995A1 - Messelektrodenanordnung zur verbesserten Näherungsdetektion

Info

Publication number: DE102009060995A1
Application number: DE102009060995A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Unterreitmayer; Stefan Donat
Original assignee: Ident Technology AG
Current assignee: Neodron Ltd
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-04-08
Also published as: DE102009060995B4; DE102009016355B3

Abstract

Bereitgestellt wird ein elektrisches Handgerät, welches zumindest eine Sendeelektrode, eine Empfangselektrode und eine zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode angeordnete Kompensationselektrode aufweist, mit welchen eine Annäherung einer Hand an das Handgerät detektierbar ist. Von der Sendeelektrode ist ein erstes elektrisches Wechselfeld und von der Kompensationselektrode ist ein zweites elektrisches Wechselfeld abstrahlbar, wobei das erste elektrische Wechselfeld gegenüber dem zweiten elektrischen Wechselfeld phasenverschoben ist. Das Handgerät kann eine Gerätefernbedienung, ein Mobiltelefon, ein Eingabegerät für eine Spielkonsole oder dgl. sein.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Handgerät, welches sich bei Gebrauch von einem Schlafmodus in einen Aktivmodus versetzen lässt.
In der Technik von elektrischen Geräten und insbesondere von elektrischen Handgeräten besteht der anhaltende Wunsch nach einer verbesserten Energieeffizienz. Insbesondere bei tragbaren Handgeräten, wie etwa Fernbedienungen, welche zur Energieversorgung austauschbare Batterien oder Akkumulatoren vorsehen, ist ein solcher Wunsch verstärkt vorhanden, da Batterien oder Akkumulatoren häufig gewechselt werden müssen. Eine verbesserte Energieeffizienz würde zum einen den Leistungsverbrauch senken, was zu einer höheren Lebensdauer der Batterien oder Akkumulatoren führt, und zum anderen einen vorteilhaften ökologischen Effekt mit sich bringen, da weniger Batterien oder Akkumulatoren der Entsorgung zugeführt werden müssten.
Im Stand der Technik ist es bekannt, Handgeräte bei Nichtgebrauch in einen so genannten Schlafmodus zu versetzen. Im Schlafmodus werden alle Funktionen des Handgerätes deaktiviert, welche nur während einer Bedienphase des Gerätes benötigt werden. Damit kann die Leistungsaufnahme des Gerätes deutlich reduziert werden. Bei Gebrauch des Handgerätes wird dieses in einen Aktivmodus versetzt, in welchem die volle Funktionsfähigkeit des Gerätes zur Verfügung steht.
Um ein Handgerät einerseits in den Schlafmodus zu versetzen und andererseits von Schlafmodus in den Aktivmodus zu bringen, ist es bekannt, Schalter vorzusehen, mit welchen der jeweilige Modus manuell aktivierbar ist. Dies hat den Nach teil, dass Handgeräte auch beim Nichtgebrauch, wie etwa bei einer Computermaus, oft im Aktivmodus verbleiben, da eine manuelle Aktivierung bzw. Deaktivierung des Aktivmodus relativ umständlich erscheint oder einfach vergessen wird. Die gewünschte Verbesserung der Energieeffizienz wird dadurch zu einem großen Teil nicht erreicht.
Um eine manuelle Aktivierung bzw. Deaktivierung des Aktivmodus eines Handgerätes zu vermeiden, schlägt die GB 2 398 138 A vor, am Handgerät einen Aufwachdetektor, welcher einen kapazitiven Sensor umfasst, vorzusehen. Bei Annäherung bzw. Berührung des Handgerätes durch die Hand wird das Handgerät automatisch in den Aktivmodus versetzt. Bei Entfernen der Hand vom Handgerät wird dieses automatisch in den Schlafmodus versetzt. Zur Detektion der Annäherung der Hand wird die sich mit der Annäherung verändernde Kapazität des kapazitiven Sensors gemessen, wobei eine vorbestimmte Kapazität die Schaltschwelle für den Aufwachdetektor bildet.
Versuche haben ergeben, dass ein derartiger Aufwachdetektor den Nachteil aufweist, dass die Annäherung einer Hand an den Aufwachdetektor nicht zuverlässig detektiert wird oder im schlechtesten Fall sogar falsch detektiert wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Handgerät auf einem elektrisch leitenden Material, etwa einem Tisch mit einer Metallplatte abgelegt ist. Der Aufwachdetektor kann dann den elektrisch leitfähigen Untergrund nicht zuverlässig von einer Hand unterscheiden. Daher besteht die Gefahr, dass der Aufwachdetektor fälschlicherweise eine Hand detektiert, sodass der Aufwachdetektor das Handgerät in den Aktivmodus versetzt. Dies führt wiederum dazu, dass nur ein Teil der gewünschten Verbesserung der Energieeffizienz erreicht wird.
Ein weiterer Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen besteht darin, dass die Annäherung an unterschiedliche Bereiche eines Handgerätes oder eine Annäherung aus unterschiedlichen Richtungen nicht detektierbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Lösungen für ein elektrisches Handgerät zu schaffen, durch welche die Annäherung einer Hand an das Handgerät zuverlässig detektierbar ist und zudem bestimmbar ist an welche Bereiche eines Handgerätes eine Annäherung stattfindet bzw. aus welcher Richtung eine Annäherung erfolgt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches Handgerät nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Demnach wird ein elektrisches Handgerät bereitgestellt, aufweisend mindestens eine Sendeelektrode, mindestens eine Empfangselektrode und mindestens eine zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode angeordnete Kompensationselektrode, mit welchen die Annäherung einer Hand an das Handgerät detektierbar ist,

– wobei von der Sendeelektrode ein erstes elektrisches Wechselfeld und von der Kompensationselektrode ein zweites elektrisches Wechselfeld abstrahlbar sind, wobei das erste elektrische Wechselfeld gegenüber dem zweiten elektrischen Wechselfeld phasenverschoben ist und wobei die elektrischen Wechselfelder in die Empfangselektrode einkoppelbar sind,
– wobei die in die Empfangselektrode eingekoppelten elektrischen Wechselfelder einen Strom in der Empfangselektrode erzeugen, welcher für die Annäherung der Hand an das Handgerät repräsentativ ist.

