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Die Erfindung betrifft ein mit einem Erkennungssystem für die Gegenwart und/oder Charakterisierung eines Objekts oder eines Stoffes ausgestattetes mindestens teilweise transparentes flächenförmiges Abdeckelement und damit einhergehende weitere Erfindungsausführungsformen.
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Aus der Computertechnologie sind derartige Abdeckelemente bekannt, beispielsweise in Form von berührungssensitiven Bildschirmen („Touchscreens”), die unter anderem in tragbaren Telekommunikationsgeräten, wie PDAs oder Handys, Navigationsgeräten, Computern (wie Desktops, Laptops, handgehaltenen oder sogenannten „Tablet-Computern”, siehe z. B.
WO 2005/114369 ); Geldautomaten; Fahrkartenautomaten, interaktiven Zapfsäulen oder auch hinter Schaufensterglas oder unter gläsernen Ladentischen montierte Applikationen sowie in Theken integrierte Spiele, beispielsweise in Form von Schaufenstern (siehe z. B.
WO 96/15464 ).
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Auf der anderen Seite ist es bei Operationssälen bekannt, die Innenwände mit Glaswänden zu versehen, um möglichst fugenlose (was in der vorliegenden Offenbarung insbesondere „fugenarm” bedeutet) und gut in hygienisch einwandfreiem Zustand zu haltende Oberflächen zu erzielen (auch, da von sich aus bläulich oder wegen entsprechender Beleuchtung durch beispielsweise LEDs, als „blauer OP” bezeichnet). Hier wird in der Regel versucht, Bedienfunktionen des Operationssaals, einschließlich z. B. Steuerfunktionen für die medizinischen Geräte und Vorrichtungen (z. B. OP-Feld-Kameras, C-Bögen, Ultraschallgeräte, OPM-Mikroskope, endoskopische Schaltelemente (beispielsweise für endoskopisches Licht), Aufzeichnungsgeräte zur Protokollierung einer Operation und dergleichen) und Peripheriesysteme (z. B. Raumkameras, Licht- und Audiosteuerung, OP-Leuchte, OP-Tischleuchte, Raumlichtkontrolle, Insufflator, Videokonferenzssysteme und dergleichen) von einem zentralen Touchscreen, der an einer frei im OP aufgestellten oder an Wand oder Decke gehängten Vorrichtung mit Bildschirm an dessen Bildschirmoberfläche ausgeführt ist, bedienbar zu machen (vgl. z. B. http://www.olympusoste.eu/front_content.php?idcat=27&idart=121).
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Nachteilig hierbei ist zum einen, dass die vielen über einen Touchscreen zugänglichen Funktionen zur Verwirrung und Fehlern bei der Bedienung während einer Operation führen können, zum anderen, dass die frei stehende Touchscreen-Bedieneinheit schwierig sauber zu halten und wegen ihrer allzeit notwendigen Erreichbarkeit den Freiraum für die Operierenden einschränken kann. Daher wäre es sinnvoll, Funktionen, die nicht direkt im Operationsbereich zugänglich sein müssen, insbesondere grundlegende Funktionen des Raums, wie Beleuchtungsregelung, Belüftungsregelung, Temperaturregelung oder dergleichen, von separaten Bedienvorrichtungen aus ansteuerbar zu machen.
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Auch im Bereich von Haushalten und Büros sind Touchscreens für die Automatisierung von Funktionen („Home Automation”, beispielsweise zur Steuerung von Heizung, TV-Geräten, Herd, Musikanlagen, Heimkinoanlagen oder dergleichen) als Bedienelemente bekannt und werden in erster Linie auf die Wände aufgesetzt oder direkt von außen berührbar in die Wand eingebaut. Hier ist nachteilig, dass die Touchscreens vorstehen oder Fugen mit dem umgebenden Wandmaterial aufweisen und „sichtbar” sind, d. h., die Ästhetik beeinträchtigen können.
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Es bestand somit die Aufgabe, Bedienelemente derart zu integrieren, dass die genannten Nachteile vermieden werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein eingangs genanntes Abdeckelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Abdeckelement vor oder an dem Wandsubstrat einer Wand eines Gebäudes im Wesentlichen über deren ganze Fläche angebracht ist und das Erkennungssystem (Bedienelement, „Touch Panel”) nach dem „Projected Capacitive Touchscreen”-Prinzip arbeitet und an der vom Betrachter aus gesehen auf der Rückseite (wandseitig) gelegenen transparenten flächenförmigen Abdeckelement anliegend und vor oder in dem das Abdeckelement aufweisenden Wandsubstrat (mit dem Abdeckelement in Berührung oder in geringem Abstand, d. h. nicht vollständig von dem Wandsubstrat umkapselt) vorgesehen bzw. ausgeführt ist.
