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Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät zur Bedienung berührungsempfindlicher kapazitiver Displays, welches eine außenliegende und als Handhabe dienende Griffhülse hat, wobei das Eingabegerät eine elektrisch leitfähige Schicht oder Beschichtung aufweist.
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Bei solchen kapazitiven berührungsempfindlichen Displays wirken der Körper des Anwenders und dessen das Display berührender Finger als externer Kondensator. Kommt der Anwender mit dem Zeigefinger in die Nähe des Displays, erkennen die in das Display integrierten Touch-Matrix-Elemente eine Ladungsverschiebung an der Kontaktfläche, die anschließend als Steuerbefehl oder als Dateneingabe umgesetzt werden kann.
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Man hat bereits verschiedene stiftförmige Eingabegeräte für solche kapazitiven berührungsempfindlichen Displays geschaffen, die das Ansteuern dieser Displays erleichtern und Fehlansteuerungen durch eine Eingabe mit den Fingern vermeiden helfen sollen.
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So ist aus der
DE 10 2011 101 917 A1 ein Eingabestift vorbekannt, der an seinem einen Stiftende eine Schreibmine zum Schreiben, Malen oder Zeichnen aufweist, während das gegenüberliegende andere Stiftende zum Ansteuern durch Berühren eines berührungsempfindlichen Bildschirms ausgelegt ist. Zwischen den Stiftenden ist ein Griffbereich zum Halten des Stiftes beim Ansteuern des berührungsempfindlichen Bildschirms vorgesehen. Dieser Griffbereich ist beispielsweise durch Beimischung oder Beschichtung mit Rußpartikeln elektrisch leitfähig ausgebildet und mit dem zum Ansteuern bestimmten Stiftende elektrisch kontaktiert. Da dieser vorbekannte Eingabestift in seinem Griffbereich eine elektrische leitfähige Oberfläche aufweisen soll und da für solche elektrisch leitfähigen Oberflächen nur eine begrenzte Farbauswahl zur Verfügung steht, sind die Gestaltungsmöglichkeiten für einen solchen Eingabestift begrenzt. So sind durch den erhöhten Rußanteil elektrisch leitfähige Kunststoffe in der Regel nur in den Farben schwarz bis grau möglich.
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Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Eingabegerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das mit geringem Aufwand kostengünstig herstellbar ist und das gleichzeitig viele Gestaltungsmöglichkeiten bietet.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Eingabegerät der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass die Griffhülse zumindest außenumfangsseitig aus elektrisch nicht-leitfähigem Material hergestellt ist und dass die elektrisch leitfähige Schicht oder Beschichtung als eine von der Griffhülse demgegenüber innenliegend getragene Schicht oder Beschichtung und/oder als eine im Hülseninneren der Griffhülse vorgesehene Innenhülse ausgebildet ist.
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Das erfindungsgemäße Eingabegerät, das zur Bedienung und zum Ansteuern berührungsempfindlicher kapazitiver Displays bestimmt ist, weist eine außenliegende Griffhülse auf, die als Handhabe dient. Diese Griffhülse ist zumindest außenumfangsseitig aus elektrisch nicht-leitfähigem Material hergestellt. Eine elektrisch leitfähige Schicht oder Beschichtung ist als eine von der Griffhülse demgegenüber innenliegend getragene Schicht oder Beschichtung und zusätzlich oder stattdessen als eine im Hülseninneren der Griffhülse vorgesehene Innenhülse ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass ein derart einfach aufgebautes Eingabegerät zum Ansteuern eines berührungsempfindlichen kapazitiven Displays herangezogen werden kann, da die Gerätekonstruktion wie ein Kondensator, beispielsweise wie ein Platten- oder Zylinderkondensator, wirkt und den Effekt der Permittivität nutzt. Die Permittivität gibt die Durchlässigkeit eines Materials für elektrische Felder an. Die unterhalb der elektrisch nicht-leitfähigen Schicht angeordnete innenliegende Schicht oder Beschichtung aus elektrisch leitfähigem Material einerseits und die Auflagefläche der kontaktierenden menschlichen Haut des Anwenders andererseits bilden dabei die Elektroden und die äußere, elektrisch nicht-leitfähige Schicht das Dielektrikum.