Das Handgerät kann auf einer Ablagefläche ablegbar sein, wobei die elektrischen Wechselfelder in die Ablagefläche einkoppelbar sind und wobei die Sendeelektrode und die Empfangselektrode am Handgerät derart angeordnet sind, dass die Summe der Impedanzen zwischen Sendeelektrode und Empfangselektrode, welche aus

– der Impedanz zwischen der Sendeelektrode und der Ablagefläche,
– der Impedanz der Ablagefläche und
– der Impedanz zwischen der Ablagefläche und der Empfangselektrode

₀

Indem zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode mindestens eine Kompensationselektrode angeordnet ist, wird es in einfacher und zuverlässiger Weise möglich, die Annäherung einer Hand an das Handgerät zu detektieren, selbst wenn das Handgerät auf einer elektrisch leitfähigen Ablagefläche abgelegt ist. Durch die entsprechende Anordnung der Sendeelektrode und der Empfangselektrode, bei welcher die Impedanz zwischen Sendeelektrode und Empfangselektrode einen vorbestimmten Wert Z₀ übersteigt, reicht der durch die elektrischen Wechselfelder in der Empfangselektrode erzeugte Strom nicht aus, um das Handgerät von einem Schlafmodus in einen Betriebs- oder Aktivmodus zu versetzen. Mit Hilfe des an der Kompensationselektrode emittierten elektrischen Wechselfeldes wird zudem ein ausreichend großer Strom von der Sendelektrode zur Empfängerelektrode (etwa über die Wandung des Handgerätes) verhindert, welcher ausreichen würde, das Handgerät in den Aktivmodus zu versetzen.
Eine Annäherung kann eine Verringerung des Abstand zwischen Hand und Handgerät und/oder eine Veränderung der Position der Hand relativ zu den Elektroden umfassen.
Die Sendeelektrode und die Kompensationselektrode können mit einer elektrischen Wechselgröße einer vorbestimmten Frequenz und einer vorbestimmten Amplitude beaufschlagt werden, wobei die elektrische Wechselgröße an der Sendeelektrode gegenüber der elektrischen Wechselgröße an der Kompensationselektrode phasenverschoben ist. Die Amplitude der elektrischen Wechselgröße an der Sendeelektrode kann verschieden von der Amplitude der elektrischen Wechselgröße an der Kompensationselektrode sein.
Mit zunehmender Annäherung einer Hand an das Handgerät erfährt das über die Hand von der Sendelektrode zur Empfangselektrode übertragene elektrische Wechselfeld eine zunehmend schwächere Kompensation durch das elektrische Wechselfeld der Kompensationselektrode.
Die Ablagefläche umfasst auch Anlageflächen. Eine Anlagefläche kann etwa eine Wand sein, an welcher das Handgerät in Form eines schwenkbaren Hebels angeordnet ist.
Bereitgestellt wird zudem ein elektrisches Handgerät, aufweisend mehrere Elektrodenstrukturen, welche jeweils mindestens eine Sendeelektrode, mindestens eine Empfangselektrode und mindestens eine zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode angeordnete Kompensationselektrode aufweisen, wobei mit jeder der mehreren Elektrodenstrukturen eine Annäherung einer Hand an das Handgerät detektierbar ist, wobei jede der mehreren Elektrodenstrukturen derart ausgestaltet ist, dass

– von der Sendeelektrode ein erstes elektrisches Wechselfeld und von der Kompensationselektrode ein zweites elektrisches Wechselfeld abstrahlbar sind, wobei das erste elektrische Wechselfeld gegenüber dem zweiten elektrischen Wechselfeld phasenverschoben ist und wobei die elektrischen Wechselfelder in die Empfangselektrode einkoppelbar sind,
– die in die Empfangselektrode eingekoppelten elektrischen Wechselfelder einen Strom in der Empfangselektrode erzeugen, welcher für die Annäherung der Hand an die Elektrodenstruktur am Handgerät repräsentativ ist.

Die Sendeelektrode und die Empfangselektrode der Elektrodenstrukturen können am Handgerät jeweils derart angeordnet sein, dass die Summe der Impedanzen zwischen Sendeelektrode und Empfangselektrode, welche aus

Das Vorsehen mehrerer solcher Elektrodenstrukturen ermöglicht es in vorteilhafter Weise die Annäherung einer Hand an mehreren Bereichen des Handgerätes zu detektieren bzw. die Richtung der Annäherung zu ermitteln.
Die mehreren Elektrodenstrukturen können mit einer Auswerteelektronik gekoppelt sein, wobei die Auswerteelektronik ausgestaltet ist, zeitlich nacheinander die Annäherung einer Hand an jede der mehreren Elektrodenstrukturen auszuwerten.
Die mehreren Elektrodenstrukturen können auch mit jeweils einer Auswerteelektronik gekoppelt sein, wobei jede Auswerteelektronik ausgestaltet ist die Annäherung einer Hand an die jeweilige angekoppelte Elektrodenstruktur auszuwerten.
Vorteilhaft ist es, wenn die Sendeelektrode, die Kompensationselektrode und die Empfangselektrode jeder der mehreren Elektrodenstrukturen derart am Handgerät angeordnet sind, dass sie bei auf der Ablagefläche abgelegtem Handgerät die Ablagefläche nicht berühren.
Mit dieser vorteilhaften Anordnung wird vermieden, dass ein galvanischer Kontakt zwischen der Sendelektrode und der Empfangselektrode hergestellt wird, wenn das Handgerät auf einer elektrisch leitfähigen Ablagefläche abgelegt wird, was die Sensitivität der Detektion verringern könnte.
Die Sendeelektrode, die Kompensationselektrode und die Empfangselektrode jeder der mehreren Elektrodenstrukturen können auf der Oberfläche des Handgerätes angeordnet sein.
Die Sendeelektrode, die Kompensationselektrode und die Empfangselektrode jeder der mehreren Elektrodenstrukturen können auch auf der der Ablagefläche zuwandten Seite des Handgerätes angeordnet sein.
Die Oberfläche des Handgerätes schließt auch die Außenflächen des Handgerätes mit ein. So können etwa einzelne oder alle Elektrode für den Bediener sichtbar an den Außenflächen angeordnet werden. Einzelne. oder alle Elektrode können aber auch direkt unterhalb der Oberfläche des Handgerätes angeordnet sein, sodass diese vom Bediener nicht sichtbar sind und einen zusätzlichen Schutz der Elektroden mit sich bringt.
Vorteilhafterweise überlagert bei jeder der mehreren Elektrodenstrukturen das an der Kompensationselektrode abgestrahlte elektrische Wechselfeld das an der Sendeelektrode abgestrahlte elektrische Wechselfeld zumindest teilweise, was eine Reduzierung des Pegels des durch die Überlagerung resultierenden elektrischen Wechselfeldes bewirkt und was zu einer Reduzierung des in der Empfangselektrode erzeugten Stroms führt.
Ein weiterer Vorteil der Kompensationselektrode besteht darin, dass neben dem elektrischen Wechselfeld, welches von der Sendelektrode emittiert wird, auch das an der Kompensationselektrode emittierte elektrische Wechselfeld in die Ablagefläche eingekoppelt wird, sodass unabhängig von dem Material der Ablagefläche das an der Kompensationselektrode emittierte elektrische Wechselfeld auf das elektrische Wechselfeld einwirkt, welches von der Sendelektrode emittiert wird. Damit kann eine Annäherung einer Hand unabhängig vom Material der Ablagefläche zuverlässig detektiert werden.
Bei jeder der mehreren Elektrodenstrukturen kann eine erste Annäherung einer Hand an das Handgerät eine Änderung der Summe der Impedanzen zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode, welche zwischen dem vorbestimmten Wert Z₀ und einem weiteren vorbestimmten Wert Z₁ liegt, mit Z₀ > Z₁, und wel che geeignet ist, den in der Empfangselektrode erzeugten Strom über den vorbestimmten Wert I₀ zu bringen, bewirken.
Die erste Annäherung kann etwa einen Abstand der Hand zu den Elektroden und/oder eine Position der Hand relativ zu den Elektroden umfassen.
Bei jeder der mehreren Elektrodenstrukturen kann eine zweite Annäherung der Hand an das Handgerät bewirkt eine Änderung der Summe der Impedanzen zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode, welche unter dem weiteren vorbestimmten Wert Z₁ liegt und welche geeignet ist, den in der Empfangselektrode erzeugten Strom über eine zweiten vorbestimmten Wert I₁ zu bringen, mit I₁ > I₀, bewirken.
Die zweite Annäherung kann ebenfalls einen Abstand der Hand zu den Elektroden und/oder eine Position der Hand relativ zu den Elektroden umfassen, wobei die zweite Annäherung verschieden von der ersten Annäherung ist. So kann etwa der Abstand der Hand zu den Elektroden bei der zweiten Annäherung geringer sein als bei der ersten Annäherung um einen Anstieg der Stromstärke in der Empfangselektrode über den vorbestimmten Wert I₁ zu bewirken.
Ebenso kann der Anstieg der Stromstärke in der Empfangselektrode über den vorbestimmten Wert I₁ durch die Position der Hand relativ zu den Elektroden bewirkt werden, selbst wenn der Abstand der Hand bei der zweiten Annäherung geringer ist als bei der ersten Annäherung.
Die Anordnung der Elektroden hat den Vorteil, dass bei einer Annäherung der Hand an das Handgerät bzw. das Umgreifen des Handgerätes die Impedanz zwischen Sendelektrode und Empfangselektrode derart abnimmt, dass das in die Empfangselektrode eingekoppelte elektrische Wechselfeld ausreicht um den in der Empfangselektrode erzeugten Strom über einen ersten Wert I₀ (bei Annähe rung) bzw. über einen zweiten Wert I₁ (bei Umgreifen bzw. noch weiterer Annäherung) zu bringen.
Damit lassen sich in vorteilhafter Weise mit einer mit der Empfangselektrode gekoppelten Steuerungseinrichtung ein Schlafmodus, ein Einschaltmodus und ein Aktivmodus des Handgerätes herbeiführen, wobei als Schwellwerte die Ströme I₀ und I₁ dienen. Das Vorsehen eines Einschaltmodus (als Zwischenzustand zwischen dem Schlafmodus und dem Aktivmodus) hat zudem den Vorteil, dass bereits bei entsprechender Annäherung einer Hand das Handgerät für den Aktivmodus vorbereit werden kann, etwa durch Starten eines Initialisierungsvorganges. Das Gefühl einer verzögerten Aktivierung kann damit beim Benutzer des Handgerätes vermieden werden.
Besonders vorteilhaft ist es, die Sendeelektrode, die Empfangselektrode und die Kompensationselektrode zumindest einer der mehreren Elektrodenstrukturen so auszulegen, dass die Annäherung der Hand an das Handgerät