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Die Erfindung betrifft in einer weiteren Ausführungsform auch die Verwendung eines nach dem „Projected Capacitive Touchscreen”-Prinzip (Projektiv-Kapazitiv Berührungsbildschirm-Prinzip, auch Projected Capacitive Touch-Prinzip genannt) arbeitenden Erkennungssystems, dadurch gekennzeichnet, dass dieses in Form eines Bedienelements („Touch Panel”) vor und/oder in einem Wandsubstrat und hinter einem transparenten Abdeckelement (mit dem Abdeckelement in Berührung oder in geringem Abstand, d. h. nicht vollständig von dem Wandsubstrat umkapselt) platziert wird.
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Die nachfolgenden Definitionen beschreiben Ausführungsformen der Erfindung, die Beispiele oder bevorzugt sein können, wobei ein oder mehrere allgemeine Begriffe, die zur Bestimmung eines Erfindungsgegenstands verwendet werden, jeweils durch den oder die engeren Definitionen bzw. Begriffe ersetzt werden kann, was jeweils zu besonderen Ausführungsformen der Erfindung führt.
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Bei dem erfindungsgemäß einzusetzenden Erkennungssystem handelt es sich insbesondere um ein Bedienelement, das gleichzeitig als Ein- und Ausgabegerät funktionieren kann, bei dem durch Berühren (insbesondere des Abdeckelements) im Bereich von Teilen eines Bildes der Programmablauf eines Gerätes oder einer Vorrichtung (z. B. medizinische Geräte wie eingangs erwähnt) direkt oder über Kontrollelemente gesteuert werden kann. Standardmäßig umfasst es in der Regel als Komponenten einen Berührungssensor (Touch-Sensor), der bei Annäherungen oder Berührungen von Objekten, wie insbesondere Fingern (frei oder mit z. B. Handschuhmaterial bedeckt) oder Zeigestiften, oder ferner Stoffen (Substanzen) Signale erzeugt, eine Kontrolleinheit (Kontroller), welche die vom Sensor her empfangenen Signale für einen Computer übersetzt, und einen Softwaretreiber, welcher die Interpretation, Bearbeitung und Nutzung der von der Kontrolleinheit gelieferten Daten ermöglicht, beispielsweise zum Ansteuern technischer Geräte oder Vorrichtungen wie vorstehend in der Einführung genannt oder auch Beleuchtungselemente. Es können jeweils ein oder mehrere der Komponenten Berührungssensor, Kontrolleinheit, Softwaretreiber und der nachfolgende genannten Bestandteile vorhanden sein. Ferner beinhaltet das erfindungsgemäße Erkennungssystem vorzugsweise als weitere Komponenten auch ein bildgebendes Element (beispielsweise, um Bedienalternativen anzuzeigen), meist in Form eines integrierten Bildschirmes, oder (beispielsweise wenn nur stets die gleichen Bedienalternativen aufgezeigt werden sollen) alternativ in Form von festen Bildern, wie Aufdrucken, und den bereits erwähnten Computer.
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Weitere Bestandteile, wie angesteuerte oder ansteuerbare Geräte oder Vorrichtungen, Analog-Digital-Wandler, Multiplexer, Filter und dergleichen, wie auch geeignete Algorithmen zur Anwendung und Nutzung eines erfindungsgemäßen Erkennungssystems sind dem Fachmann bekannt und werden daher hier nicht ausdrücklich erwähnt.
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Als Objekt können geeignete Zeigevorrichtungen, die Einfluss auf elektromagnetische Felder haben können, wie entsprechende Zeigestifte oder andere (beispielsweise Werkzeuge in den Händen einer Person, was erspart, dass diese erst abgelegt werden müssen) oder insbesondere ein oder mehrere Hände oder vorzugsweise ein oder mehrere Finger in Frage kommen, die in die Nähe des Bedienelements gebracht werden, beispielsweise und insbesondere durch Berühren des transparenten flächenförmigen Abdeckelements.
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Bei den Stoffen kann es sich um Materialen handeln, die mit einem Abdeckelement in Berührung kommen, wie beispielsweise kondensierende Feuchtigkeit oder Schmutz, die dann Maßnahmen zur Sauberhaltung der Oberfläche in Gang setzen können, wie Erwärmung zur Beseitigung von Kondenswasser, automatisierte Wasch- oder Putzvorgänge oder dergleichen mehr.
