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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übermitteln von Eingaben an mindestens eine Anzeigeeinheit mittels mindestens einer an einem Schutzhelm angeordneten Benutzerschnittstelle und mindestens einem Schutzhandschuh. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Schutzhelm und einen Schutzhandschuh.
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Durch eine Schutzausrüstung, wie bspw. einen Schutzhelm und Schutzhandschuhe, entsteht eine Barriere zwischen einem Nutzer der Schutzausrüstung und seiner Umwelt. Diese Barriere kann zu einer reduzierten Sinneswahrnehmung gegenüber einer aktuellen Umgebung führen, da die Schutzausrüstung, insbesondere der Schutzhelm, sowohl schützende als auch dämpfende, d. h. bspw. geräuschdämpfende, Eigenschaften aufweist. Um einem jeweiligen Nutzer einer Schutzausrüstung trotz eingeschränkter Wahrnehmung eine an eine aktuelle Situation bestmöglich angepasste Informationsversorgung darzubieten, eignen sich Anzeigeeinheiten, auf denen Informationen, bspw. zur aktuellen Umgebung, dargestellt werden. Derartige Anzeigeeinheiten müssen jedoch in der Regel über eine Benutzerschnittstelle gesteuert werden.
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Da eine Bedienung von Benutzerschnittstellen, wie bspw. berührungsempfindlichen Oberflächen, mit Schutzhandschuhen in der Regel nicht möglich ist, besteht Bedarf an einer Benutzerschnittstelle, die auch für eine Bedienung durch einen Nutzer in Schutzausrüstung, wie bspw. einen Fahrer eines Kraftrads, geeignet ist.
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In der US-amerikanischen Druckschrift
US 2012/0235902 A1 wird ein Informationssystem offenbart, das an einem Kopf eines Nutzers anzuordnen ist. Das Informationssystem ist dazu konfiguriert, Nutzereingaben über einen Bewegungssensor zu erfassen und auf einer von dem Informationssystem umfassten Anzeigeeinheit dargestellte Informationen entsprechend zu manipulieren.
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Die internationale Druckschrift
WO 2011/132838 A1 offenbart einen Schutzhelm mit einer berührungsempfindlichen Einheit zur Kommunikation mit einem mobilen Endgerät.
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Ein Schutzhelm mit an dem Schutzhelm angeordneten Bedienelementen zur Steuerung eines von dem Schutzhelm umfassten Kommunikationssystems ist in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 115 193 A1 offenbart.
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Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Schutzhelm mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und ein Schutzhandschuh mit den Merkmalen des Anspruchs 11 vorgestellt.
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Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.
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Es wird somit ein Verfahren zum Übermitteln von Steuerbefehlseingaben an mindestens ein Endgerät mittels mindestens einer an einem Schutzhelm angeordneten Benutzerschnittstelle und mindestens einem Schutzhandschuh vorgestellt, bei dem über mindestens ein in dem mindestens einen Schutzhandschuh angeordnetes elektrisches Element auf die mindestens eine Benutzerschnittstelle eingewirkt wird, wodurch mindestens ein Steuerbefehl erzeugt wird, der von einem Steuergerät zur Steuerung des Endgeräts verwendet wird.
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Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zur Manipulation von auf einer Anzeigeeinheit in einem Schutzhelm dargestellten Informationen während eines Tragens von Schutzkleidung, insbesondere während einer Fahrt auf einem Kraftrad.
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Welcher Art der mindestens eine Steuerbefehl ist, ist von der spezifischen Einwirkung des mindestens einen elektrischen Elements auf die Benutzerschnittstelle abhängig. In der Regel sind in dem Schutzhandschuh mehrere Elemente angeordnet. Ferner können in der Regel mehrere verschiedene Steuerbefehle ggf. mittels mehrerer verschiedener elektrischer Elemente in Kombination erzeugt werden.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäß vorgesehene Benutzerschnittstelle eine berührungsempfindliche Oberfläche ist, wobei auch eine Benutzerschnittstelle in Form eines optischen Gestenerkennungssystems denkbar ist.