– einen Pegelanstieg des durch die Überlagerung resultierenden elektrischen Wechselfeldes, und
– eine Verringerung der Impedanz zwischen Sendeelektrode und Empfangselektrode bewirkt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn hierbei das Verhältnis des Pegels P₁ des resultierenden Wechselfeldes bei der ersten Annäherung zum Pegel P₂ des resultierenden Wechselfeldes bei der zweiten Annäherung kleiner ist als das Verhältnis der Impedanz Z₂ zwischen Sendeelektrode und Empfangselektrode bei der zweiten Annäherung zur Impedanz Z₁ zwischen Sendeelektrode und Empfangselektrode bei der ersten Annäherung. Pegel und Impedanzen bei der ersten und zweiten Annäherung verhalten sich zueinander wie folgt:
Dadurch wird in vorteilhafter Weise sicher gewährleistet, dass bei zunehmender Annäherung der Hand an das Handgerät auch eine Aktivierung des Einschaltmodus bzw. des Aktivmodus durchgeführt wird, weil sich die Sensitivität der Elektrodenanordnung am Handgerät durch die Annäherung der Hand zunehmend verbessert.
Die Sendeelektrode, die Empfangselektrode und die Kompensationselektrode zumindest einer der mehreren Elektrodenstrukturen können asymmetrisch angeordnet sein um eine links/rechts-Unterscheidung der Annäherung der Hand zu bewerkstelligen. In Abhängigkeit der Unterscheidung kann auch eine vorbestimmte Gerätefunktion ausführbar sein.
Mit einer links/rechts-Unterscheidung der Annäherung an das Handgerät kann in vorteilhafter Weise auch eine Unterscheidung zwischen Rechtshänder und Linkshänder vorgenommen werden, um etwa eine Menüführung auf einem am Handgerät angeordneten Display entsprechend links oder rechts auf dem Display anzuordnen.
Das von zumindest einer Kompensationselektrode der mehreren Elektrodenstrukturen abgestrahlte elektrische Wechselfeld kann für eine Anpassung des vorbestimmten Wertes I₀ in Abhängigkeit von dem des Handgerät umgebende elektrische Feld vorgesehen sein.
Der Schwellwert des Stromes, welcher ausreicht, um das Handgerät von dem Schlafmodus in den Einschaltmodus bzw. Aktivmodus zu versetzen, kann so durch das Handgerät selbst an verschiedene Materialien der Ablagefläche angepasst werden.
Mir der Anordnung mehrerer Elektrodenstrukturen an einem Handgerät kann etwa in besonders einfacher Weise detektiert werden, ob ein Benutzer ein Handgerät mit einer Hand oder mit beiden Händen, bevorzugt an bestimmten Stellen des Handgerätes hält.
Das Handgerät kann eine Gerätefernbedienung, ein Mobiltelefon, ein Eingabegerät für eine Spielkonsole oder dgl. sein.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt
1 ein Handgerät mit einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung (Ansicht von unten sowie jeweils ein Schnitt entlang der Quer- und Längsachse);
2a–2b ein Handgerät in der Seitenansicht, im Schlafmodus (ohne Hand), im Einschaltmodus (bei Annäherung einer Hand) und im Aktivmodus (bei Umgreifen des Handgerätes durch die Hand);
3 eine Prinzip-Skizze zur Veranschaulichung der Feldüberrückung;
4 eine asymmetrische Elektrodenanordnung (oben) zur rechts/links-Unterscheidung mit zwei entsprechenden Verläufen des Stromes an der Empfangselektrode (unten);
5 eine alternative Elektrodenanordnung an einem Handgerät;
6 ein Eingabegeräte mit zwei Zonen an welchen jeweils eine Elektrodenstruktur vorgesehen ist; und
7 Beispiele für die Detektion einer Annäherung an ein Handgerät bzw. einer Berührung eines Handgerätes mit mehreren Elektrodenstrukturen.
Zunächst wird die prinzipielle Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Detektion einer Annäherung z. B. einer Hand an ein Handgerät erläutert.
Erfindungsgemäß sind für die Detektion einer Annäherung drei Elektroden vorgesehen. Diese drei Elektroden werden mit Sendeelektrode SE, Empfangselektrode EE und Kompensationselektrode KE bezeichnet. Die Empfangselektrode EE ist am Signaleingang einer Auswerteeinrichtung bzw. einer Steuerungseinrichtung angeschlossen. Die Sendeelektrode SE und die Kompensationselektrode KE sind jeweils mit einem Signalgenerator gekoppelt, welcher eine elektrische Wechselgröße einer bestimmten Frequenz und Amplitude bereitstellt. Diese elektrische Wechselgröße wird im Folgenden als Wechselsignal oder elektrisches Wechselsignal bezeichnet.
Die Elektroden SE, EE und KE sind beispielsweise an der Unterseite eines Handgerätes, etwa einer Fernbedienung angeordnet. Vorzugsweise ist dabei die Kompensationselektrode KE zwischen der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE angeordnet, wie beispielsweise in 1 oder 5 gezeigt.
Die Sendelektrode SE wird vom Signalgenerator mit einem elektrischen Wechselsignal beaufschlagt, welches eine Frequenz von etwa zwischen 50 KHz und 300 KHz haben kann und eine Amplitude besitzt, welche den Wert von 20 V nicht überschreiten sollte, um beim Benutzer keinen unangenehmen Sinneseindruck zu erwecken.
Die Kompensationselektrode KE wird ebenfalls mit einem elektrischen Wechselsignal beaufschlagt, welches vorzugsweise die Wellenform und die Frequenz des elektrischen Wechselsignals hat, mit welchem die Sendelektrode SE beaufschlagt wird. Das elektrische Wechselsignal der Kompensationselektrode KE ist gegenüber dem elektrischen Wechselsignal der Sendelektrode SE phasenverschoben. Die Phasenverschiebung kann etwa mit einem Phasenschieber bewerkstelligt wer den, welcher zwischen dem Signalgenerator und der Sendeelektrode oder der Kompensationselektrode angeordnet ist.
Die Sendelektrode SE bzw. das ihr beaufschlagte elektrische Wechselsignal ist so ausgelegt, dass das von der Sendelektrode SE emittierte elektrische Wechselfeld in die Empfangselektrode EE einkoppelbar ist. Die Kompensationselektrode KE bzw. das an ihr beaufschlagte elektrische Wechselsignal ist so ausgelegt, dass das von ihr emittierte elektrische Wechselfeld ebenfalls in die Empfangselektrode EE einkoppelbar ist. Durch das an der Kompensationselektrode KE emittierte elektrische Wechselfeld, welches phasenverschoben zum von der Sendelektrode emittierten elektrischen Wechselfeld ist, wird der Pegel des an der Empfangselektrode EE einwirkenden elektrischen Wechselfelds reduziert bzw. bei einer gegenphasigen Überlagerung (nahezu) ausgelöscht.
Durch die Annäherung einer Hand an die Elektroden wird das an der Empfangselektrode EE einwirkende elektrische Wechselfeld so verändert, dass dieses an der Empfangselektrode EE einen Strom erzeugt, welcher repräsentativ für die Annäherung einer Hand an die Elektroden ist. Bei sich annähernder Hand an die Elektroden wird die Koppelung zwischen Sendelektrode SE und Empfangselektrode EE durch die Hand zunehmend besser. Diese zunehmend besser werdende Koppelung führt dazu, dass in der Empfangselektrode der Strom ansteigt. Der Zusammenhang zwischen einer sich annähernden Hand und dem an der Empfangselektrode erzeugten Strom wird mit Bezug auf 2a bis 2c näher beschrieben.
Das Gesamtsystem ist so ausgelegt, dass, solange keine Hand in der Nähe der Elektroden ist, der an der Empfangselektrode EE erzeugte Strom einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet. Dies wird dadurch entsprechende Anordnung der Sendelektrode SE und der Empfangselektrode EE am Gehäuse erreicht. Die Anordnung erfolgt derart, dass die Impedanz zwischen Sendelektrode SE und Empfangselektrode EE groß genug ist, damit in der Empfangselektrode EE ledig lich ein Strom erzeugt wird, welcher nicht ausreicht, das Gerät vom Schlafmodus in den Einschaltmodus zu überführen.
