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Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion umfassend mindestens ein Display, mindestens ein das Display überlagerndes transparentes, berührungsempfindliches Eingabefeld und mindestens eine Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung des Displays und des Eingabefeldes. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gerät mit einer solchen Bedieneinheit sowie ein Verfahren zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion mittels eines solchen Geräts.
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Bei der Bedienung von Geräten zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion, wobei insbesondere Personen, aber auch Anlagen, die Umwelt usw., beeinträchtigt werden können, werden unterschiedlichste Bedieneinheiten zur Steuerung beweglicher Bauteile oder zum Starten oder Durchführen von sonstigen Aktionen verwendet.
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Bei derartigen Geräten zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion handelt es sich beispielsweise um medizinische Geräte, insbesondere Diagnose- und Interventionssysteme in der Angiographie, Kardiologie oder Neurologie, oder auch generell um Geräte ohne medizinischen Bezug, wie Roboter, Baumaschinen oder dergleichen.
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Als sicherheitsrelevante Aktion eines Geräts ist hier insbesondere eine solche anzusehen, bei der Personen, wie z. B. Patienten, Passanten, Anwohner oder auch das Bedienpersonal des Geräts, mittelbar oder unmittelbar zu Schaden kommen können.
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Ein bewegliches Bauteil eines medizinischen Geräts ist beispielsweise der sogenannte C-Bogen oder C-Arm, der als Träger für bildgebende Komponenten, beispielsweise von Röntgengeräten, dient. Speziell bei der Bedienung von medizinischen Geräten, bei denen ein solches bewegliches Bauteil im Hinblick auf eine Person positioniert werden muss, ist es wichtig, dass ein Hardwarefehler nicht zu einem Fehlverhalten der beweglichen Bauteile führt. Durch ein ungewolltes, unkontrolliertes oder selbstständiges Bewegen eines solchen beweglichen Bauteils kann ein Patient im schlimmsten Fall schwer verletzt werden.
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Aber auch eine Bedienung von Bauteilen in Funktionseinheiten von medizinischen Geräten, die nicht direkt zu einer Beeinträchtigung des Patienten durch bewegte Bauteile führen, soll möglichst so durchführbar sein, dass Fehler vermieden werden. Eine solche Funktionseinheit wäre beispielsweise ein Linsensystem oder ein Strahlungskollimator, wobei eine ungewollte Verstellung optischer Bauteile eine Nutzung gewonnener Bilddaten verhindern könnte. Die Untersuchung müsste gegebenenfalls wiederholt und der Patient beispielsweise einer erneuten Bestrahlung ausgesetzt werden. Eine weitere Funktionseinheit wäre beispielsweise eine zum Einschalten von Röntgenstrahlung, die bei einer Fehlbedienung ebenfalls eine Patientenschädigung zur Folge haben könnte.
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Bisher werden beispielsweise die Schnittstellen zwischen medizinischen Geräten, insbesondere von Diagnose- und Interventionssystemen in der Angiographie, Kardiologie oder Neurologie, und den Bedienern durch Taster realisiert. Diese besitzen üblicherweise zwei mechanisch gekoppelte Kontakte, die beide abgefragt werden können. Dies offenbart gegebenenfalls ein Versagen eines der Kontakte und verhindert eine ungewollte und unkontrollierte Aktion des medizinischen Gerätes.
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Aus der
DE 101 51 236 A1 sind für medizinische Geräte bereits Taster in Kombination mit einem Flüssigkristalldisplay bekannt, die neben einer Bedienung gleichzeitig eine Anzeige von Informationen ermöglichen.
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In den letzten Jahren wurden berührungsempfindliche Eingabefelder entwickelt, welche auch unter den Bezeichnungen Touchscreen, Touchpad, Tastschirm, Sensorbildschirm und dergleichen bekannt sind. Es handelt sich hierbei um eine Bedieneinheit für eine Recheneinheit, bei der durch Berührung von ausgewählten Bereichen eines Bildes ein Programmablauf auf der Recheneinheit beeinflusst werden kann. Das Bild kann dabei entweder dynamisch mittels Displays, Monitoren oder über eine Projektion generiert werden oder alternativ auch durch ein statisches, beispielsweise gedrucktes Bild generiert werden. Ein berührungsempfindliches Eingabefeld weist dabei mindestens einen Bereich auf, der auf Berührung reagiert. Vorzugsweise weist ein berührungsempfindliches Eingabefeld aber eine Vielzahl von Bereichen auf, die bei Berührung unabhängig voneinander reagieren und eine Ortsauflösung der Berühr- oder Bedienposition am Eingabefeld ermöglichen.