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Um die Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen Eingabegerätes zu erhöhen, sieht eine Weiterbildung gemäß der Erfindung vor, dass die Griffhülse zumindest in ihrer außenumfangsseitigen Schicht aus einem elektrisch nicht-leitfähigem Material mit hoher Permittivität oder hoher dielektrischer Leitfähigkeit hergestellt ist. Entscheidend für die Funktion des Eingabegerätes ist eine ausreichende Kopplung beziehungsweise Bereitstellung einer ausreichenden minimalen Kapazitätsänderung (Detektionsschwelle) zwischen dem berührungsempfindlichen Display und dem Anwender. Ausschlaggebend für eine Reaktion auf dem berührungsempfindlichen Display ist die dafür minimal benötigte Kapazitivität C(C-min), welche im Bereich von wenigen Pikofarad (pF) liegt. Weiterhin ist stets die kleinste Kapazität entscheidend, die in der Regel diejenige des Anwenders ist.
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Dabei kann die dielektrische Leitfähigkeit durch Zusätze in das verwendete Material erhöht werden, und zwar auch derart, dass eine dünne Wandstärke der Griffhülse möglich ist. Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der die relative Permittivität oder dielektrische Leitfähigkeit der Griffhülse zumindest in ihrer außenumfangsseitigen Schicht größer 2,0 εr ist. Die innenliegende, elektrisch leitfähige Schicht oder Beschichtung kann beispielsweise realisiert werden durch einen Sprühvorgang mit elektrisch-leitendem Material (z. B. Lack), das etwa auf den Innenumfang der Griffhülse, den Außenumfang einer innenliegenden Innenhülse oder aber auf den Außenumfang des Tintenröhrchens einer Schreibmine aufgesprüht wird.
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Des Weiteren ist auch eine in der Griffhülse innenliegende metallische Folie oder eine innenliegende Hülse aus elektrisch leitfähigem Material möglich, welche in die Griffhülse des Eingabegerätes eingeschoben wird. Schließlich kann auch eine im Eingabegerät befindliche Schreibmine ein aus elektrisch leitfähigem Material hergestelltes Tintenröhrchen aufweisen.
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Eine besonders kostengünstig herstellbare Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht jedoch vor, dass die Griffhülse als Mehrkomponenten-Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt ist und eine außenumfangsseitige Schicht aus elektrisch nicht-leitfähigem Material sowie zumindest eine innenliegende Schicht aufweist, die elektrisch leitfähig ist. Dabei kann die außenumfangsseitige und aus elektrisch nicht-leitfähigem Material hergestellte Schicht der Griffhülse innenumfangsseitig eine Beschichtung aus elektrisch leitfähigem Material tragen.
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Zusätzlich oder stattdessen sieht eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass in das Hülseninnere der Griffhülse eine Innenhülse eingesetzt ist, die zumindest eine elektrisch leitfähige Schicht oder Beschichtung aufweist oder vollständig aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt ist.
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Eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass das Eingabegerät auch als Schreibgerät ausgebildet ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Eingabegerät wenigstens eine Schreibspitze hat, welche über ein Stirnende der Griffhülse vorsteht.
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Dabei kann die Schreibspitze an einem über das Stirnende der Griffhülse vorstehenden Ende einer Schreibmine vorgesehen sein.
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Um auf schon jetzt handelsübliche Schreibminen zurückgreifen zu können, ist es möglich, die Schreibmine im Hülseninneren der Innenhülse anzuordnen.
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Eine aus einer reduzierten Anzahl von Bestandteilen bestehende Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht demgegenüber vor, dass die Innenhülse Bestandteil der Schreibhülse ist und dass die Innenhülse den Tinten- oder Tintenpasten-Vorrat beinhaltet und an ihrem einen Hülsenende die Schreibspitze trägt.