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Mindestens teilweise transparent bedeutet, dass das Abdeckelement mindestens teilweise für elektromagnetische Wellen insbesondere im mit dem menschlichen Auge sichtbaren Bereich durchlässig ist, so dass Bilder auf der Rückseite oder dahinter wahrgenommen werden können. Die Transparenz kann auch durch beispielweise elektrisch schaltbare (aktivierbare und deaktivierbare) Lichtdurchlässigkeit unterbrechbar sein („intelligentes Glas”), so dass beispielsweise dahinter liegende Bilder erst beim Berühren sichtbar werden. So lassen sich verschiedene Designeffekte auf der genannten technischen Basis erzielen. „Teilweise” bedeutet dabei, dass Bereiche ohne dahinterliegendes Erkennungssystem (Bedienelement, „Touch-Panel”) auch (dauerhaft) undurchlässig (nicht transparent) sein können, während die Bereiche, hinter denen ein oder mehrere Erkennungssysteme liegen, mindestens temporär transparent sein müssen. Doch kann auch das gesamte Abdeckelement transparent ausgeführt sein.
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Ein entsprechendes Abdeckelement kann aus einem beschichteten (beispielsweise mit einem oberflächenhartenden, entspiegelnden, elektrochromen, farbigen (z. B. durch Bedruckung) oder anderen in Frage kommenden Material oder Beschichtungssystem oder beispielsweise LEDs oder OLED-Material oder dergleichen beschichtet, was ermöglicht, das Erscheinungsbild des Abdeckelements nach Wunsch zu variieren), oder aus einem nicht beschichteten – transparenten Material, wie Kunststoff oder insbesondere Glas (z. B. Natron-Kalkglas oder Aluminiumsilikatglas), bestehen. Die Dicke sollte dabei wegen der Nutzung des „Projected Capacitive Touchscreen”-Prinzips im Bereich von 0,1 bis 30 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 20, z. B. von 0,2 bis 10 oder 2 bis 18 mm liegen, z. B. bei 2 bis 8 mm.
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Bei den Bildern handelt es sich um ein oder mehrere solche, die auf einem Bildschirm, der Bestandteil des erfindungsgemäßen Erkennungssystems ist, dargestellt werden, beispielswiese dargestellte sichtbare Elemente von Graphischen Benutzeroberflächen/Graphischen Benutzerschnittstellen, (Graphic User Interfaces, GUI), welche grafische Elemente, Steuerelemente oder auch „Widgets” genannt, anzeigen. Eine Fensterstruktur kann gegeben sein, wobei das GUI-System ermöglicht, solche Fenster in ihrer Größe und Position zu verändern, auszublenden oder auf die gesamte Bildschirmgröße zu vergrößern. Angezeigte grafische Bedienoberflächen sind für viele Mehrzweck-Betriebssysteme verfügbar oder gar in sie integriert, Weitere angezeigte Bedienelemente sind Schaltflächen (Buttons), Toolbars (Werkzeugleisten), Schieberegler, Auswahllisten und Symbole (Icons). Darüber hinaus werden Dialogboxen (auch „Dialogfelder” genannt) meist für Benutzerabfragen oder Eingaben verwendet wie beispielsweise die Auswahl eines Druckers.
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GUIs können mit der Verwendung von anschaulichen Sinnbildern für bestimmte Programmfunktionen, wie zum Beispiel dem Papierkorb, das Erlernen und das Verständnis der Bedienung wesentlich erleichtern.
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Erfindungsgemäße Abdeckelemente können beispielsweise Flächen von 2 bis 500 Quadratmetern (m2) haben, wie von 3 bis 50 m2., ohne dass dies eine Einschränkung bedeuten soll.