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Aus der
US 6,504,530 ist ein Touchscreen bekannt, der mehrere berührungssensitive Eingabefelder umfasst. Diese können beispielsweise mit einem Flüssigkristalldisplay oder einer Kathodenstrahlröhre zur Erzeugung von durch Berührung anzuwählenden Bildinformationen kombiniert eingesetzt werden. Dabei wird eine Berührung, die mittels eines ersten berührungsempfindlichen Eingabefeldes erfasst wird, durch ein zweites berührungsempfindliches Eingabefeld, das bevorzugt einen anderen Typ aufweist bzw. eine andere Funktionsweise aufweist, bestätigt. Eine Fehlbedienung oder unbeabsichtigte Bedienung wird dadurch weitgehend verhindert.
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Für eine Bedienung von sicherheitsrelevanten Gerätefunktionen wurden solche berührungsempfindlichen Eingabefelder auch bereits in den nicht vorveröffentlichten Patentanmeldungen mit den Nummern
DE 10 2009 036 860 und
DE 10 2009 036 941 der Anmelderin vorgeschlagen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine weitere verbesserte Bedieneinheit für Geräte zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion umfassend mindestens ein berührungsempfindliches Eingabefeld bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch eine Bedieneinheit zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion gelöst, indem diese umfassend mindestens ein Display, mindestens ein das Display überlagerndes transparentes, berührungsempfindliches Eingabefeld und mindestens eine Beleuchtungseinheit zur Hintergrundbeleuchtung des Displays und des Eingabefeldes ausgebildet ist, wobei weiterhin mindestens eine Überwachungs- und Steuereinrichtung zur Überwachung einer Funktionsfähigkeit der mindestens einen Beleuchtungseinheit vorhanden ist, welche eingerichtet ist, eine Bedienung der Bedieneinheit über das Eingabefeld zu verhindern, sobald die Funktionsfähigkeit der mindestens einen Beleuchtungseinheit beeinträchtigt ist.
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Unter einer Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Beleuchtungseinheit wird dabei verstanden, dass deren Leuchtmittel alle oder zumindest zum Teil – aus welchen Gründen auch immer – ausgefallen sind, und/oder dass die aktuelle Lichtstärke, beispielsweise aufgrund von Alterungseffekten, und damit die aktuelle Beleuchtung im Bereich des Displays und des Eingabefels als unzureichend einzustufen ist. Leuchtmittel können beispielsweise ausfallen, d. h. kein oder zu wenig Licht erzeugen, wenn sie selbst defekt sind, wenn ein eventuell zu deren Betreib benötigtes Vorschaltgerät defekt ist, wenn ein Anschluss an eine Energieversorgung fehlt oder elektrische Leitungen zur Energieversorgung beschädigt sind, usw.
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Die erfindungsgemäße Bedieneinheit ermöglicht es, eine ungewollte Bedienung oder Fehlbedienung der Bedieneinheit aufgrund einer in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigten Beleuchtungseinheit, wie einem Ausfall und/oder einer Alterung von Leuchtmitteln der Beleuchtungseinheit usw., zu verhindern. Eine Bedienung der Bedieneinheit ist nur bei funktionsfähiger Beleuchtungseinheit möglich, so dass sicherheitsrelevante Aktionen damit zu jedem Zeitpunkt ohne Risiko durchgeführt werden können und eine Gefährdung von Personen, Anlagen oder der Umwelt usw. ausgeschlossen ist.
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Die erfindungsgemäße Bedieneinheit kann sehr flexibel eingesetzt werden, da eine Anordnung in nahezu beliebiger Art und Weise an einem Gerät erfolgen kann. So stellt die Bedieneinheit kaum Anforderungen an den Einsatzort, die Einbaulage, die vorhandenen Lichtverhältnisse usw.
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Aufgrund einer möglichen Änderung der Anzeige des Displays lassen sich zudem mit einer einzigen oder einer nur geringen Anzahl an Bedieneinheiten auch komplizierte und frei konfigurierbare Gerätesteuerungen ausführen.