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Um mit Hilfe des erfindungsgemäßen Eingabegerätes ein berührungsempfindliches Display ansteuern zu können und um Beschädigungen des Displays durch das Ansteuern mit dem erfindungsgemäßen Eingabegerät zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn das Eingabegerät an seinem der Schreibspitze abgewandten Stirnende ein Tastelement aufweist.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Tastelement aus einem im Vergleich zu dem für die Griffhülse verwendeten Material weichelastischen sowie elektrisch-leitfähigen Material hergestellt ist oder zumindest eine Schicht aus einem solchen Material aufweist. Diese Schicht kann gegebenenfalls mit einer weiteren Schicht aus einem anderen Material überzogen sein.
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Eine besonders komfortabel verwendbare Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass das Eingabegerät ein hülsenförmiges Tastelement aufweist, in dem eine Schreibmine verschieblich geführt ist und dass das Tastelement und die Schreibmine relativ zueinander sowie relativ zur Griffhülse verschiebbar und festlegbar sind, derart, dass wahlweise entweder die Schreibmine mit ihrer Schreibspitze oder das Tastelement über das Stirnende der Griffhülse vorsteht. Durch diese beiden ineinander geschobenen Arbeitsspitzen des Eingabegerätes kann entweder das Tastelement genutzt und die Schreibspitze zurückgefahren oder aber das Tastelement zurückgezogen und die Schreibspitze genutzt werden. Durch Aktivieren der „Ausfahrfunktion” ist die Schreibspitze auf nicht-berührungsempfindlichen Oberflächen nutzbar, wobei die Schreibmine aus leitfähigem Material bestehen und eine Elastizität in dem Maße aufweisen kann, um dem Anwender ein angenehmes Schreibgefühl auf harten, zum Beispiel glasartigen, Oberflächen zu vermitteln.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Tastelement mit der elektrisch leitfähigen Schicht oder Beschichtung elektrisch verbunden ist.
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Demgegenüber sieht eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die Schreibspitze zumindest einen Bestandteil aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus Metall, aufweist und zumindest dieser Bestandteil der Schreibspitze mit der elektrisch-leitfähigen Schicht oder Beschichtung elektrisch verbunden ist.
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Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Figurenbeschreibung. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher beschrieben.
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Es zeigt:
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1 ein als Schreibgerät und insbesondere als Kugelschreiber oder Gelschreiber ausgebildetes Eingabegerät zur Ansteuerung berührungsempfindlicher kapazitiver Displays mit einer dazugehörigen und zur Abdeckung einer Schreibspitze bestimmten Kappe, welches Schreibgerät eine als Handhabe dienende Griffhülse hat, über deren eines Hülsenende die mit der Kappe abzudeckende Schreibspitze vorsteht,
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2 eine von der Griffhülse umgriffene Innenhülse des Schreibgerätes aus 1, in die eine hier nicht dargestellte Schreibmine einsetzbar ist, wobei die aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden Innenhülse mit einem an dem anderen Hülsenende der Griffhülse vorstehenden Tastelement elektrisch kontaktiert ist,
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3 das ohne die Kappe in einer Seitenansicht dargestellte Eingabegerät aus den 1 und 2,
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4 das in einem Längsschnitt dargestellte Eingabegerät aus den 1 bis 3,
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5 einen Querschnitt durch das Schreibgerät gemäß den 1 bis 4,
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6 einen vergrößerten Detail-Längsschnitt durch das Eingabegerät gemäß den 1 bis 5 im Bereich des stirnendseitig vorgesehenen Tastelementes, und
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7 das Schreibgerät aus den 1 bis 6 in einem Detail-Längsschnitt im Bereich der Trennebene zwischen Griffhülse und den das Tastelement tragenden Bestandteilen des Eingabegerätes aus den 1 bis 6.