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Erfindungsgemäß ist ein solches Abdeckelement, das erforderlichenfalls in mehrere Abdeckelementmodule, die möglichst fugenarm, vorzugsweise nur mit sehr glatten und schmalen Fugen von weniger als 2 mm Breite, gegebenenfalls mit Spachtelmaterialien (vorzugsweise oberflächenbündig) geschlossenen miteinander verbunden sind/werden, aufgeteilt sein kann, beispielsweise, wenn sich die einzelnen Abdeckelementmodule nur bis zu einer maximalen Größe herstellen lassen, vor oder an dem Wandsubstrat einer Wand eines Gebäudes im Wesentlichen über deren ganze Fläche angebracht. Dies bedeutet, dass es in direktem Kontakt mit dem Wandsubstrat (Wandmaterial) steht (dann können die erforderlichen Teile des Erkennungssystems beispielsweise in das Wandsubstrat eingelassen sein), z. B. einem Wandmaterial ausgewählt aus Beton, Mauerwerk, z. B. aus Formsteinen, Steinen, miteinander vermörtelten Steinen oder Formsteinen, Stein-(wie Granit- oder Marmor-)platten, Holz, einem Verbundmaterial, oder ferner Kunststoff, oder dergleichen, jeweils mit oder ohne Dämm- und/oder Verputzmaterial, stehen kann (beispielsweise durch Anlegen oder mindestens teilweises Verkleben) oder zu diesem in einem gewissen Abstand stehen kann, beispielsweise auf der vom Beobachter ab- und dem Wandsubstrat zugewandten Seite in einem Abstand von einigen Millimetern bis vielen Zentimetern, z. B. von 1 bis 50 mm oder bis 500 mm (z. B., um die Teile des Erkennungssystems auch ganz oder teilweise auf dem Wandmaterial aufzubringen und/oder eine Hinterlüftung zu ermöglichen) Erkennung, womit zum Beispiel Unebenheiten des Wandmaterials ausgeglichen werden können oder ein z. B. isolierender Zwischenraum geschaffen werden kann. Dazu kann es mit Abstandshaltern im geeigneten Abstand gehalten werden und beispielsweise trennbar (z. B. mit Schrauben) oder (mindestens im Wesentlichen, d. h. unter normalen Nutzungsbedingungen, insbesondere ohne irreversible Schäden beim Trennen) untrennbar (z. B. verklebt oder formschlüssig verbunden, z. B. angeklipst) sein.
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Das Erkennungssystem (Bedienelement, „Touch Panel”) arbeitet normalerweise nach dem „Projected Capacitive Touchscreen”-Prinzip und ist vom Betrachter aus gesehen auf der Rückseite (d. h. der Seite des Wandsubstrates) des transparenten flächenförmigen Abdeckelement anliegend und vor oder in dem das Abdeckelement aufweisenden Wandsubstrat vorgesehen. Beispielsweise kann es in Aussparungen des Wandsubstrates eingelassen sein, wobei die Frontseite (mit dem oder den kapazitätssensitiven Teilen) direkt (was auch über eine Flüssigkeit bedeuten kann) mit dem Abdeckelement in Berührung stehen kann, oder auf das Wandmaterial aufgebracht oder teilweise integriert vorgesehen sein kann.
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Das „Projected Capacitive Touchscreen”-Prinzip ermöglicht dabei, dass eine Erkennung oder auch Charakterisierung (z. B. hinsichtlich Größe oder Art, z. B. Fingerspitze oder Handfläche) von Objekten oder Stoffen, insbesondere von ein oder auch mehreren zur Berührung der Oberfläche des transparenten Abdeckelements angenäherten oder direkt mit dem Abdeckelement in Kontakt gebrachten Objekten, wie (z. B. behandschuhten oder unbedeckten) Fingern, mittels des Erkennungssystems möglich ist, sogar ohne dass dieses selbst direkt berührt wird (was dies vor negativen Einwirkungen gut schützt).
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Andere Prinzipien wären hier denkbar, wie schallwellengesteuerte Systeme („Surface Acoustic QWAV = SAW), optische Systeme (z. B. Infrarotlicht-Gitter), induktive Touchscreens (nur mittels eines mit einer integrierten Spule ausgestatteten Zeigestifts bedienbar) oder Dispersive-Signal-Technology-Systeme, bei denen Vibrationswellen zur Messung einer Berührung genutzt werden), doch ist das „Projected Capacitive Touchscreen”-Prinzip besonders geeignet, da es auch die gleichzeitige Erkennung von Bewegungsrichtungen und/oder Berührungspunkten mehrerer Finger oder Gegenstände ermöglicht („Multi-Touch”). Dies ermöglicht beispielsweise „Drag-and-Drop”-Operationen (z. B. Drehen, Skalieren, Verschieben von Bildern).
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Besonders geeignet sind Ein- oder Mehrpunktsensitive Anordnungen, die auf dem „Self Capacitance”- oder solche, die auf dem „Mutual Capacitance”-Prinzip beruhen. Self Capacitance steht dabei für Eigenkapazität, Mutual Capacitance für gegenseitige Kapazität zwischen zwei Leitern.
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In der Regel beinhaltet ein erfindungsgemäßes/erfindungsgemäß verwendetes Erkennungssystem eine Mehrzahl von Sensorknoten oder -koordinaten auf, die unabhängig voneinander arbeiten können und unterschiedlichen Punkten auf einem Bedienelement (Touchscreen) entsprechen. So kann in einer Ausführungsform der Erfindung ein Touchscreen als Bestandteil des Erkennungssystems eine Vielzahl für die Kapazität sensiblen (kapazitätsempfindlichen) Knoten beruhen, die sehr variable ausgelegt sein können.