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Traditionellerweise haben sich drei Typen von berührungsempfindlichen Oberflächen etabliert: kapazitive, resistive und induktive Oberflächen. Während resistive Oberflächen auf mechanischen Druck reagieren, reagieren kapazitive und induktive Oberflächen auf Änderungen in ihren elektrischen Eigenschaften, bedingt durch einen Kontakt zu, im Falle von kapazitiven Oberflächen, einem Widerstand oder, im Falle einer induktiven Oberfläche, einer Spule.
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Um ein Endgerät, wie bspw. eine Anzeigeeinheit und/oder eine Recheneinheit auch beim Tragen von Schutzkleidung zu bedienen, ist vorgesehen, dass entsprechende Befehlseingaben zum Bedienen des Endgeräts über eine Benutzerschnittstelle, wie bspw. eine berührungsempfindliche Oberfläche empfangen werden, die insbesondere mit einem der berührungsempfindlichen Oberfläche zugeordneten Schutzhandschuh wechselwirkt. Dies bedeutet, dass die berührungsempfindliche Oberfläche über einen speziellen Schutzhandschuh zu bedienen ist, der mit der berührungsempfindlichen Oberfläche, die traditionellerweise Eingaben über einen Kontakt zur menschlichen Haut erfasst, wechselwirkt.
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Zum Wechselwirken mit einer berührungsempfindlichen Oberfläche, d. h. zum Erzeugen von Steuerbefehlen über die berührungsempfindliche Oberfläche, mittels eines Schutzhandschuhs, ist vorgesehen, dass der Schutzhandschuh mindestens ein elektrisches Element, in der Regel mehrere elektrische Elemente, wie bspw. elektrische Widerstände oder Spulen, umfasst, die elektrische Eigenschaften der berührungsempfindlichen Oberfläche, wie bspw. eine Leitfähigkeit für elektrischen Strom oder eine magnetische Flussdichte, an einer Kontaktstelle zwischen Schutzhandschuh und berührungsempfindlicher Oberfläche verändern. Die durch die von dem Schutzhandschuh umfassten elektrischen Elemente verursachten Änderungen in den elektrischen Eigenschaften der berührungsempfindlichen Oberfläche können von einem von der berührungsempfindlichen Oberfläche umfassten Steuergerät erfasst und zur Bestimmung einer Position der Kontaktstelle zwischen Schutzhandschuh und berührungsempfindlicher Oberfläche verwendet werden. Mittels der jeweils aktuellen Position der Kontaktstelle können bestimmte Eingaben eines Nutzers, wie bspw. Wischgesten, erfasst und jeweiligen Steuerbefehlen zur Steuerung eines Endgeräts zugeordnet werden.
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Unter einem elektrischen Element in einem Schutzhandschuh ist im Kontext der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Beeinflussung von elektrischen Eigenschaften einer Benutzerschnittstelle zu verstehen. Insbesondere ist unter einem elektrischen Element in einem Schutzhandschuh ein elektrischer Widerstand, ein Kondensator oder eine Spule zu verstehen.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass durch ein jeweiliges elektrisches Element in einem Schutzhandschuh ein elektrischer Kontakt zwischen einer Haut eines den Schutzhandschuh verwendenden Nutzers und einer Benutzerschnittstelle in Form einer berührungsempfindlichen Oberfläche hergestellt wird, so dass ein durch die Benutzerschnittstelle fließender elektrischer Strom geerdet und ein entsprechender Stromkreis dadurch geschlossen wird.