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In den 1 bis 7 ist ein Eingabegerät 1 dargestellt, das zur Ansteuerung eines berührungsempfindlichen kapazitiven Displays vorgesehen ist. Das Eingabegerät 1 hat dazu eine Griffhülse 2, die dem Anwender als Handhabe dient. Die Griffhülse 2 ist zumindest außenumfangsseitig aus elektrisch nicht-leitfähigem Material hergestellt, das gegebenenfalls auch durch entsprechende Zusätze in dem zumindest für die außenumfangsseitige Schicht der Griffhülse 2 verwendeten Kunststoffmaterials eine hohe Permittivität oder hohe dielektrische Leitfähigkeit von vorzugsweise mehr als 2,0 εr hat.
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Die Griffhülse 2 kann dazu als Mehrkomponenten-Kunststoffspritzgussteil hergestellt sein und eine außenumfangsseitige Schicht aus elektrisch nicht-leitfähigem Material sowie eine demgegenüber innenliegend angeordnete Schicht aus elektrisch leitfähigem Material haben.
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Bei der hier dargestellten Ausführungsform des Eingabegerätes 1 ist die elektrisch leitfähige Schicht 3 am Außenumfang einer in die Griffhülse 2 eingesetzten Innenhülse 4 vorgesehen. Die in das Hülseninnere der Griffhülse 2 eingesetzte Innenhülse 4 kann mittels einem Sprühvorgang ein elektrisch leitfähiger Lack 5 aufgetragen sein.
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Möglich ist aber auch, dass die Griffhülse 2 als Mehrkomponenten-Kunststoffspritzgussteil hergestellt ist und eine außenumfangsseitige Schicht aus elektrisch nicht-leitfähigem Material sowie zumindest eine innenliegende Schicht aufweist, die elektrisch leitfähig ist.
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Es hat sich gezeigt, dass das vergleichsweise einfach aufgebaute Eingabegerät 1 herangezogen werden kann, wenn das Vorratsröhrchen der Schreibmine und/oder eine Minenumhüllung und/oder die Beschichtung an der Hülseninnenseite der Griffhülse leitfähig ausgestaltet ist beziehungsweise sind, wobei dem Tinten- oder Tintenpastenvorrats-Röhrchen der Schreibmine, der Minenummantelung der Schreibmine und/oder ihrer Beschichtung leitfähige Bestandteile oder Additive zugesetzt werden können, die aus elektrisch leitfähigem Material bestehen. Da die Konstruktion des Eingabegerätes 1 wie ein Kondensator und insbesondere wie ein Plattenkondensator oder Zylinderkondensator wirkt und den Effekt der Permittivität nutzt, kann die Griffhülse 2 selbst aus einem elektrisch nicht-leitfähigem Material bestehen. Die den Tinten- oder Tintenpastenvorrat beinhaltende Schreibmine und/oder die die Schreibmine umhüllende Innenhülse und/oder die am Hülseninnenumfang der Griffhülse angeordnete Beschichtung einerseits und die damit kontaktierende menschliche Haut eines Fingers oder einer Hand des Anwenders bilden dabei die Elektroden. Die Permittivität, auch dielektrische Leitfähigkeit oder dielektrische Funktion genannt, gibt die Durchlässigkeit eines Materials für elektrische Felder an. Das für die Griffhülse 2 hier verwendete Gehäusematerial, nämlich vorzugsweise Polypropylen (PP), besitzt eine relative Permittivität größer εr = 2,1. Entscheidend für die Funktion des Eingabegerätes 1 ist eine ausreichende Kopplung beziehungsweise Bereitstellung einer ausreichenden minimalen Kapazitätsänderung (Detektionsschwelle) zwischen dem berührungsempfindlichen Display und dem Eingabegerät 1 einerseits und dem Anwender des Eingabegeräts 1 andererseits. Ausschlaggebend für eine Reaktion auf dem berührungsempfindlichen