Das Prinzip der Näherungsdetektion liegt in der Erfassung eines ausreichend großen elektrischen Wertes, welcher repräsentativ für die Admittanz zwischen der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE ist. Dies wird durch Messung der Stromstärke im Empfänger bzw. an der Empfangselektrode EE bewerkstelligt. Prinzipiell gilt, dass die gemessene Stromstärke zwischen Sendeelektrode SE und Empfangselektrode EE mit Vergrößerungen der Elektrodenflächen zunimmt und mit Vergrößerung der aktuellen Elektrodenabstände abnimmt. Es gelten also ähnliche Gesetze wie für die wirksame Kapazität in einem Plattenkondensator.
Um eine besonders gute Detektion einer sich annähernden Hand zu gewährleisten, ist ein Kompensationsstrom in dem Übertragungssystem zwischen Sendeelektrode SE und Empfangselektrode EE vorgesehen. Dieser (zum Sendestrom phasenverschobene bzw. gegenphasige) Kompensationsstrom überlagert sich dem Sendestrom. Die Freiheitsgrade zur Festlegung der Kompensationsstromstärke liegen in erster Linie in den Abmessungen der angeschlossenen Elektrodenflächen. In zweiter Linie kann die Phase des Kompensationsstromes (in Bezug zum Sendestrom) variiert werden. Schließlich kann auch eine Anpassung des Wechselsignals hinsichtlich Frequenz und/oder Spannung erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Anzahl der verfügbaren Freiheitsgrade reduziert, indem sie nur mit fest eingeprägten Spannungen an der Sendeelektrode SE und an der Kompensationselektrode KE arbeitet.
Weitere Freiheitsgrade entfallen, wenn der Grobabgleich des Messsystems nur einmal bei der Auslegung des Gesamtsystems erfolgt. Dieser Grobabgleich besteht zum einen in der einmaligen Festlegung von Anordnung und Profil aller ausgeführten Elektroden an dem Handgerät und zum anderen in der einmaligen Einstellung der Phasendifferenz zwischen dem Sende- und Kompensationssignal.
Die verbleibenden Freiheitsgrade werden für einen Feinabgleich der Messanordnung verwendet. Sie liegen z. B. in einer dynamischen Feinjustierung der Phasendifferenz zwischen dem Sende- und Kompensationssignal und/oder in der Lageverschiebung von Schwellwertpunkten, die typischerweise eingesetzt werden für die Übersetzung einer analogen Übertragungsgröße in eine logisch abgeleitete Schaltfunktion. Die Berechnung dieser elektrischen Schwellwertpunkte kann sich ableiten lassen etwa aus fest vorgegebenen Richtwerten in der steuernden Firmware und/oder aus bereits validierten gemessenen Größen und/oder Messprofilen, welche beispielsweise zyklisch fest im Speicherbereich der auswertenden Digitalisierung abgelegt werden. In den Feinabgleich können auch Messwerte aus der Vergangenheit einfließen.
Die genaue Anordnung der einzelnen Elektroden am Gehäuse bzw. die jeweiligen Abmessungen sowie die genauen Eigenschaften (Frequenz und Amplitude) des elektrischen Wechselsignals, mit welchem die Sendeelektrode SE und die Kompensationselektrode KE beaufschlagt werden, hängen von der konkreten Geräteform und deren Größe ab. Elektrodenanordnung, Elektrodenabmessungen und Eigenschaften des Wechselsignals können für ein konkretes Gerät empirisch ermittelt werden und gegenseitig so aufeinander abgestimmt werden, dass die oben beschriebenen Voraussetzungen hinsichtlich des an der Empfangselektrode EE erzeugten Stroms eine zuverlässige Detektion ermöglichen.
Ein Beispiel einer möglichen Elektrodenanordnung an der Unterseite eines Handgerätes wird mit Bezug auf 1 beschrieben.
1 zeigt eine mögliche Anordnung der Sendeelektrode SE, Empfangselektrode EE und Kompensationselektrode KE an einer Gerätefernbedienung (Ansicht auf die Geräteunterseite sowie jeweils ein Schnitt entlang der Quer- und Längsachse der Gerätefernbedienung). Zwischen Sendeelektrode SE und Empfangselektrode EE ist die Kompensationselektrode KE angeordnet. Das auf die Empfangselektro de EE einwirkende elektrische Wechselfeld wird in Abhängigkeit des an der Kompensationselektrode KE emittieren elektrischen Wechselfeldes gedämpft bzw. ausgelöscht.
Aus 1 ist ebenfalls ersichtlich, dass die Elektroden und insbesondere die Sendeelektrode SE und die Empfangselektrode EE derart an der Geräteunterseite angeordnet sind, dass diese bei Ablage auf einer Ablagefläche diese nicht berühren. Diese Anordnung ist insbesondere bei elektrisch leitfähigen Ablageflächen wichtig, um einen direkten Strompfad zwischen Sendeelektrode SE und Empfangselektrode EE zu vermeiden, welcher sich dem Einflussbereich der Kompensationselektrode KE entziehen könnte.
Die beiden in 1 gezeigten Kompensationselektroden KE können elektrisch miteinander verbunden werden. Alternativ kann eine der beiden Kompensationselektroden KE auch für die Feinjustierung des Systems vorgesehen werden. Hierzu müssen die beiden Kompensationselektroden KE nicht elektrisch miteinander verbunden sein.
Mit Hilfe der in 2a bis 2c gezeigten Abbildungen wird die Funktionsweise der Elektrodenanordnung näher erläutert.
2a zeigt eine Gerätefernbedienung abgelegt auf einer Ablagefläche ohne Annäherung einer Hand. Die Gerätefernbedienung befindet sich im ”Schlafmodus”, in welchem der Leistungsbezug durch die Gerätefernbedienung auf ein Minimum reduziert werden kann.
2b zeigt die Gerätefernbedienung, an welche sich eine Hand annähert. Die Gerätefernbedienung ”erwacht” hierbei aus dem Schlafmodus und geht in einen ”Einschaltmodus” über. Im Einschaltmodus können diverse Aktivierungs- oder Initialisierungsfunktionen durchgeführt werden, sodass bei vollem Umfassen der Gerätefernbedienung diese voll funktionsfähig zur Verfügung steht.
2c zeigt die Gerätefernbedienung, welche von einer menschlichen Hand gehalten wird. Die Gerätefernbedienung befindet sich nun im ”Aktivmodus” und steht uneingeschränkter Form voll funktionstüchtig zur Verfügung.
Die Sendelektrode SE und Empfangselektrode EE sind derart an der Gehäuseunterseite angeordnet (vgl. auch 1), dass die Summe der Impedanzen zwischen Sendelektrode SE und Empfangselektrode EE groß genug ist, damit das emittierte Feld der Sendeelektrode SE in jedem Falle eine ausreichende Signaldämpfung erfährt. Durch die Signaldämpfung wird in der Empfangselektrode EE lediglich einen Strom zu erzeugen, welcher nicht ausreicht, das Gerät vom Schlafmodus in den Einschaltmodus zu überführen. Die Elektrodengeometrie dieser beiden Elektroden sowie die Anordnung zueinander kann bei vorbestimmter Generatorspannung und Generatorfrequenz einfach auf empirische Weise ermittelt werden. So können etwa die Elektrodenfläche der einzelnen Elektroden und/oder der Abstand zwischen den Elektroden und/oder die Lage der Elektroden zueinander und/oder das Elektrodenmaterial angepasst werden, um eine entsprechende Impedanz zwischen Sendelektrode SE und Empfangselektrode EE zu erreichen.
Die Summe der Impedanzen zwischen Sendelektrode SE und Empfangselektrode EE setzt sich zusammen aus