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Falls ein jeweiliges elektrisches Element als Spule ausgestaltet ist, ist vorgesehen, dass ein von der entsprechenden Benutzerschnittstelle umfasstes Steuergerät zur Interpretation von Schwankungen im magnetischen Fluss der Benutzerschnittstelle konfiguriert ist, so dass eine durch das elektrische Element bzw. die Spule verursachte Schwankung im magnetischen Fluss der Benutzerschnittstelle zur Berechnung einer Position einer Kontaktstelle zwischen der Spule und der Benutzerschnittstelle verwendet werden kann.
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Es ist vorgesehen, dass an einer bestimmten Position der Kontaktstelle bzw. einer bestimmten Abfolge von verschiedenen Kontaktstellen an verschiedenen Positionen auf einer als berührungsempfindliche Oberfläche ausgestalteten Benutzerschnittstelle Steuerbefehle zum Bedienen eines Endgeräts erzeugt werden.
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Eine Erfassung einer aktuellen Position einer Kontaktstelle zwischen Schutzhandschuh und berührungsempfindlicher Oberfläche kann bspw. über eine Rastereinteilung der berührungsempfindlichen Oberfläche erfolgen, wobei jeweilige Änderungen der elektrischen Eigenschaften der berührungsempfindlichen Oberfläche mindestens einem konkreten Rasterfeld zuzuordnen sind. Da die Postionen der Rasterfelder vorbekannt sind, kann auf eine entsprechende Position einer jeweiligen Änderung in den elektrischen Eigenschaften der berührungsempfindlichen Oberfläche und, dadurch bedingt, auf die aktuelle Position der Kontaktstelle rückgeschlossen werden. Die aktuelle Kontaktstelle kann, sobald diese bekannt ist, einem jeweiligen Steuerbefehl zum Bedienen eines Endgeräts zugeordnet werden.
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In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass von dem Steuergerät verschiedene elektrische Elemente über verschiedene Eigenschaften der Benutzerschnittstelle, die von den jeweiligen elektrisch leitenden Elementen manipuliert werden, identifiziert werden.
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Um verschiedene Steuerbefehle unter Verwendung eines Schutzhandschuhs ohne optische Kontrolle und dennoch sicher über die erfindungsgemäß vorgesehene Benutzerschnittstelle an ein Endgerät zu übermitteln, ist vorgesehen, dass verschiedene Steuerbefehle verschiedenen elektrischen Elementen bzw. verschiedenen Fingern des Schutzhandschuhs zugeordnet werden. Dies bedeutet, dass bspw. über eine Tippbewegung mit einem Zeigefinger des Handschuhs bzw. eines jeweiligen Nutzers eine Funktion ”Standby-an” bzw. ”Standby-aus” aktiviert werden kann, wohingegen über eine Tippbewegung mit einem Daumen des Schutzhandschuhs eine weitere Funktion des Endgeräts, wie bspw. ein Routenplaner aktiviert werden kann. Mittels verschiedener Finger bzw. entsprechender elektrischer Elemente ist es dem Nutzer daher möglich, eine Vielzahl von Steuerbefehlen an das Endgerät zu übermitteln und das Endgerät dadurch auch durch komplexe Befehlseingaben zu bedienen.
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Weiterhin ist denkbar, dass komplexe Steuerbefehle durch kombinierte Gesten unter Verwendung mehrerer Finger bzw. elektrischer Elemente erzeugt werden. So kann bspw. durch eine gemeinsame Wischgeste von Zeigefinger und Mittelfinger eine Spulfunktion innerhalb eines Programms oder eine Multitouchfunktion auf einem jeweiligen Endgerät aktiviert werden.