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Zudem kann das Display in den Zeiten, in denen eine Betätigung der Bedieneinheit nicht erforderlich oder gewünscht ist, zur Anzeige von Daten und/oder Informationen und/oder Bildern verwendet werden, die für den Bediener hilfreich sind. So kann beispielsweise nach Start eines Geräts, insbesondere eines medizinischen Untersuchungsgeräts, auf dem Display eine Online-Anzeige von Untersuchungsergebnissen oder dergleichen erfolgen.
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Es hat sich bewährt, wenn die mindestens eine Beleuchtungseinheit mindestens ein Leuchtmittel in Form einer LED (light emitting diode) umfasst. Es ist alternativ aber ebenso möglich, dass die mindestens eine Beleuchtungseinheit mindestens ein Leuchtmittel in Form einer Gasentladungslampe und ein der mindestens einen Gasentladungslampe zugeordnetes Vorschaltgerät umfasst. Die Beleuchtungseinheit kann aber auch andere Leuchtmittel, wie herkömmliche Glühbirnen usw., umfassen.
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Insbesondere erfolgt mittels des mindestens einen Leuchtmittels eine Hintergrundbeleuchtung des Displays und des mindestens einen Eingabefelds.
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Bevorzugt umfasst die Beleuchtungseinheit einen Lichtverteiler, der das von den Leuchtmitteln abgegebene Licht möglichst gleichmäßig über die Fläche des Displays und des Eingabefelds verteilt, so dass diese insgesamt optimal ausgeleuchtet werden. Bei dem Lichtverteiler handelt es sich beispielsweise um eine Licht-reflektierende Struktur, wie eine Folie, Scheibe, Platte oder dergleichen.
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Das oder die Leuchtmittel der mindestens einen Beleuchtungseinheit kann/können hierbei in unterschiedlicher Art und Weise zum Display und Eingabefeld angeordnet sein. Dabei kann mindestens ein Leuchtmittel im Randbereich des Displays angeordnet sein, wobei eine symmetrische oder asymmetrische Anordnung von Leuchtmitteln möglich ist. Bevorzugt werden Leuchtmittel in Form von LEDs im Randbereich eines Displays allseitig oder an zwei sich gegenüberliegenden Seiten eingesetzt. Ein Leuchtmittel in Form einer Gasentladungslampe wird bevorzugt im Randbereich des Displays an mindestens einer Seite, insbesondere aber je eine Gasentladungslampe an mindestens zwei sich gegenüberliegenden Seiten, eingesetzt.
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Die Überwachungs- und Steuereinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Beleuchtungseinheit umfasst im Bereich des Displays bevorzugt mindestens einen Photosensor zur Erfassung der Lichtstärke des von den Leuchtmitteln abgestrahlten Lichts.
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Die Überwachungs- und Steuereinrichtung ist in diesem Fall vorzugsweise dazu eingerichtet ist, die Lichtstärke der mindestens einen Beleuchtungseinheit zu regeln. Sofern als Leuchtmittel mindestens eine Gasentladungslampe mit Vorschaltgerät vorhanden ist, kann das Signal des Photosensors zusätzlich oder auch direkt an das Vorschaltgerät übergeben werden, welches ebenfalls die Energiezufuhr zur Gasentladungslampe auf einen bestimmten Wert regeln kann.
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Bei einem mittels des mindestens einen Photosensors detektieren Abfalls der Lichtstärke aufgrund von Alterungseffekten, beispielsweise im Bereich der Leuchtmittel, kann somit die elektrische Versorgung der mindestens einen Beleuchtungseinheit derart beeinflusst werden, dass die Lichtstärke bis zu einem mechanischen oder elektrischen Ausfall der Beleuchtungseinheit weitgehend konstant bleibt.
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Die Überwachungs- und Steuereinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Beleuchtungseinheit weist vorzugsweise pro Beleuchtungseinheit mindestens ein Messgerät zur Messung von entweder Strom oder aber von Strom und Spannung an der jeweiligen Beleuchtungseinheit auf.
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Für den Bediener eines Geräts zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion ist es hilfreich, durch die Bedieneinheit eine haptische Rückmeldung, auch durch sterile Abdeckungen oder einen Handschuh hindurch, über eine erfolgreich durchgeführte Gerätebedienung zu erhalten. Nachdem die primäre Aufmerksamkeit des Bedieners beispielsweise eines medizinischen Geräts für Diagnose und/oder Intervention in der Regel einem Patienten und den erzielten Untersuchungsergebnissen gilt, ist die Notwendigkeit einer visuellen Kontrolle der Bedieneinheit störend und soll durch die haptische Rückmeldung weitgehend vermieden werden.
