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Die Erfindung betrifft ein Steuerinstrument für einen berührungsempfindlichen Bildschirm, mit einer Halterung und einer Abdeckeinrichtung, wobei die Halterung dazu ausgelegt ist, die Abdeckeinrichtung in mindestens einer Betriebsstellung derart an einem eine Mine aufweisenden Stift zu halten, dass sie ein Arbeitsende der Mine abdeckt.
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Steuerinstrumente der vorgenannten Art sind bekannt, beispielsweise aus der
WO 2015/071710 A1 . Bei dem bekannten Steuerinstrument ist die Abdeckeinrichtung aus einem elektrisch isolierenden porösen Werkstoff, wie beispielsweise Papier. Wird das bekannte Steuerinstrument zum Steuern eines Bildschirms eingesetzt, wird die Abdeckeinrichtung mittels des Arbeitsendes der Mine in Kontakt mit dem Bildschirm gebracht. Dieser Kontakt wird von dem mit dem Bildschirm versehenen Gerät erfasst und als Steuersignal weiterverarbeitet. So kann beispielsweise die Berührung einer Schaltfläche auf dem Bildschirm die Aktivierung des (virtuellen) Schalters bewirken.
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Die Abdeckeinrichtung dient dabei dazu, den Bildschirm vor Beschädigungen zu schützen, die dann auftreten könnten, wenn er unmittelbar mit dem (in der Regel spitzen) Arbeitsende der Mine berührt wird. Auch könnte die Mine Spuren auf dem Bildschirm hinterlassen, ihn also quasi „beschriften”. Wird aber das Arbeitsende der Mine mittels der Abdeckeinrichtung abgedeckt, liegt also die Abdeckeinrichtung zum Steuern des Bildschirms zwischen dem Arbeitsende der Mine und dem Bildschirm, so dass das Arbeitsende der Mine selbst den Bildschirm nicht berührt, sondern nur die Abdeckeinrichtung, so kann der Bildschirm vor Beschädigungen und „Beschriftungen” geschützt werden. Schließlich dient die Abdeckeinrichtung auch der Vergrößerung der „Arbeitsfläche”, mit der der Bildschirm zur Steuerung berührt wird.
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Das Arbeitsende der Mine bzw. seine Stirnfläche ist vergleichsweise klein. Daher ist dann, wenn man den Bildschirm unmittelbar mit dem Arbeitsende berührend steuert, derjenige Bereich des Bildschirms, der berührt werden soll, gut sichtbar. Bei der Verwendung des bekannten Steuerinstruments als „Zwischenlage” zwischen dem Arbeitsende der Mine und dem Bildschirm ist das jedoch nicht der Fall, insbesondere weil die Abdeckeinrichtung aus funktionalen Gründen eine gewisse Ausdehnung haben muss. Liegt also die Abdeckeinrichtung des bekannten Steuerinstruments unter Abdeckung des Arbeitsendes der Mine als „Zwischenlage” zwischen der Mine und dem Bildschirm, so ist im Falle des bekannten Steuerinstruments derjenige Teil des Bildschirms, der berührt werden soll, durch die Abdeckeinrichtung verdeckt. Dies ist insbesondere bei kleinen und eng benachbarten Schaltflächen auf dem Bildschirm problematisch.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Steuerinstrument der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auch die Ansteuerung eines Bildschirms mit kleinen und/oder eng benachbart liegenden Schaltflächen problemlos möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Abdeckeinrichtung transparent ist.
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Die transparente Abdeckeinrichtung ermöglicht es, das Steuerinstrument präzise in Kontakt mit einer Schaltfläche zu bringen, auch wenn die Schaltfläche vergleichsweise klein ist oder eng benachbart zu anderen Schaltflächen liegt, weil die Abdeckeinrichtung die Sicht auf den Bildschirm nicht behindert.