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Um jeweilige Finger eines Schutzhandschuhs bzw. eines Nutzers zu identifizieren, ist vorgesehen, dass verschiedene Finger des Schutzhandschuhs bzw. entsprechende elektrische Elemente verschiedentlich Einfluss auf die Benutzerschnittstelle nehmen. Dazu können jeweilige elektrische Elemente in den jeweiligen Fingern des Schutzhandschuhs individuelle charakteristische elektrisch detektierbare Merkmale, wie bspw. einen bestimmten Widerstand oder eine bestimmte Eigeninduktivität aufweisen, so dass das Steuergerät der Benutzerschnittstelle einen aktuell zur Kontaktaufnahme verwendeten Finger zuverlässig erkennt und entsprechende bspw. vorab dem verwendeten Finger zugewiesene Funktionen vorauswählt und schließlich, bspw. in Abhängigkeit einer ausgeführten Geste aktiviert.
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In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass die mittels der Benutzerschnittstelle erzeugten Steuersignale zur Manipulation von auf einer von dem Schutzhelm umfassten Anzeigeeinheit dargestellten Informationen verwendet werden.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass das vorgestellte Verfahren zur Manipulation von auf einer von einem Schutzhelm umfassten Anzeigeeinheit verwendet wird. Dies bedeutet, dass von einem Nutzer durch einen mit den erfindungsgemäß vorgesehenen elektrischen Elementen bestückten Schutzhandschuh Steuerbefehle auf einer von dem Schutzhelm umfassten bzw. auf einer Oberfläche des Schutzhelms aufgebrachten, d. h. angeordneten, Benutzerschnittstelle eingegeben werden und die Benutzerschnittstelle bzw. ein von der Benutzerschnittstelle umfasstes Steuergerät den Steuerbefehlen entsprechende Steuersignale an die Anzeigeeinheit bzw. ein mit der Anzeigeeinheit verbundenes Endgerät weiterleitet, so dass auf der Anzeigeeinheit dargestellte Informationen durch die Steuerbefehle auf der Benutzerschnittstelle manipuliert werden.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Möglichkeit zur Eingabe von Steuerbefehlen über eine weitere an dem mindestens einen Schutzhandschuh angeordnete Benutzerschnittstelle aktiviert bzw. deaktiviert wird.
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Um eine Eingabe von Steuerbefehlen an ein jeweiliges Endgerät zu kontrollieren und das Endgerät vor Fehleingaben zu schützen, ist vorgesehen, dass eine Übertragung bzw. eine Erkennung von Steuerbefehlen durch die erfindungsgemäß vorgesehene Benutzerschnittstelle unter Verwendung einer weiteren von dem Schutzhandschuh umfassten Benutzerschnittstelle zu aktivieren bzw. zu deaktivieren ist.
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Zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der Erkennung von Steuerbefehlen ist vorgesehen, dass das von der Benutzerschnittstelle umfasste Steuergerät über eine an dem Schutzhandschuh angeordnete Benutzerschnittstelle, wie bspw. einen Taster, aktiviert bzw. deaktiviert werden kann. Dazu kann die Benutzerschnittstelle des Schutzhandschuhs bspw. über eine Drahtlosschnittstelle oder eine drahtgebundene Schnittstelle mit dem Schutzhelm bzw. dem von der Benutzerschnittstelle des Schutzhelms umfassten Steuergerät in Verbindung stehen und das Steuergerät entsprechend aktivieren bzw. deaktivieren.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass als Benutzerschnittstelle des Schutzhelms ein optisches Gestenerfassungssystem verwendet wird.
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Durch optische Gestenerfassungssysteme, wie bspw. ein Leap-Motion System, ist es möglich, Steuerungsgesten ohne Kontakt zwischen Nutzer und Benutzerschnittstelle zu erfassen. Der Nutzer muss zur Eingabe von Steuerbefehlen über ein optisches Gestenerfassungssystem lediglich eine Steuerungsgeste, wie bspw. eine Wischgeste, in einem Detektionsbereich eines optischen Sensors des optischen Gestenerfassungssystems durchführen, wodurch entsprechende Steuerungsimpulse durch das Gestenerfassungssystem generiert und an ein jeweiliges Endgerät übertragen werden.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Schutzhelm mit einer Benutzerschnittstelle zum Übermitteln von Befehlseingaben an mindestens eine Recheneinheit, wobei die Recheneinheit dazu konfiguriert ist, Eingabegesten, die unter Verwendung von mindestens einem in mindestens einem Schutzhandschuh angeordneten elektrischen Element auf der Benutzerschnittstelle erzeugt wurden, in mindestens einen Steuerbefehl zum Steuern eines Endgeräts umzuwandeln.