kapazitiven Display ist die dafür minimal benötigte Kapazität, welche im Bereich von wenigen Pikofarad (Pf) liegt. Weiterhin ist stets die kleinste Kapazität entscheidend, die regelmäßig der Kapazität des Anwenders entspricht. Die wenigstens eine Schreibspitze 6 des Eingabegerätes 1 steht über ein Stirnende der Griffhülse vor. Während die Schreibspitze 6 an einem über das Stirnende der Griffhülse 2 vorstehenden Ende einer Schreibmine 5 vorgesehen ist, weist das Eingabegerät 1 an seinem der Schreibspitze 6 abgewandten Stirnende ein Tastelement 7 auf. Das stirnendseitig gerundete oder halbkugelförmig ausgebildete Tastelement 7 ist aus einem im Vergleich zu dem für die Griffhülse 2 verwendeten Material weichelastischen sowie elektrisch-leitfähigem Material hergestellt. Das Tastelement 7 ist mit der elektrisch leitfähigen Schicht 3 an der Innenhülse 4 elektrisch verbunden. Dabei ist das Tastelement 7 an einem, ebenfalls aus elektrisch leitendem Material hergestellten Innenstopfen 8 gehalten, welcher Innenstopfen 8 das Hülseninnere einer Verbindungshülse 9 durchsetzt und mit dem über die Verbindungshülse 9 vorstehenden Stirnendbereich am benachbarten Hülsenende der Innenhülse 4 gehalten ist. Die Verbindungshülse 9 nimmt den das Tastelement 7 tragenden Innenstopfen 8 bereichsweise in sich auf und ist am stirnendseitigen Hülseninnenumfang der Griffhülse vorzugsweise lösbar befestigt. Das hier dargestellte Eingabegerät 1 steht dem Anwender in gewohnter Art und Weise als vollwertiges Schreib-, Mal- und Zeichengerät zur Verfügung. Da die außenliegende Schicht der Griffhülse nicht aus einem elektrisch leitfähigem Kunststoff hergestellt werden muss, sondern aus einem elektrisch nicht-leitfähigem Kunststoff mit hoher Permittivität besteht, ist die Griffhülse 2 des Eingabegerätes nahezu unbegrenzt farblich gestaltbar und mit geringem Aufwand herstellbar.
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Da die im Hülseninneren der Griffhülse 2 angeordnete Innenhülse 4 eine Schicht mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit auf einer möglichst großen Außenfläche aufweist, ergibt sich eine elektrische Kapazität zwischen dem Finger und der Hand des Anwenders einerseits und der an der Innenhülse 4 innenliegenden, elektrisch leitenden Schicht 3 andererseits im Bereich von einigen Pikofarad (Pf). Dabei steht das Tastelement 7 mit der elektrisch leitfähigen Schicht am Außenumfang der Innenhülse 4 in elektrischer Verbindung. Die minimale Auflagefläche des Tastelements 6 für das kapazitive Meßprinzip richtet sich nach dem Rastermaß des berührungsempfindlichen Displays. Dabei ist das Eingabegerät hier als Schreibgerät verwendbar, das eine nicht-spitzbare Schreibspitze aufweist.
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In einer hier nicht dargestellten Ausführung weist das Eingabegerät ein hülsenförmiges Tastelement auf, in dem eine Schreibmine verschieblich geführt ist. Dabei sind das Tastelement und die Schreibmine relativ zueinander und zur Griffhülse verschiebbar oder festlegbar, so dass wahlweise entweder die Schreibmine mit ihrer Schreibspitze oder das Tastelement über das Stirnende der Griffhülse 2 vorsteht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Eingabegerät
- 2
- Griffhülse
- 3
- elektrisch leitfähige (Lack-)Schicht an der Innenhülse
- 4
- Innenhülse
- 5
- Schreibmine
- 6
- Schreibspitze
- 7
- Tastelement
- 8
- Innenstopfen
- 9
- Verbindungshülse
- 10
- Kappe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011101917 A1 [0004]