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Das erfindungsgemäße Steuerinstrument ist prinzipiell bei berührungsempfindlichen Bildschirmen jeder Art verwendbar. Insbesondere im Falle von berührungsempfindlichen Bildschirmen, bei denen die Steuerung durch lokale Kapazitätsänderungen erfolgt, ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass die Abdeckeinrichtung auf ihrer dem Arbeitsende der Mine in der abdeckenden Betriebsstellung zugewandten Seite einen elektrisch leitfähigen transparenten Werkstoff aufweist, der in der die Mine abdeckenden Betriebsstellung elektrischen Kontakt mit der Mine hat, insbesondere mit deren Arbeitsende.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung stellt der Werkstoff auf der in der abdeckenden Betriebsstellung dem Arbeitsende der Mine zugewandten Seite der Abdeckeinrichtung eine Kondensatorplatte dar, die in demjenigen Bereich, in dem die Abdeckeinrichtung den Bildschirm berührt, eine Kapazitätsänderung bewirkt. Diese Kapazitätsänderung kann sensiert werden, um eine Steuerung auszulösen.
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Wird das Steuerinstrument mit einem Stift verwendet, der eine elektrisch leitfähige Mine aufweist, so ist der kapazitätsändernde Effekt größer, weil die elektrisch leitfähige Mine durch ihren Kontakt mit dem elektrisch leitfähigen transparenten Werkstoff auf der Abdeckeinrichtung die von dem elektrisch leitfähigen transparenten Werkstoff gebildete „Kondensatorplatte” vergrößert.
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Da der elektrisch leitfähige Werkstoff auf der dem Arbeitsende der Mine in der abdeckenden Betriebsstellung zugewandten Seite der Abdeckeinrichtung transparent ist, bleiben die oben genannten Vorteile der transparenten Ausführung der Abdeckeinrichtung auch angesichts der Verwendung des genannten Werkstoffs erhalten.
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Ein Beispiel für einen elektrisch leitfähigen transparenten Werkstoff ist PEDOT/PSS, erhältlich bei Heraeus unter dem Handelsnamen CLEVIOSTM S. Es können aber auch andere elektrisch leitfähige transparente Werkstoffe zum Einsatz kommen.
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Erfindungsgemäß weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Abdeckeinrichtung aus einem biegsamen Werkstoff ist. Dadurch ist die Handhabung vereinfacht.
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Die Abdeckeinrichtung kann beispielsweise in Form einer Folie, insbesondere einer Kunststofffolie realisiert sein. Ein Beispiel für einen Werkstoff ist PET, insbesondere FOLEXTM EL NG (1422).
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Erfindungsgemäß weiter bevorzugt weist die Abdeckeinrichtung einen Befestigungsbereich zum Befestigen an der Halterung, einen Abdeckbereich und einen zwischen dem Befestigungsbereich und dem Abdeckbereich liegenden Verbindungsbereich auf, der eine geringere Breite hat als der Abdeckbereich.
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Insbesondere im Falle der biegsamen Ausgestaltung der Abdeckeinrichtung stellt der Verbindungsbereich geringerer Breite eine „Schwächung” dar, die ein Verbiegen erleichtert. Biegungen werden bei dieser Ausgestaltung bevorzugt in dem Verbindungsbereich auftreten, wodurch der eigentliche Abdeckbereich gerade bleibt.
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Erfindungsgemäß bevorzugt ist vorgesehen, dass der Abdeckbereich in zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen Abmessungen von jeweils 6 mm bis 8 mm, bevorzugt 6,5 mm bis 7,1 mm hat.
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Er muss nämlich eine Mindestgröße haben, um seine Funktion zu erfüllen. So muss er beispielsweise bei einigen Anwendungen eine Mindestzahl von Pixeln des Bildschirms abdecken, um die Steuersoftware in der angestrebten Weise zu aktivieren. Andererseits darf er nicht zu groß sein, damit auch kleinere Schaltflächen noch einzeln angesteuert werden können.
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Bevorzugt ist der Abdeckbereich in der Draufsicht rund.
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Die Halterung weist erfindungsgemäß bevorzugt einen Bereich in Form einer Hülse auf.