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Es hat sich daher bewährt, wenn die Bedieneinheit weiterhin mindestens eine Einrichtung umfasst, welche nach erfolgreicher Eingabe über das Eingabefeld eine haptisch erfassbare Rückmeldung bereitstellt. Diese Einrichtung kann mit einer einem Bediener abgewandten Rückseite des mindestens einen Displays und/oder einem Träger des Displays verbunden sein. Insbesondere ist die Einrichtung durch einen Vibrationsmotor gebildet.
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Die Einrichtung soll ein, von einem Bediener der Bedieneinheit spürbares Vibrieren, Pulsieren oder Rütteln zumindest des Bereiches der Bedieneinheit erzeugen, an welcher die Bedienung gerade durchgeführt wurde. Dabei ist die haptische Rückmeldung insbesondere so stark ausgebildet, dass ein Bediener diese trotz des Tragens von Handschuhen oder sonstigen Schutzüberzügen bemerkt.
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Vorzugsweise werden einem Bediener über die haptische Rückmeldung auch Warn- oder Zustandsanzeigen übermittelt, die durch unterschiedliche von der Einrichtung ausgegebene haptisch erfassbare Signale generiert werden. So kann beispielsweise durch eine Bedieneinheit, mittels welcher ein Bediener beispielsweise eine Positionierung eines Bauteils steuert, ein Erreichen eines Endanschlags für eine Bewegung des Bauteils, eine momentan durchgeführte Aktion oder eine drohende Kollision des Bauteils mit einem anderen Bauteil bei Fortsetzung der gewählten Bewegung durch Ausgabe eines jeweils veränderten haptisch erfassbaren Signals angezeigt werden. Dazu kann die Einrichtung beispielsweise eingerichtet sein, unterschiedliche haptisch erfassbare Vibrationsmuster zu erzeugen, die bestimmten Zuständen des zu bedienenden Geräts zugeordnet sind und die den Bediener entsprechend informieren oder alarmieren, ohne dass dieser eine entsprechende Information vom Display oder anderen Geräteanzeigen visuell ablesen müsste.
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Das mindestens eine Display ist durch das mindestens eine Eingabefeld hindurch sichtbar. Bei dem Display handelt es sich bevorzugt um ein Flüssigkristalldisplay, insbesondere ein Aktiv-Matrix-Display, ein OLED-Display oder ähnliches.
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Als transparentes, berührungsempfindliches Eingabefeld kann generell ein jedes der bereits bekannten Eingabefelder, deren Funktionsweise hinreichend bekannt ist und hier nicht näher erläutert werden muss, eingesetzt werden. Es hat sich aber bewährt, als transparentes berührungsempfindliches Eingabefeld eines vom Typ widerstandgesteuertes Eingabefeld, kondensatorgesteuertes bzw. kapazitiv gesteuertes Eingabefeld, schallwellengesteuertes Eingabefeld oder optisch gesteuertes Eingabefeld einzusetzen.
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Das kapazitive Eingabefeld basiert dabei bevorzugt auf der Technologie „digital charge-transfer” der Fa. Atmel oder „CapSense/True Touch” der Fa. Cypress. Diese kapazitiven Eingabefelder benötigen lediglich eine passive Folie, beispielsweise aus Glas oder transparentem Kunststoff, mit Elektroden als Sensoren, welche aus transparentem, elektrisch leitfähigem Indium-Zinn-Oxid (ITO) bestehen. Aber auch andere transparente, elektrisch leitfähige Materialien sind als Elektroden einsetzbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Eingabefeld deckungsgleich zum Display auf diesem angeordnet. Das schließt allerdings nicht aus, dass sich zwischen einem Eingabefeld und dem Display eine Anzahl an transparenten Folien, Klebern, Glasfolien oder dergleichen sowie transparenten Kombinationen daraus befinden kann.
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Es hat sich bewährt, wenn das Display eine einem Bediener zugewandte Vorderseite aufweist und das mindestens eine Eingabefeld diese Vorderseite zumindest teilweise bedeckt. Besonders bevorzugt bedeckt das mindestens eine Eingabefeld die Vorderseite des Displays vollständig.