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Im Fall der „Self Capacitance” wird die eigene („self”) Kapazität jeweils einer einzelnen Elektrode relativ zur Erdung gemessen. Im Fall der „Mutual Capacitance” wird die Kapazität zwischen einem Knoten aus einer ersten und einer zweiten Elektrode bestimmt. In beiden Fällen arbeitet jeder der Knoten unabhängig von anderen Knoten unter Hervorbringung eines Signals, das für seinen Ort repräsentativ ist (oder beispielsweise bei gleichzeitig vorkommenden Signalen repräsentativ für die unterschiedlichen berührten Stellen des Touchscreens).
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Um auch den Touchscreen transparent (wie oben definiert) zu gestalten und so das Sehen von Bildern eines dahinter liegenden Bildschirms mit z. B. einer GUI-Darstellung zu ermöglichen, sind die kapazitätsempfindlichen Knoten aus einem transparenten leitfähigen Material, wie insbesondere Indium-Zinn-Oxid (ITO), ausgestaltet.
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Bei „Self Capacitance”-basierten Anordnungen wird das transparente Material in räumlich voneinander getrennte Elektroden und Leitbahnen aufgeteilt. Jede der Elektroden repräsentiert eine bestimmte Koordinate und die Leitbahnen verbinden die Elektroden mit einem kapazitätsempfindlichen Schaltkreis. Die Koordinaten können mit kartesischen (x und y) oder Polarkoordinaten (r, θ) oder anderen Koordinatensystemen verknüpft bzw. wiedergegeben sein. In einem kartesischen Koordinatensystem können die Elektroden in Zeilen und Spalten angeordnet sein, so dass sie eine Gitteranordnung ausbilden, wobei jede Elektrode eine andere x,y-Koordinate repräsentiert. Während der Anwendung zeichnet der kapazitätsempfindliche Schaltkreis Änderungen der Kapazität an jeder der Elektroden auf. Die Stellen, an denen Änderungen eintreten (z. B. durch Berühren von einer oder Ziehen eines Fingers über die Oberfläche des Abdeckelements) und die Größe der Änderungen werden verwendet, um einfache oder mehrfache Berührungsereignisse zu erkennen. Eine Änderung der Kapazität tritt für gewöhnlich an einer Elektrode auf, wenn ein Nutzer ein Objekt oder einen Stoff, beispielsweise einen Finger, in enger Nähe zur Elektrode platziert, d. h., das Objekt oder der Stoff zieht Ladung ab und beeinflusst dabei die Kapazität.
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Im Falle der „Mutual Capacitance” wird das leitfähige Material in einem Muster räumlich getrennter Leitbahnen gruppenweise angeordnet, die in zwei verschiedenen Schichten angeordnet sind. „Driving” (antreibende, aktive) Leitbahnen werden in einer ersten Schicht angeordnet und „Sensor-” (sensorischen, passivem Leitbahnen in einer zweiten Schicht. Obwohl durch die Anordnung in verschiedenen Schichten getrennt, überqueren, schneiden oder kreuzen die sensorischen Leitbahnen die antreibenden Leitbahnen und bilden so Knoten kapazitiver Kopplung aus. Die Art und Weise des Überquerens der sensorischen über die antreibenden Leitbahnen hängt vom verwendeten Koordinatensystem ab. Bei einem kartesischen Koordinatensystem beispielsweise sind die sensorischen Leitbahnen im Wesentlichen senkrecht zu den antreibenden Leitbahnen angeordnet und bilden so Knoten mit eindeutig zugeordneten x- und y-Koordinaten aus. Alternativ können die sensorischen Leitbahnen in einem Polarkoordinatensystem konzentrische Kreise ausbilden, während die antreibenden Leitbahnen als radial ausgedehnte Bahnen angeordnet sein können, oder umgekehrt. Die antreibenden Leitbahnen sind mit einer Spannungsquelle verbunden und die sensorischen Leitbahnen sind an kapazitätsempfindliche Schaltkreise angeschlossen. Im Betrieb wird zu jeweils einem bestimmten Zeitpunkt ein Strom durch jeweils nur eine antreibende Leitbahn geleitet, und wegen der kapazitativen Kopplung wird der Strom durch die sensorischen Leitbahnen durch jeden der Knoten (Schnittpunkte) der sensorischen Leitbahn mit der antreibenden Leitbahn geleitet. Der kapazitätsempfindliche Schaltkreis registriert Änderungen der Kapazität an jedem einzelnen Knoten. Die Stellen, an denen Änderungen auftreten, und deren Intensität können verwendet werden, um ein- oder mehrfache Berührungsereignisse zu erkennen. Eine Änderung der Kapazität geschieht üblicherweise an einem kapazitiven Kopplungsknoten, sobald ein Nutzer ein Objekt oder ein Material, beispielsweise einen Finger, in enger Nähe zum Knoten platziert, d. h., das Objekt oder Material zieht Ladung ab und beeinflusst dabei die Kapazität.