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Dadurch besteht die Möglichkeit, die Halterung an dem Stift durch Aufschieben des hülsenförmigen Bereichs auf dem Stift anzubringen.
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An dieser Stelle wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Hülse nicht unbedingt in Umfangsrichtung geschlossen sein muss. Sie kann auch beispielsweise spangenartig ausgeführt sein, d. h. sich nur über einen Winkelbereich von mehr als 180° erstrecken, ohne vollkommen geschlossen zu sein.
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Erfindungsgemäß bevorzugt weicht die Innenkontur der Hülse von der Kreisform ab.
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Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Steuerinstruments auf einem Stift, dessen Außenkontur von der Kreisform abweicht, besteht dadurch bei entsprechender Abstimmung der Innenkontur der Hülse auf die Außenkontur des Stiftes die Möglichkeit, zwei unterschiedliche Betriebsstellungen vorzusehen, die sich durch unterschiedliche Drehstellungen der Hülse bezüglich des Stiftes unterscheiden. So kann beispielsweise in einer ersten Drehstellung die Hülse auf dem Stift axial verschieblich sein, wohingegen sie in einer anderen Drehstellung bezüglich des Stiftes arretiert ist. Dadurch kann das Steuerinstrument beispielsweise durch Axialverschiebung eine Arbeitsstellung einnehmen, in der es zur Steuerung eines berührungsempfindlichen Bildschirms das Arbeitsende der Mine abdeckt, wohingegen es in einer Ruhestellung durch Axialverschiebung auf dem Stift aus dem Bereich der Mine herausgeschoben ist, so dass der Stift für andere Zwecke als für die Steuerung des berührungsempfindlichen Bildschirms verwendet werden kann, beispielsweise zum Schreiben.
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Die Innenkontur der Hülse ist erfindungsgemäß bevorzugt n-eckig, insbesondere sechseckig. Dadurch ist das erfindungsgemäße Steuerinstrument beispielsweise zum Anbringen an Stiften mit sechseckiger Außenkontur geeignet. Derartige Stifte sind vergleichsweise häufig.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine Längsnut in einer Wand des n-Ecks vorgesehen. Diese Längsnut dient zum Aufnehmen einer Kante des n-Ecks des Stiftes. Dabei ist die einschlägige Bemaßung und Anordnung der Nut derart gewählt, dass dann, wenn eine Ecke des n-Ecks des Stiftes in der Nut liegt, die Hülse reibschlüssig mit dem Stift verbunden ist, so dass sie in der jeweils beabsichtigten Betriebsstellung in Axialrichtung auf dem Stift festgelegt ist. Dies kann die Arbeitsstellung sein, in der die Abdeckeinrichtung das Arbeitsende der Mine des Stiftes abdeckt. Es kann aber auch die Ruhestellung sein, in der das Arbeitsende der Mine freiliegt, beispielsweise zum Schreiben.
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Erfindungsgemäß weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Halterung einen elektrisch leitfähigen Werkstoff aufweist. Dies kann im Blick auf künftige berührungsempfindliche Bildschirme, insbesondere moderner oder künftiger Smartphones vorteilhaft sein, bei denen die Empfindlichkeit reduziert sein könnte.
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Neben dem oben im Einzelnen beschriebenen Steuerinstrument schafft die Erfindung ein weiteres Steuerinstrument für einen berührungsempfindlichen Bildschirm, mit einer Halterung und einer Abdeckeinrichtung, wobei die Halterung einen Bereich in Form einer Hülse aufweist und dazu ausgelegt ist, die Abdeckeinrichtung in mindestens einer Betriebsstellung derart an einem eine Mine aufweisenden Stift zu halten, dass sie ein Arbeitsende der Mine abdeckt, wobei weiter vorgesehen ist, dass die Innenkontur der Hülse von der Kreisform abweicht.
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Mit diesem Steuerinstrument werden die oben im Zusammenhang mit der von der Kreisform abweichenden Innenkontur der Hülse erzielt. Dies ist unabhängig davon, ob die Abdeckeinrichtung transparent ist.