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Auf der einem Bediener zugewandten Seite der Bedieneinheit kann sich unmittelbar das mindestens eine Eingabefeld befinden. Dieses kann aber genauso durch eine transparente Schutzfolie abgedeckt sein. Diese Schutzfolie darf allerdings die Funktionsweise des mindestens einen Eingabefeldes nicht beeinträchtigen.
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Die Überwachungs- und Steuereinrichtung der Bedieneinheit ist bevorzugt dazu eingerichtet ist, mindestens ein bei Berührung des mindestens einen Eingabefelds erzeugbares erstes Signal zu empfangen und mindestens ein die Funktionsfähigkeit der mindestens einen Beleuchtungseinheit anzeigendes zweites Signal zu empfangen, zu verarbeiten und nur im Fall eines zeitgleichen Vorliegens des mindestens einen ersten Signals und des mindestens einen zweiten Signals mindestens ein Steuersignal bzw. einen Bedienbefehl zur Durchführung der sicherheitsrelevanten Aktion auszugeben.
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Eine Aktivierung der Bedieneinheit kann dabei nicht nur durch eine unmittelbare „Berührung” des mindestens einen Eingabefeldes erfolgen. Auch eine Berührung einer Oberfläche der Bedieneinheit, bei der das mindestens eine Eingabefeld nicht unmittelbar berührt wird, allerdings durch die Berührung aktiviert wird, kommt in Betracht.
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Die Aufgabe wird für ein Gerät zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion gelöst, indem es mit mindestens einer erfindungsgemäßen Bedieneinheit ausgestattet ist.
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Bei einem solchen Gerät handelt es sich insbesondere um ein medizinisches Gerät. Die erfindungsgemäße Bedieneinheit ist aber auch für andere Maschinen oder Anlagen geeignet, bei denen erhöhte Sicherheitsanforderungen gelten, wie Baumaschinen, Roboter und dergleichen.
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Das medizinische Gerät kann beispielsweise ein Magnetresonanztomograph, ein konventionelles Röntgengerät, im speziellen auch ein interventionelles oder kardiologisches Angiographiesystem, ein Computertomograph oder ein Strahlentherapiegerät sein.
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Insbesondere handelt es sich um medizinische Geräte mit mindestens einem Bauteil, welches mittels einer Positioniereinrichtung positionierbar ist, wobei mittels der mindestens einen Bedieneinheit eine Eingabe einer Sollposition des mindestens einen Bauteils und eine entsprechende Ansteuerung der Positioniereinrichtung zur Einstellung der Sollposition bewirkbar ist. Eine Bewegung des Bauteils kann durch ein kurzes Berühren der Bedieneinheit in Gang gesetzt oder aber während eines Andauerns der Berührung durchgeführt werden.
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Aber auch andere Bauteile eines medizinischen Geräts, die nicht beweglich sind und deren Aktivität dennoch sicherheitsrelevant ist, werden vorzugsweise mittels mindestens einer erfindungsgemäßen Bedieneinheit bedient.
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Erfindungsgemäß erfolgt ein Verfahren zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion mittels eines Geräts umfassend eine erfindungsgemäße Bedieneinheit, wobei nur in dem Fall, dass die Bedieneinheit über das mindestens eine Eingabefeld bedient wird und gleichzeitig die Funktionsfähigkeit der mindestens einen Beleuchtungseinheit festgestellt wird, eine Durchführung der sicherheitsrelevanten Aktion erfolgt.
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Dadurch wird verhindert, dass eine ungewollte Bedienung des medizinischen Geräts aufgrund eines Defekt an der Bedieneinheit im Bereich der mindestens einen Beleuchtungseinheit zu einer Aktion führt, die Personen, wie z. B. einem Patienten, einem Passanten und/oder dem Bedienpersonal des Geräts, mittelbar oder unmittelbar Schaden zufügen kann.
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Es wird bei dem Verfahren
- a) das mindestens eine Eingabefeld berührt und dadurch mindestens ein erstes Signal erzeugt;
- b) gleichzeitig die Funktionsfähigkeit der mindestens einen Beleuchtungseinheit ermittelt und mindestens ein zweites Signal erzeugt;
- c) das mindestens eine erste Signal und das mindestens eine zweite Signal an die mindestens eine Überwachungs- und Steuereinrichtung übermittelt; und
- d) lediglich bei einem gleichzeitigen Vorliegen des mindestens einen ersten Signals und des mindestens einen zweiten Signals ein Steuersignal bzw. Bedienbefehl zur Durchführung der sicherheitsrelevanten Aktion erzeugt.