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Entsprechende Anordnungen von Leitbahnen für „Self Capacitance” und „Mutual Capacitance” sind bekannt, beispielsweise wie in
WO 2005/114369 oder in G. Barret and Ryomei Omote, „Projected-Capacitive Touch Technology”, Information Display 3/10, 2010, gezeigt, die hier diesbezüglich durch Bezugnahme aufgenommen werden. Dort werden auch weitere, dem Fachmann an sich bekannte Anordnungen, die Herstellung entsprechender Anordnungen und damit verbundene Elemente (wie Kontroller) beschrieben.
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Ein durch die Elektroden bzw. Leitbahnen weitgehend optisch unbeeinträchtigtes Erscheinungsbild lässt sich insbesondere erzielen, indem in den Zwischenräumen zwischen den Leitbahnen und Elektroden ein Material mit ähnlichen optischen Eigenschaften wie das transparente leitfähige Material der Knoten, Leitbahnen oder Elektroden aufgebracht wird, insbesondere (dann elektrisch isoliert, beispielsweise durch kleine Spalten) ITO selbst.
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Ein oder mehrere Erkennungssysteme können je Abdeckelement vorgesehen sein, die kooperierend oder getrennt voneinander Bedienaufgaben wahrnehmen können und so die Ansteuerung verschiedenster Funktionen ermöglichen.
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Im Wesentlichen über deren ganze Fläche angebracht bedeutet, dass allenfalls noch kleinere Randbereiche (beispielsweise weniger al 10, vorzugsweise weniger al 5, insbesondere weniger als 2%) der Fläche des Wandsubstrats frei von dem daran oder davor angebrachten transparenten Abdeckelement sind. Vorzugsweise wird die gesamte Wandfläche von dem transparenten Abdeckelement abgedeckt oder das transparente Abdeckelement derart ausgeführt, dass es mit benachbarten (insbesondere hinsichtlich Ihrer flächigen Ebenen zueinander und zur Ebene des ersten Abdeckelements senkrecht stehenden) Abdeckelementen auf Wand- oder auch Decken-, Wand- und Deckenbereichen und/oder Bodenbereichen eines Raumes bündig verbunden ist, was eine fugenlose Ausstattung eines Raumes ermöglicht und so insbesondere im Bereich von sterilen Räumen, wie Operationssälen, nützlich ist.
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Dass ein Erkennungssystem eines auf der Rückseite gelegenen erfindungsgemäßen transparenten flächenförmigen Abdeckelement anliegend und vor oder in dem das Abdeckelement aufweisenden Wandsubstrat (mit dem Abdeckelement in Berührung oder in geringem Abstand, d. h. nicht vollständig von dem Wandsubstrat umkapselt) vorgesehen ist, bedeutet, dass es so angeordnet sein muss, dass eine Kapazitätsänderung durch ein Objekt oder einen Stoff nach von dem Erkennungssystem erkannt werden, das heißt, in dieses eingekoppelt werden kann. Zu großer Abstand oder dazwischenliegendes Material des Wandsubstrats kann dies, wie auch eine hinreichend genaue Lokalisierung der Annäherungs- oder Berührungspunkte des Objektes oder Materials, erschweren oder sogar unmöglich machen. So sind z. B., ohne dass dies die allgemeine Erfindung einschränken soll, Abstände von bis zu 20, insbesondere bis zu 8 mm möglich.
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Die Erfindung betrifft insbesondere auch einen Raum in einem Gebäude, beispielsweise einen Raum in einer Wohnung oder insbesondere einen Operationssaal, welcher mindestens eine Wand, die mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen transparenten flächigen Abdeckelementen beaufschlagt ist, das oder die mit einem oder mehreren der genannten Erkennungsssysteme ausgestattet ist, wobei die übrigen Wände ebenfalls (im Falle eines Operationssaals vorzugsweise), die Decken und optional auch der Boden mit Glas bedeckt sein können. „Beaufschlagt” bedeutet dabei, dass vor oder an dem Wandsubstrat einer Wand eines Gebäudes im Wesentlichen über deren ganze Fläche angebracht. Dies bedeutet, dass das oder die Abdeckelemente in direktem Kontakt mit dem Wandsubstrat (Wandmaterial) steht, z. B. einem Wandmaterial ausgewählt aus Beton, Mauerwerk, z. B.