– Impedanz zwischen Sendeelektrode SE und Ablagefläche,
– Impedanz der Ablagefläche selbst, und
– Impedanz zwischen Ablagefläche und Empfangselektrode EE.

Die Impedanz der Ablagefläche kann dabei fast Null sein.
Ist die Ablagefläche aus einem elektrisch leitenden Material, wird die bessere Kopplung zwischen Sendeelektrode SE und Empfangselektrode EE durch die Einstrahlung des Signals der Kompensationselektrode KE (deren emittiertes elektrisches Wechselfeld ja ebenfalls auf die Ablagefläche einwirkt) aufgehoben. Bei den an der Empfangselektrode EE erzeugten Stromstärken ergibt sich kein wesentlicher Unterschied in Abhängigkeit vom Ablagematerials.
Ein zum ”Aufwecken” ausreichend großer Strom von der Sendeelektrode SE zur Empfangselektrode EE über die Oberfläche und/oder die Wandung der Gerätefernbedienung wird mit Hilfe des emittierten elektrischen Wechselfeldes der Kompensationselektrode KE verhindert.
Nähert sich eine menschliche Hand (wie in 2b gezeigt) der Gerätefernbedienung, überschreitet der Strom in der Empfangselektrode eine vorbestimmte Schwelle I₀ zum Einschalten bzw. Aufwecken der Gerätefernbedienung. Die Schwelle I₀ wird vorzugsweise unter Berücksichtigung der die Gerätefernbedienung umgebenden E-Feld-Charakteristik bestimmt, wofür eine weitere Kompensationselektrode KE zur Feinjustierung vorgesehen werden kann.
Der erhöhte Stromfluss ergibt sich bei sich annähernder Hand aus der sich verringernden Signaldämpfung zwischen der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE. Hierfür spielen zwei Effekte eine wesentliche Rolle:

a) Die Kopplung von der ersten Elektrode zum Daumen wird immer besser (je nachdem, mit welcher Hand die Gerätefernbedienung angefasst wird, ist die erste Elektrode die Sendelektrode SE oder die Empfangselektrode EE). Die Hand hat vom Daumen zu den vier Fingern eine sehr geringe Impedanz. Die Kopplung von den vier Fingern zur zweiten Elektrode wird ebenfalls immer besser.
b) Der Signalpfad (Sende-/Empfangselektrode-Hand-Empfangs-/Sendeelektrode) führt um die Kompensationselektrode KE herum, sodass der Einfluss des elektrischen Wechselfeldes der Kompensationselektrode KE auf das an der Empfangselektrode EE eingekoppelte elektrische Wechselfeld abnimmt.

Damit erfährt also das über die Hand von der Sendelektrode SE zur Empfangselektrode EE übertragene Wechselfeld eine zunehmend schwächere Kompensation durch das elektrische Wechselfeld der Kompensationselektrode KE. Wichtig ist hierbei, dass die Wirkung der Kompensationselektrode KE im Gesamtsystem nicht zu dominant ausgestaltet ist, da ansonsten eine Annäherung der menschlichen Hand „elektrisch verdeckt” werden würde.
Wird zu einem etwas späteren Zeitpunkt die Gerätefernbedienung nun letztendlich von einer menschlichen Hand ganz umfasst (vgl. 2c), so überschreitet der Strom in der Empfangselektrode EE eine weitere vorbestimmte Schwelle I₁ zum vollständigen Aktivieren der Gerätefernbedienung. Die Schwelle I₁ wird ebenfalls vorzugsweise unter Berücksichtigung der die Gerätefernbedienung umgebenden E-Feld-Charakteristik bestimmt, welche das Gerät zuvor auf der Ablage ohne Annäherung einer menschlichen Hand besaß.
Vorteilhaft ist es, wenn die Elektroden so zueinander angeordnet werden, dass sich Pegel und Impedanzen wie folgt zueinander verhalten:
wobei

P₁: der Pegel des resultierenden Wechselfeldes bei der ersten Annäherung (= Annäherung der Hand, bei welcher das Gerät vom Schlafmodus in den Einschaltmodus übergeht),
P₂: der Pegel des resultierenden Wechselfeldes bei der zweiten Annäherung (= Annäherung der Hand, bei welcher das Gerät vom Einschaltmodus in den Aktivmodus übergeht),
Z₁: die Impedanz zwischen Sendeelektrode und Empfangselektrode bei der ersten Annäherung, und
Z₂: die Impedanz zwischen Sendeelektrode und Empfangselektrode bei der zweiten Annäherung sind.