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Insbesondere wird ein Steuersignal bzw. Bedienbefehl an eine Positioniereinrichtung übermittelt und in Folge mindestens ein Bauteil nach Maßgabe des Steuersignals/Bedienbefehls mittels der Positioniereinrichtung positioniert.
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Bevorzugt wird eine Dauer der Betätigung der mindestens einen Bedieneinheit erfasst und erst bei Überschreitung einer Mindestdauer das erste Signal von der mindestens einen Überwachungs- und Steuereinrichtung akzeptiert. Die Dauer der Betätigung kann dabei beispielsweise von der Überwachungs- und Steuereinrichtung bestimmt und mit einer vorgegebenen Mindestdauer, die in der Regel der üblichen Dauer einer gewollten Betätigung der Bedieneinheit entspricht, verglichen werden. Durch die Erfassung und Auswertung der Dauer der Betätigung wird die Bediensicherheit deutlich erhöht, da eine kurze, ungewollte Berührung der Bedieneinheit nicht sofort zu einer Betätigung der Bedieneinheit führt.
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Weiterhin kann eine maximal zulässige Bediendauer überwacht werden, sofern dies im Rahmen der Anwendung möglich und/oder erforderlich ist.
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Der Bedienbefehl zur Ansteuerung der Einrichtung, welche eine haptische Rückmeldung einer erfolgreichen Bedienung der Bedieneinheit an den Bediener liefert, beinhaltet insbesondere Informationen zur Art der auszugebenden haptischen Rückmeldung, beispielsweise hinsichtlich einer erforderlichen Vibrationsstärke und/oder des erforderlichen Vibrationsmusters.
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Die 1 bis 4 sollen mögliche Ausführungsformen von Bedieneinheiten und deren Einsatz beispielhaft erläutern. So zeigt:
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1 schematisch eine erste Bedieneinheit;
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2 schematisch eine zweite Bedieneinheit;
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3 schematisch eine dritte Bedieneinheit; und
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4 schematisch eine elektrische Verschaltung einer Bedieneinheit gemäß 2 in einem Gerät.
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1 zeigt schematisch eine erste Bedieneinheit 1, welche ein Display 4 in Form eines Flüssigkristalldisplays, auch unter der Bezeichnung LCD bekannt, ein transparentes, berührungsempfindliches Eingabefeld 2, und eine Beleuchtungseinheit 3 sowie eine Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 umfasst. Die Beleuchtungseinheit 3 ist hier mit zwei Leuchtmitteln 3a, 3a' in Form von Gasentladungslampen, einem Vorschaltgerät 3' für die Leuchtmittel 3a, 3a' sowie einem Lichtverteiler 3b, z. B. in Form eines folienförmigen Reflektors, ausgestattet, welcher das von den Leuchtmitteln 3a, 3a' abgestrahlte Licht möglichst gleichmäßig über die Fläche des Displays 4 und damit auch des Eingabefeldes 2 verteilt. Das Vorschaltgerät 3 ist mit einer Energieversorgung 7 verbunden.
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Auf der einem Bediener zugewandten Vorderseite des Displays 4 können angezeigte Bildinformationen durch das transparente Eingabefeld 2 hindurch vom Bediener visuell ausgelesen werden. In diesem Beispiel sind das Display 4 und das Eingabefeld 2 gleich groß und deckungsgleich zueinander angeordnet. Das Display 4 und das mindestens eine Eingabefeld 2 können aber alternativ auch unterschiedliche Flächenausdehnung aufweisen, wobei allerdings das Eingabefeld 2 immer vollständig auf dem beleuchteten Display 4 angeordnet ist.
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Die elektrische Kontaktierung des Displays 4 und des berührungsempfindlichen Eingabefelds 2 ist hier der Übersichtlichkeit halber nicht im Detail dargestellt und ist dem Fachmann hinreichend bekannt. Die am Display 4 angezeigten Informationen werden üblicherweise über eine Recheneinheit eingespeist, die hier ebenfalls nicht dargestellt ist.
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Bei dem berührungsempfindlichen Eingabefeld 2 kann es sich um jeden bekannten Typ solcher Eingabefelder handeln, beispielsweise um ein resistiv, kapazitiv, schallwellen- oder optisch gesteuertes Eingabefeld. Wird das Eingabefeld 2 bedient, so wird ein erstes Signal S1 erzeugt und an die Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 übermittelt.