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aus Formsteinen, Steinen, miteinander vermörtelten Steinen oder Formsteinen, Stein-(wie Granit- oder Marmor-)platten, Holz, einem Verbundmaterial, oder ferner Kunststoff, oder dergleichen, jeweils mit oder ohne Dämm- und/oder Verputzmaterial, stehen kann (beispielsweise durch Anlegen oder mindestens teilweises Verkleben) oder zu diesem in einem gewissen Abstand stehen kann, beispielsweise wie oben beschrieben.
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Unter einem Gebäude ist beispielsweise ein Haus mit einer oder mehreren Wohnungen oder insbesondere ein Krankenhausgebäude, aber auch ein sonstiges funktionales Gebäude wie eine Garage, eine Tiefgarage, ein (z. B. Konzert-, Theater- oder Mehrzweck-)Hallengebäude, ein Flughafengebäude, ein Bahnhofsgebäude, zu verstehen.
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Die Weiterleitung von Signalen zwischen Komponenten eines erfindungsgemäßen Abdeckelements Erkennungssystems kann über Leitungen (für Strom oder für Licht, wie im Falle von Glasfasern) oder (besonders einfach) per Funk oder elektromagnetischen Wellen im sichtbaren oder IR-Bereich erfolgen, oder auf jede andere geeignete Weise.
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Nachfolgend werden besondere erfindungsgemäße Ausführungsformen anhand von Figuren beschrieben.
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1 zeigt als Explosionszeichnung schematisch im Querschnitt und als Ausschnitt den Aufbau eines beispielhaften erfindungsgemäßen mindestens teilweise transparenten flächigen Abdeckelements, bei dem das zugehörige Erkennungssystem direkt spaltfrei von hinten an ein Abdeckelement (z. B. Glaswand) geklebt wird.
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2 zeigt als Explosionszeichnung schematisch im Querschnitt und als Ausschnitt den Aufbau eines beispielhaften erfindungsgemäßen mindestens teilweise flächigen Abdeckelements, bei dem das zugehörige Erkennungssystem über an das Abdeckelement (z. B. Glaswand) angebrachte (z. B. angeklebte) Bolzen oder Muttern und deren jeweilige Gegenstücke befestigt wird, wobei zwischen Abdeckelement und dahinter liegendem Bedienelement („Touch Panel”) ein Spalt vorliegt, der mit einer Kontaktflüssigkeit gefüllt sein kann. Diese weist vorzugswiese einen Brechungsindex ungefähr gleich dem des Abdeckelements und/oder der zugewandten Oberfläche des Erkennungssystems auf.
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Die nachfolgenden Beispiele illustrieren die Erfindung, ohne sie einzuschränken, stellen jedoch auch bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar, was auch für die Zeichnungsbeschreibungen gilt:
Beispiel 1: 1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen transparenten flächenförmigen Abdeckelements (2), hier in Form einer Acrylglas oder insbesondere Glasscheibe, von der ein Ausschnitt mit einem zugeordneten Erkennungssystem (1) gezeigt wird, wobei das Abdeckelement (2) beispielsweise außerhalb des Bereiches des erfindungsgemäßen Erkennungssystems (1) (etwa von hinten, d. h. wandseitig, d. h. in der Figur oberhalb des Abdeckelements) aus Designgründen oder zur Verbesserung der Funktionalität farblich getönt, beispielsweise schwarz bedruckt, oder mittels LEDs (beispielsweise weiß und/oder blau) beleuchtet sein kann (nicht gezeigt). Das zugehörige Erkennungssystem (1) ist direkt spaltfrei von hinten an das Abdeckelement (2) (z. B. Glaswand) geklebt vorgesehen (hier ist es im noch zu verklebenden Zustand gezeigt), was gesonderte Vorkehrungen zur Verhinderung optischer Störungen, wie Newton'scher Ringe, unnötig machen kann. Das erfindungsgemäß verwendete Erkennungssystem (1), hier als Touch-Panel, beinhaltet einen Berührungssensor (3), weiter ein bildgebendes Element (4) (hier als Bildschirm), eine Kontrolleinheit (5), sowie einen Computer (6) mit Softwaretreiber. Der Computer (6) und die Kontrolleinheit (5) können, wie in 1 gezeigt, direkt (wie hier gezeigt über Schrauben, aber auch über andere Befestigungsmöglichkeiten), über einen Bildschirmträger (7), beispielsweise ein Displayblech, mit dem bildgebenden Element (4) in Kontakt gebracht und damit und mit dem Abdeckelement (2) über geeignete Befestigungsmethoden (wie beispielsweise die hier gezeigten aufgeklebten Bolzen und zugehörige Muttern) verbunden werden, wobei auch noch eine Staubdichtung (8) vorgesehen sein kann. Eine (in hochgeklappter Aufsicht gezeigte) Abdeckhaube (9) mit verschiedenen Anschlüssen, wie ein oder mehreren ausgewählt aus einem Ethernet-Anschluss (10), einem RS422/RS232/CAN-Anschluss (11), einem 24-Volt-Anschluss (12) und einem USB-Anschluss (13), oder LON oder Bacnet, versehen sein, um beispielsweise die Ansteuerung externer Geräte oder Vorrichtungen (nicht gezeigt) über entsprechende Verbindungen zu ermöglichen, wobei auch oder alternativ Funkverbindungen vorgesehen sein können. Das Erkennungssystem (1) samt den übrigen genannten Komponenten ist dabei in einer Aussparung einer Wand (nicht gezeigt) vorgesehen und kann beispielsweise von deren Rückseite her oder über Kanäle in deren Inneren zugänglich vorgesehen sein. Beispielsweise Kontakte (17) und Kontaktaufnahmen (18) können den Berührungssensor (3) und die Kontrolleinheit (5), geeignete Stecker und Leitungen (19) die Kontrolleinheit (5) und den Computer (6) miteinander verbinden. Andere Verbindungen sind möglich. Weitere Verbindungen (z. B. zum bildgebenden Element (4)) sind nicht gezeigt, aber dem Fachmann geläufig.