Eine Elektrodenanordnung, welche diese Voraussetzung erfüllt, kann empirisch ermittelt werden. Damit kann mit zunehmender Annäherung der Hand an das Gerät die Sensitivität der Elektrodenanordnung verbessert werden.
Das von der Kompensationselektrode KE emittierte elektrische Wechselfeld trägt bei der nahezu direkten Kopplung (wenn die Hand die Gerätefernbedienung voll-ständig umfasst) von Sendeelektrode SE und Empfangselektrode EE über die menschlichen Hand nur unwesentlich zu einer Pegelreduzierung im Empfänger bei.
In 3 ist anhand einer Prinzip-Skizze die Koppelung von Sendeelektrode SE und Empfangselektrode EE gezeigt.
Das an der Sendeelektrode SE abgestrahlte elektrische Wechselfeld wird in den Finger eingekoppelt. Ein Teil des elektrischen Wechselfeldes der Sendeelektrode SE wird aber auch in die Empfangselektrode EE eingekoppelt. Das an der Kompensationselektrode KE abgestrahlte elektrische Wechselfeld (als gestrichelte Pfeile dargestellt) wird ebenfalls zum Teil in den menschlichen Finger und zum Teil in die Empfangselektrode EE eingekoppelt.
Der Einfluss des elektrischen Wechselfeldes der Kompensationselektrode KE auf das elektrische Wechselfeld der Sendeelektrode SE außerhalb des Fingers (mit Bezugszeichen 30 versehen) bleibt erhalten. Das von der Sendeelektrode SE abgestrahlte Wechselfeld, welches direkt auf die Empfangselektrode EE einwirkt erfährt durch das Wechselfeld der Kompensationselektrode KE eine effektive Pegelreduzierung.
Der Einfluss des elektrischen Wechselfeldes der Kompensationselektrode KE auf das elektrische Wechselfeld der Sendeelektrode SE im Finger (mit Bezugszeichen 40 versehen) hingegen ist geringer, was zu einer effektiven Erhöhung des Stromes an der Empfangselektrode EE führt. Dies kann etwa erreicht werden, indem die Sendeelektrode SE und die Kompensationselektrode KE so ausgelegt werden, dass die elektrische Feldstärke an der Kompensationselektrode KE geringer ist als die elektrische Feldstärke an der Sendeelektrode SE. Somit wird über den Finger eine Koppelung zwischen Sendeelektrode SE und die Empfangselektrode EE hergestellt, welche sich dem Einflussbereich der Kompensationselektrode zumindest teilweise entzieht.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Kompensationselektrode auch zur Bestimmung der Eigenschaften des die Gerätefernbedienung umgebenden E-Feldes verwendet werden, um damit einen Systemselbstabgleich durchzuführen.
4 zeigt eine asymmetrische Anordnung der Elektroden an der Unterseite einer Gerätefernbedienung. Damit kann eine rechts/links-Unterscheidung einer Annäherung an die Gerätefernbedienung vorgenommen werden. Ein zeitlicher Verlauf des Stromes an der Empfangselektrode EE in Abhängigkeit von der Richtung der Annäherung ist im Diagramm der 4 gezeigt, wobei die Kennlinie 10 eine Annäherung von rechts und die Kennlinie 20 eine Annäherung von links repräsentiert. Dadurch kann auf einfache Weise auch eine Annäherung eines Rechtshänders von der Annäherung eines Linkshänders unterschieden werden.
5 zeigt eine alternative Anordnung der Elektroden an der Unterseite einer Gerätefernbedienung. Die mindestens drei Elektroden SE, KE und EE sind in den Mulden der Rippen eingebracht, die für die einzelnen Finger in der Gerätewandung vorgesehen sind. Auch hierbei wird durch den die Hand gebildeten Strompfad von der Sendelektrode SE zur Empfangselektrode EE das elektrische Wechselfeld der Kompensationselektrode KE umgangen.
Erfindungsgemäß können auch mehrere Sendelektroden SE, Empfangselektroden EE und Kompensationselektroden KE an einer Gerätefernbedienung oder an anderen elektrischen Handgeräten, etwa einer Computermaus vorgesehen werden.
Erfindungsgemäß können auch mehrere Elektrodenstrukturen an einem Handgerät angeordnet werden, wobei jede der Elektrodenstrukturen eine Sendeelektrode, eine Empfangselektrode und eine Kompensationselektrode aufweist. Jede der Elektrodenstrukturen ist vorzugsweise so ausgelegt, dass mit jeder der Elektrodenstrukturen eine Annäherung bzw. Berührung des Handgerätes nach dem beschriebenen Prinzip möglich ist.
Ein Beispiel für ein Handgerät mit zwei Elektrodenstrukturen ist in 6 gezeigt. 6 zeigt stellvertretenden für andere Handgeräte eine Eingabeeinrichtung 100 für eine Spielkonsole. Die Eingabeeinrichtung 100 weist zwei annäherungs- bzw. berührungssensitive Bereiche 110 und 120 auf. In diesen Bereichen ist unterhalb der Gehäuseoberfläche jeweils eine der oben genannten Elektrodenstrukturen angeordnet. Die Elektrodenstrukturen selbst sind in 6 nicht dargestellt. Die Anordnung der Elektroden einer Elektrodenstruktur an der Eingabeeinrichtung kann beispielsweise so gewählt sein wie mit Bezug auf 1 gezeigt.
Beide den sensitiven Bereichen 110 und 120 zugeordneten Elektrodenstrukturen sind mit einer hier nicht gezeigten Auswerteelektronik gekoppelt. Die Auswerteelektronik kann zeitlich nacheinander die Annäherung an eine Elektrodenstruktur abfragen. Dazu kann die Auswerteelektronik etwa mit einem Multiplexer an die Elektrodenstrukturen angekoppelt sein.
Alternativ kann für jede der Elektrodenstrukturen eine eigene Auswerteelektronik vorgesehen sein.
Mit den beiden Elektrodenstrukturen kann nun unterschieden werden, wo die Eingabeeinrichtung 100 angefasst wird. Je nachdem welcher Bereich angefasst wird bzw. an welchen Bereich sich eine Hand oder beide Hände eines Bedieners annähern, kann die Auswerteelektronik unterschiedliche Funktionen der Eingabeeinrichtung aktivieren bzw. Durchführen.
7 zeigt drei Beispiele für die Detektion einer Annäherung an ein Handgerät bzw. einer Berührung eines Handgerätes mit mehreren Elektrodenstrukturen. Beispielhaft wir hier ein sog. ”Game-Controller” 100 gezeigt, welcher, wie in 6 bereits gezeigt, zwei annäherungs- bzw. berührungssensitive Zonen 110 und 120 aufweist. Der Game-Controller 100 soll hier z. B. als Golfschläger für ein Golfspiel dienen, welches an einer Spielkonsole gespielt wird. Ein Golfschläger muss für ein Golfspiel mit beiden Händen gehalten werden, sodass eine Berührung nur der sensitiven Fläche 110 (linke Abbildung in 7) oder nur der sensitiven Fläche 120 (mittlere Abbildung in 7) keine Funktion des Golfschlägers auslöst, bzw. die Spielkonsole Bewegungen des Game-Controller 100 ignoriert. Alternativ kann der Game-Controller 100 den Benutzer darauf hinweisen, dass der Game-Controller 100 mit beiden Händen (rechte Abbildung in 7) gehalten werden muss, um diesen als Golfschläger zu benutzen.
Eine derartige Funktionalität ist nicht nur auf Game-Controller beschränkt, sondern kann für verschiedenste Handgeräte, etwa ein Mobiltelefon oder ein MP3-Spieler vorgesehen werden.
Ebenso können mehr als die mit Bezug auf 6 und 7 gezeigten zwei Elektrodenstrukturen vorgesehen werden.
Eine Kombination mit anderen Sensordaten, welche durch geeignete Einrichtungen im bzw. am Handgerät ermittelt werden, ist möglich. So kann etwa das Schütteln eines MP3-Spielers, was etwa mit Lagesensoren oder Beschleunigungssensoren detektiert werden kann, unterschiedliche Aktionen auslösen, in Abhängigkeit davon, wo der MP3-Spieler gehalten wird. Wird der MP3-Spieler im Bereich der Tastatur gehalten, kann das Schütteln eine Änderung der Abspielreihenfolge der Musikstücke bewirken, während das Halten an dem Display während des Schüttelns eine zufällige Auswahl eines anderen Musikstückes bewirkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- GB 2398138 A [0005]