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Ein Strommessgerät 5 ist zwischen das Vorschaltgerät 3' und die Leuchtmittel 3a, 3a' geschaltet, welches die Höhe des aktuell fließenden Strom bestimmt und den Messwert, sofern der Messwert > 0 ist, als zweites Signal S2 an die Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 übermittelt, und somit anzeigt, dass mindestens eines der Leuchtmittel 3a, 3a' funktionsfähig und in Betrieb ist. Selbstverständlich können auch pro Leuchtmittel 3a, 3a' ein separates Vorschaltgerät 3' und/oder ein separates Strommessgerät 5 vorhanden sein, um bei einem Ausfall eines Leuchtmittels 3a, 3a' die Bedieneinheit 1 außer Funktion zu setzen.
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Optional ist weiterhin ein Spannungsmessgerät 6 zu den Leuchtmitteln 3a parallel geschaltet, welches den gemessenen Spannungswert, der sich bei einem Ausfall beider Leuchtmittel oberhalb eines Schwellwerts befindet, als weiteres zweites Signal S2 der Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 bereitstellt.
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Bei einem gleichzeitigen Vorliegen des ersten Signals S1 und weiterhin mindestens eines der zweiten Signale S2, S2' wird das Steuersignal bzw. der von einem Bediener am Eingabefeld 2 ausgelöste Bedienbefehl B umgesetzt. Liegt nur das erste Signal S1 aber kein zweites Signal S2, S2' vor, so wird von der Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 keine Bedienung der Bedieneinheit 1 zugelassen. Auch wenn umgekehrt lediglich mindestens eines der zweiten Signale S2, S2' vorliegt und gleichzeitig kein Signal S1 vorliegt, darf selbstverständlich keine unerwünschte Bedienung der Bedieneinheit 1 zugelassen werden. Der Bedienbefehl B löst eine sicherheitsrelevante Aktion aus, wie beispielsweise eine Bewegung eines beweglichen Bauteils, wie eines C-Bogens oder C-Arms, an einem medizinischen Gerät usw. (vergleiche 4).
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2 zeigt eine zweite Bedieneinheit 1' ähnlich der Bedieneinheit 1 in 1. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen dabei gleiche Elemente. Auf der dem Bediener der zweiten Bedieneinheit 1' abgewandten Rückseite des Displays 4 befindet sich eine Einrichtung 9, welche nach erfolgreicher Bedienung der zweiten Bedieneinheit 1' durch einen Bediener eine haptisch erfassbare Rückmeldung bereitstellt, dass die Bedienung erfolgreich war. Der bei der erfolgreichen Bedienung ausgegebene Bedienbefehl B wird hier einerseits als erster Bedienbefehl B1 dazu verwendet, eine sicherheitsrelevante Aktion an einem Gerät durchzuführen bzw. eine Positioniereinrichtung an einem Gerät zu aktivieren und weiterhin die Einrichtung 9 über einen zweiten Bedienbefehl B2 zu aktivieren. Es handelt sich bei der Einrichtung 9 beispielsweise um einen Vibrationsmotor, der in der Lage ist, gegebenenfalls zusammenwirkend mit einer Trägereinheit, wie einer Grundplatte oder einem Gehäuse, in das die zweite Bedieneinheit 1' eingebaut wird, die zweite Bedieneinheit 1' in haptisch erfassbare Schwingung zu versetzen. Die Art und/oder Dauer der Schwingung ist dabei kennzeichnend für die Art der durchgeführten Aktion und/oder einen Zustand des mit der zweiten Bedieneinheit 1' bedienten Geräts.