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Beispiel 2: 1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemen transparenten flächenförmigen Abdeckelements (2), hier in Form einer Glasscheibe, von der ein Ausschnitt mit einem zugeordneten Erkennungssystem (1) gezeigt wird, wobei das Abdeckelement (2) beispielsweise außerhalb des Bereiches des erfindungsgemäßen Erkennungssystems (1) (etwa von hinten, d. h. wandseitig, d. h. in der Figur oberhalb des Abdeckelements) aus Designgründen oder zur Verbesserung der Funktionalität farblich getönt, beispielsweise schwarz bedruckt, oder mittels LEDs (beispielsweise weiß und/oder blau) beleuchtet sein kann (nicht gezeigt). Das zugehörige Erkennungssystem (1) ist in der hier gezeigten Ausführungsform von hinten über geeignete Befestigungsmittel, hier beispielsweise an dem Abdeckelement (2) befestigte (z. B. angeklebte) Muttern (14), und zugehörige Bolzen (15), erforderlichenfalls über Zwischenringe (16), an das Abdeckelement (2) (z. B. Glaswand) befestigt vorgesehen, was gesonderte Vorkehrungen zur Verhinderung optischer Störungen, wie Newton'scher Ringe, erforderlich machen kann, hier in Form einer dünnen Schicht mit einer transparenten Kontaktflüssigkeit (14), die zu diesem Zwecke insbesondere einen Brechungsindex ungefähr gleich wie das Abdeckelement und die zugewandte Oberflächedes Erkennungssystems (1) aufweisen kann. Das erfindungsgemäß verwendete Erkennungssystem (1), hier als Touch-Panel, beinhaltet einen Berührungssensor (3), weiter ein bildgebendes Element (4) (hier als Bildschirm), eine Kontrolleinheit (5), sowie einen Computer (6) mit Softwaretreiber. Der Computer (6) und die Kontrolleinheit (5) können, wie in 1 gezeigt, direkt (wie hier gezeigt über Schrauben, aber auch über andere Befestigungsmöglichkeiten), über einen Bildschirmträger (7), beispielsweise ein Displayblech, mit dem bildgebenden Element (4) in Kontakt gebracht und damit und mit dem Abdeckelement (2) über geeignete Befestigungsmethoden (wie beispielsweise die hier gezeigten aufgeklebten Bolzen und zugehörige Muttern) verbunden werden, wobei auch noch eine Staubdichtung (8) vorgesehen sein kann. Eine (in hochgeklappter Aufsicht gezeigte) Abdeckhaube (9) mit verschiedenen Anschlüssen, wie ein oder mehreren ausgewählt aus einem Ethernet-Anschluss (10), einem RS422/RS232/CAN-Anschluss (11), einem 24-Volt-Anschluss (12) und einem USB-Anschluss (13), oder LON oder Bacnet versehen sein, um beispielsweise die Ansteuerung externer Geräte oder Vorrichtungen (nichtgezeigt) über entsprechende Verbindungen zu ermöglichen, wobei auch oder alternativ Funkverbindungen vorgesehen sein können. Das Erkennungssystem (1) samt den übrigen genannten Komponenten ist dabei in einer Aussparung einer Wand (nicht gezeigt) vorgesehen und kann beispielsweise von deren Rückseite her oder über Kanäle in deren Inneren zugänglich vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005/114369 [0002, 0029]
- WO 96/15464 [0002]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.olympusoste.eu/front_content.php?idcat=27&idart=121 [0003]