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Der vorgestellte Schutzhelm dient insbesondere zur Ausführung des vorgestellten Verfahrens.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Schutzhandschuh mit einer Anzahl in mindestens einem Finger des Schutzhandschuhs angeordneter elektrischer Elemente, wobei die jeweiligen elektrischen Elemente dazu konfiguriert sind, auf elektrische Eigenschaften einer als berührungsempfindliche Oberfläche ausgestalteten Benutzerschnittstelle einzuwirken und wobei die jeweiligen elektrischen Elemente weiterhin dazu konfiguriert sind, individuell detektierbare Veränderungen der elektrischen Eigenschaften der Benutzerschnittstelle zu erzeugen.
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Der vorgestellte Schutzhandschuh dient insbesondere zur Ausführung des vorgestellten Verfahrens.
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Selbstverständlich kann der vorgestellte Schutzhandschuh auch paarweise ausgeführt sein, so dass jeweilige Finger beider Hände eines Nutzers ggf. kombiniert zur Eingabe von Steuerbefehlen mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Benutzerschnittstelle verwendet werden können. Eine beidhändige Bedienung ist bspw. für einen Arbeiter in Schutzausrüstung geeignet.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
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1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung des vorgestellten Schutzhelms mit zwei möglichen Ausführungsformen der erfindungsgemäß vorgesehenen Benutzerschnittstelle, die als berührungsempfindliche Oberflächen ausgestaltet sind.
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2 zeigt eine mögliche Ausführungsform des vorgestellten Schutzhandschuhs mit einem Taster.
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In 1 ist ein Schutzhelm 1 dargestellt, der eine berührungsempfindliche Oberfläche 3 an einem Seitenteil und eine berührungsempfindliche Oberfläche 3 an einem Stirnteil umfasst. Um ein Drittgerät, wie bspw. ein Smartphone zu bedienen, berührt ein Nutzer mittels eines Schutzhandschuhs eine der berührungsempfindlichen Oberflächen 3, wodurch elektrische Eigenschaften der jeweiligen berührungsempfindlichen Oberfläche 3 an einer Kontaktstelle zwischen Schutzhandschuh und einer jeweiligen berührungsempfindlichen Oberfläche 3 verändert werden. Die veränderten elektrischen Eigenschaften, d. h. bspw. ein veränderter magnetischer Fluss oder eine veränderte elektrische Kapazität bzw. ein veränderter elektrischer Widerstand können von einem in dem Schutzhelm 1 angeordneten Steuergerät erfasst und zur Bestimmung der exakten Position der Kontaktstelle zwischen Schutzhandschuh und der jeweiligen berührungsempfindlichen Oberfläche 3 verwendet werden. Um einen von einer der berührungsempfindlichen Oberflächen 3 erzeugten elektrischen Strom auf einen Nutzer zu übertragen und einen entsprechenden Stromkreis dadurch zu schließen, kann ein elektrisch leitender Faden an dem Schutzhandschuh verwendet werden, der den Nutzer, insbesondere über ein jeweiliges elektrisches Element, elektrisch mit der berührungsempfindlichen Oberfläche 3 verbindet.
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Die Position der Kontaktstelle wird gemäß dem Stand der Technik über bspw. ein Wabengitter ermittelt, so dass Änderungen der elektrischen Eigenschaften einer Wabe auf der berührungsempfindlichen Oberfläche 3 einer bestimmten Position auf der berührungsempfindlichen Oberfläche 3 zugeordnet werden können.