Claims

Elektrisches Handgerät, aufweisend zumindest eine Sendeelektrode (SE), eine Empfangselektrode (EE) und eine zwischen der Sendeelektrode (SE) und der Empfangselektrode (EE) angeordnete Kompensationselektrode (KE), mit welchen eine Annäherung (D₁, D₂) einer Hand an das Handgerät detektierbar ist, – wobei von der Sendeelektrode (SE) ein erstes elektrisches Wechselfeld (WS) und von der Kompensationselektrode (KE) ein zweites elektrisches Wechselfeld (WK) abstrahlbar sind, wobei das erste elektrische Wechselfeld (WS) gegenüber dem zweiten elektrischen Wechselfeld (WK) phasenverschoben ist und wobei die elektrischen Wechselfelder (WS, WK) in die Empfangselektrode (EE) einkoppelbar sind, und – wobei die in die Empfangselektrode (EE) eingekoppelten elektrischen Wechselfelder (WS, WK) einen Strom (I) in der Empfangselektrode (EE) erzeugen, welcher für die Annäherung (D₁, D₂) der Hand an das Handgerät repräsentativ ist.
Elektrisches Handgerät, aufweisend mehrere Elektrodenstrukturen (ES1, ES2), welche jeweils mindestens eine Sendeelektrode (SE), mindestens eine Empfangselektrode (EE) und mindestens eine zwischen der Sendeelektrode (SE) und der Empfangselektrode (EE) angeordnete Kompensationselektrode (KE) aufweisen, wobei mit jeder der mehreren Elektrodenstrukturen (ES1, ES2) eine Annäherung einer Hand an das Handgerät detektierbar ist, wobei jede der mehreren Elektrodenstrukturen (ES1, ES2) derart ausgestaltet ist, dass – von der Sendeelektrode (SE) ein erstes elektrisches Wechselfeld (WS) und von der Kompensationselektrode (KE) ein zweites elektrisches Wechselfeld (WK) abstrahlbar sind, wobei das erste elektrische Wechselfeld (WS) gegenüber dem zweiten elektrischen Wechselfeld (WK) phasenverschoben ist und wobei die elektrischen Wechselfelder (WS, WK) in die Empfangselektrode (EE) einkoppelbar sind, und – die in die Empfangselektrode (EE) eingekoppelten elektrischen Wechselfelder (WS, WK) einen Strom (I) in der Empfangselektrode (EE) erzeugen, welcher für die Annäherung der Hand an die Elektrodenstruktur (ES1, ES2) am Handgerät repräsentativ ist,
Handgerät nach Anspruch 2, wobei die mehreren Elektrodenstrukturen (ES1, ES₂) mit einer Auswerteelektronik gekoppelt sind und wobei die Auswerteelektronik ausgestaltet ist, zeitlich nacheinander die Annäherung einer Hand an jede der mehreren Elektrodenstrukturen (ES₁, ES₂) auszuwerten.
Handgerät nach Anspruch 2, wobei jede der mehreren Elektrodenstrukturen (ES₁, ES₂) mit jeweils einer Auswerteelektronik gekoppelt ist und wobei jede Auswerteelektronik ausgestaltet ist die Annäherung einer Hand an die jeweilige angekoppelte Elektrodenstruktur (ES₁, ES₂) auszuwerten.
Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Handgerät auf einer Ablagefläche (A) ablegbar ist, wobei die elektrischen Wechselfelder (WS, WK) in die Ablagefläche (A) einkoppelbar sind, und wobei die Sendeelektrode (SE) und die Empfangselektrode (EE) am Handgerät derart angeordnet sind, dass die Summe der Impedanzen zwischen Sendeelektrode (SE) und Empfangselektrode (EE), welche aus – der Impedanz zwischen der Sendeelektrode (SE) und der Ablagefläche (A), – der Impedanz der Ablagefläche (A) und – der Impedanz zwischen der Ablagefläche (A) und der Empfangselektrode (EE) gebildet wird, bei auf der Ablagefläche (A) abgelegtem Handgerät einen vorherbestimmten Wert (Z₀) übersteigt, welcher geeignet ist, den in der Empfangselektrode (EE) erzeugten Strom (I) unter einem vorbestimmten Wert (I₀) zu halten.
Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Elektroden (SE, KE, EE) mit einer Auswerteelektronik gekoppelt sind und wobei die Auswerteelektronik ausgestaltet ist die Annäherung einer Hand an die Elektroden (SE, KE, EE) auszuwerten.
Handgerät nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Sendeelektrode (SE), die Kompensationselektrode (KE) und die Empfangselektrode (EE) derart am Handgerät angeordnet sind, dass sie bei auf der Ablagefläche (A) abgelegtem Handgerät die Ablagefläche nicht berühren.
Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sendeelektrode (SE), die Kompensationselektrode (KE) und die Empfangselektrode (EE) auf der Oberfläche des Handgerätes angeordnet sind.
Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sendeelektrode (SE), die Kompensationselektrode (KE) und die Empfangselektrode (EE) auf der der Ablagefläche zugewandten Seite des Handgerätes angeordnet sind.
Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das an der Kompensationselektrode (KE) abgestrahlte zweite elektrische Wechselfeld (WK) das an der Sendeelektrode (SE) abgestrahlte erste elektrische Wechselfeld (WS) zumindest teilweise überlagert und eine Pegelreduzierung des durch die Überlagerung resultierenden elektrischen Wechselfeldes be wirkt, was zu einer Reduzierung des in der Empfangselektrode (EE) erzeugten Stroms (I) führt.
Handgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei eine erste Annäherung (D₁) einer Hand an das Handgerät eine Änderung der Summe der Impedanzen zwischen der Sendeelektrode (SE) und der Empfangselektrode (EE) bewirkt, welche zwischen dem vorherbestimmten Wert (Z₀) und einem weiteren vorherbestimmten Wert (Z₁) liegt, mit Z₀ > Z₁, und welche geeignet ist, den in der Empfangselektrode (EE) erzeugten Strom (I) über den vorbestimmten Wert (I₀) zu bringen.
Handgerät nach Anspruch 11, wobei eine zweite Annäherung (D₂) der Hand an das Handgerät eine Änderung der Summe der Impedanzen zwischen der Sendeelektrode (SE) und der Empfangselektrode (EE) bewirkt, welche unter dem weiteren vorbestimmten Wert (Z₁) liegt und welche geeignet ist, den in der Empfangselektrode (EE) erzeugten Strom (I) über einen zweiten vorbestimmten Wert (I₁) zu bringen, mit I₁ > I₀.
Handgerät nach Anspruch 12, wobei zumindest die Empfangselektrode (EE) mit einer Steuerungseinrichtung gekoppelt ist, welche so ausgelegt ist, dass – unterhalb des Stromes (I₀) ein Schlafmodus, – oberhalb des Stromes (I₀) und unterhalb des Stromes (I₁) ein Einschaltmodus, und – oberhalb des Stromes I₁ ein Aktivmodus des Handgerätes herbeiführbar ist.
Handgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 13, wobei die Sendeelektrode (SE), die Empfangselektrode (EE) und die Kompensationselektrode (KE) so ausgelegt sind, dass die Annäherung (D₁, D₂) der Hand an das Handgerät einen Pegelanstieg des durch die Überlagerung resultierenden elektrischen Wechselfeldes und eine Verringerung der Impedanz zwischen Sendeelektrode (SE) und Empfangselektrode (EE) bewirkt.
Handgerät nach Anspruch 14, wobei das Verhältnis des Pegels (P₁) des resultierenden Wechselfeldes bei der ersten Annäherung (D₁) zum Pegel (P₂) des resultierenden Wechselfeldes bei der zweiten Annäherung (D₂) kleiner ist als das Verhältnis der Impedanz (Z₂) zwischen Sendeelektrode und Empfangselektrode bei der zweiten Annäherung (D₂) zur Impedanz (Z₁) zwischen Sendeelektrode und Empfangselektrode bei der ersten Annäherung (D₁).
Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sendeelektrode (SE), die Empfangselektrode (EE) und die Kompensationselektrode (KE) asymmetrisch angeordnet sind um eine Links/Rechts-Unterscheidung der Annäherung der Hand zu bewerkstelligen.
Handgerät nach Anspruch 16, wobei in Abhängigkeit der Unterscheidung eine vorbestimmte Gerätefunktion ausführbar ist.
Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das von der zumindest einen Kompensationselektrode (KE) abgestrahlte zweite elektrische Wechselfeld (WK) für eine Anpassung des vorherbestimmten Wertes (I₀) in Abhängigkeit von dem des Handgerät umgebenden elektrischen Felds vorgesehen ist.
Handgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Amplitude des ersten elektrischen Wechselfeldes (WS) verschieden von der Amplitude des zweiten elektrischen Wechselfeldes (WS) ist.
Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Handgerät eine Gerätefernbedienung ist.
Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Handgerät ein Mobiltelefon ist.
Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Handgerät ein Eingabegerät für eine Spielkonsole ist.