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3 zeigt schematisch eine dritte Bedieneinheit 1'' ähnlich der Bedieneinheit 1 in 1. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen dabei gleiche Elemente. Hier ist ein Strommessgerät 5' zwischen die Energieversorgung 7 und das Vorschaltgerät 3' geschaltet, um den aktuell fließenden Strom zu erfassen. Optional ist weiterhin ein Spannungsmessgerät 6' zu dem Vorschaltgerät 3' parallel geschaltet, welches den gemessenen Spannungswert, der sich bei einem Ausfall beider Leuchtmittel 3a, 3a' oberhalb eines Schwellwerts befindet, als weiteres zweites Signal S2' der Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 bereitstellt. Die Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 funktioniert dabei in gleicher Weise wie zu 1 beschrieben. Bei der dritten Bedieneinheit 1'' umfasst die Beleuchtungseinheit 3 im Bereich des Lichtverteilers 3b einen Photosensor 10, welcher die aktuell über die Leuchtmittel 3a, 3a' erzeugte Lichtstärke erfasst und über ein Signal S2'' an die Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 und/oder das Vorschaltgerät 3' meldet. Die Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 und/oder das Vorschaltgerät 3' sind hier eingerichtet, die Lichtstärke des von den Leuchtmitteln 3a, 3a' abgestrahlten Lichts in Abhängigkeit des hinzukommenden zweiten Signals S2'' zu regeln, so dass Alterungseffekte im Bereich der Leuchtmittel 3a, 3a' bis zum Komplettausfall eines Leuchtmittels 3a, 3a' kontinuierlich ausgeglichen werden können. Dabei kann in einer alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung lediglich der Photosensor 10 vorhanden sein und das Strommessgerät 5' oder das Spannungsmessgerät 6' oder beide weggelassen werden.
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4 zeigt schematisch eine elektrische Verschaltung einer erfindungsgemäßen Bedieneinheit 1, 1', 1'' in einem Gerät 100, beispielsweise einem medizinischen Gerät oder einem anderweitigen Gerät, mit dem eine sicherheitsrelevante Aktion durchgeführt wird. Das erste Signal S1, das bei Berührung bzw. Betätigung des Eingabefeldes 2 generiert wird, wird an die Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 übermittelt. Die Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 ist hier Bestandteil des Geräts 100, muss es aber nicht immer sein. Das zweite Signal S2, S2', S2'', das die Funktionsfähigkeit der Beleuchtungseinheit 3 bestätigt, wird gegebenenfalls an die Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 übermittelt. Die Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 ist dazu eingerichtet, einen Abgleich durchzuführen, ob das erste Signal S1 und mindestens eines der zweiten Signale S2, S2', S2'' gleichzeitig vorliegen. Die Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 kann weiterhin dazu eingerichtet sein, die Dauer der Betätigung des Eingabefeldes 2 zu bestimmen und lediglich dann, wenn die Dauer eine festgelegte Mindestdauer überschreitet, als plausibel eingestuft und akzeptiert wird.
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Nur wenn das erste Signale S1 und mindestens ein zweites Signal S2, S2', S2'' gleichzeitig vorliegen, insbesondere über eine Mindestdauer und/oder nicht länger als eine Maximaldauer, wird von der Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 mindestens ein Steuersignal bzw. Bedienbefehl B ausgegeben. Es wird dadurch mindestens ein erster Bedienbefehl B1 zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion, beispielsweise zur Ansteuerung einer Positioniereinrichtung 11 des Geräts 100 ausgegeben, um beispielsweise bei einem medizinischen Gerät eine Positionsänderung eines C-Arms zu bewirken. Optional wird mindestens ein zweiter Bedienbefehl B2 an die optionale Einrichtung 9 übermittelt, damit diese aktiviert wird und eine haptische Rückmeldung an den Bediener erzeugt, dass die Bedienaktion erfolgreich war.
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Liegt lediglich das erste Signale S1 oder mindestens ein zweites Signal S2, S2', S2'' vor und/oder liegt eines nicht über die geforderte Mindestdauer vor oder zu lange vor, so wird von der Überwachungs- und Steuereinrichtung 8 kein Bedienbefehl B generiert. Gegebenenfalls wird eine Fehlermeldung ausgegeben, die den Bediener darauf aufmerksam macht, dass die Bedieneinheit 1, 1', 1'' nicht ordnungsgemäß bedient wurde, beispielsweise zwar das Eingabefeld 2 betätigt wurde, jedoch ein Defekt in der Beleuchtungseinheit 3 vorliegt.
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Die redundante Erfassung des ersten Signale S1 und mindestens eines zweiten Signals S2, S2', S2'' ist insbesondere bei Geräten von Bedeutung, bei denen eine Fehlbedienung oder ein Defekt im Bereich der Bedieneinheit schwerwiegende Folgen nach sich ziehen kann.
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Die in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung der Erfindung. So kann eine Bedieneinheit eine Vielzahl an Eingabefeldern, jeweils umfassend einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche umfassen, Eingabefelder in mehr als zwei unterschiedlichen Ausführungen umfassen, mehrere Überwachungs- und Steuereinrichtungen umfassen, usw., ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10151236 A1 [0008]
- US 6504530 [0010]
- DE 102009036860 [0011]
- DE 102009036941 [0011]