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Verändert sich die Position der Kontaktstelle zwischen Schutzhandschuh und berührungsempfindlicher Oberfläche 3 in Folge einer Eingabe durch den Nutzer, wie bspw. einer Wischgeste, kann die Veränderung ebenfalls durch das Steuergerät erfasst und einem bestimmten, ggf. vordefinierten Steuerbefehl zugeordnet werden, so dass der entsprechende Steuerbefehl an das Endgerät weitergeleitet werden kann.
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In 2 ist ein Schutzhandschuh 20 dargestellt, der eine Benutzerschnittstelle in Form eines Tasters 21 umfasst. Über den Taster 21 kann das in 1 beschriebene Steuergerät im Schutzhelm 1 aktiviert bzw. deaktiviert werden.
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Weiterhin ist der Schutzhandschuh 20 zur Interaktion mit den ebenfalls in 1 beschriebenen berührungsempfindlichen Oberflächen 3 konfiguriert. Um einen Steuerbefehl an ein Endgerät zu übermitteln, berührt ein Nutzer unter Verwendung des Schutzhandschuhs 20 eine der berührungsempfindlichen Oberflächen 3, wodurch, wie voranstehend erläutert, elektrische Eigenschaften der jeweiligen berührungsempfindlichen Oberfläche 3 verändert werden. Um die elektrischen Eigenschaften einer der berührungsempfindlichen Oberflächen 3 zu verändern, umfasst der Schutzhandschuh 20 elektrische Elemente, wie bspw. elektrische Widerstände oder Spulen, die derart gewählt sind, dass die elektrischen Eigenschaften der berührungsempfindlichen Oberfläche 3 in einem für eine Interpretation durch das Steuergerät geeigneten Bereich erfolgen.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass einzelne Finger 22, 23, 24, 25 und 26 jeweils eigene ggf. unterschiedliche elektrische Elemente umfassen, die die elektrischen Eigenschaften der berührungsempfindlichen Oberfläche 3 auf eine ganz bestimmte Art verändern. Dies bedeutet, dass die Finger 22, 23, 24, 25 und 26 bspw. mit unterschiedlichen elektrischen Widerständen oder Spulen mit unterschiedlicher Eigeninduktivität bzw. Kondensatoren unterschiedlicher Kapazität ausgestattet sind, so dass das Steuergerät einen Steuerbefehl von dem Finger 22 als zu dem Finger 22 zugehörig erkennt.
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Da das Steuergerät der berührungsempfindlichen Oberflächen 3 aufgrund der spezifischen elektrischen Eigenschaften eines jeweiligen Fingers 22, 23, 24, 25 oder 26 die Eingabe durch den Finger 22 als von dem Finger 22 durchgeführt erkennt, können vergleichbaren Steuerbefehlseingaben durch den Nutzer, d. h. gleichen Gesten, die durch verschiedene Finger 22, 23, 24, 25 oder 26 vorgenommen wurden, verschiedene Steuerbefehle zugeordnet werden. Entsprechend kann der Nutzer mit einem Tippen des Fingers 22 einen anderen Steuerbefehl erzeugen als durch ein Tippen des Fingers 23, wobei durch eine Kombination verschiedener Finger 22, 23, 24, 25 oder 26 zur Steuerbefehlseingabe ein Vielzahl von Steuerbefehlen verwaltet werden kann, ohne dass eine visuelle Kontrolle bei der Bedienung der berührungsempfindlichen Oberflächen 3 nötig wird. Aufgrund der Vielzahl an zur Verfügung stehenden Steuerbefehlseingaben ist es einem Nutzer auch bei komplexen Tätigkeiten, wie bspw. beim Steuern eines Kraftrads, möglich, komplexe Endgeräte, wie bspw. ein Smartphone sicher und schnell zu bedienen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2012/0235902 A1 [0004]
- WO 2011/132838 A1 [0005]
- DE 102011115193 A1 [0006]