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Wiederum kann es erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen sein, dass die Innenkontur der Hülse n-eckig, insbesondere sechseckig ist.
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Ferner ist erfindungsgemäß bevorzugt auch bei dieser Ausführungsform mindestens eine Längsnut in einer Wand des n-Ecks vorgesehen.
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Schließlich ist es auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung bevorzugt vorgesehen, dass die Halterung einen elektrisch leitfähigen Werkstoff aufweist.
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Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Dabei zeigen
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1 bis 3 schematische Seitenansichten eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steuerinstruments aus verschiedenen Richtungen,
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4 schematisch eine Draufsicht auf eine Abdeckeinrichtung des Steuerinstruments nach den 1 bis 3,
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5 die gleiche Ansicht wie 2, jedoch angebracht an einem Stift,
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6 die gleiche Ansicht wie 5, jedoch in einer Arbeitsstellung,
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7 eine schematische Prinzipdarstellung der Verwendungsweise des erfindungsgemäßen Steuerinstruments,
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8 eine schematische Axialansicht des obigen Steuerinstruments, in den 1 bis 3 von oben gesehen,
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9 eine schematische Axialansicht des obigen Steuerinstruments, in den 1 bis 3 von unten gesehen,
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10 eine schematische Axialansicht des obigen Steuerinstruments auf einem Stift fest gehalten, in 5 von unten gesehen, und
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11 die gleiche Ansicht wie 10, jedoch mit axial verschieblich auf dem Stift gehaltenen Steuerinstrument.
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Zu dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuerinstruments gehört eine Halterung 10 und eine Abdeckeinrichtung 12. Wie insbesondere 4 zu entnehmen ist, weist die Abdeckeinrichtung 12 einen Befestigungsbereich 14, einen Verbindungsbereich 16 und einen Abdeckbereich 18 auf. Der Befestigungsbereich 14 hat zwei Durchgangsöffnungen 20, 22, durch die sich Befestigungsansätze 24, 26 (3) der Halterung 10 erstrecken, so dass die Abdeckeinrichtung 12 an der Halterung 10 festgelegt ist.
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Der Abdeckbereich 18 der Abdeckeinrichtung 12 ist bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel rund und hat einen Durchmesser von etwa 6,8 mm. Der sich daran anschließende Verbindungsbereich 16 ist schmaler. Seine Breite beträgt etwa 3,4 mm, also ungefähr die Hälfte des Durchmessers des Abdeckbereichs 18. Insgesamt hat die Abdeckeinrichtung 12 eine etwa einem Schlüsselloch entsprechende Silhouette.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abdeckeinrichtung 12 aus einer transparenten biegsamen Folie. Dabei handelt es sich um eine Folie aus PET. Sie ist mit einer elektrisch leitfähigen transparenten Beschichtung 42 versehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine beschichtete Folie, die unter der Bezeichnung FOLEXTM EL NG (1422) im Handel erhältlich ist. Sie hat einen Flächenwiderstand von 110 Ohm/Square. Die Beschichtung 42 ist aus PEDOT/PSS, bei Heraeus unter dem Handelsnamen CLEVIOSTM S erhältlich.
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Ausweislich insbesondere der 8 und 9 ist die Halterung 10 hülsenförmig und hat eine global sechseckige Innenkontur. Zwei der sechs Ecken sind in 8 mit den Bezugszahlen 28 bzw. 30 bezeichnet. Die dazwischen liegende Wand trägt die Bezugszahl 32. Wie auch alle übrigen Wände des Rechtecks ist die Wand 32 mit einer Längsnut 34 versehen, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in etwa in der Mitte der Wand liegt.
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Die Außenkontur der Halterung 10 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls sechseckig.
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5 zeigt das Steuerinstrument nach den 1 bis 3 auf einen Stift 36 aufgeschoben. Der Stift 36 ist ebenfalls sechseckig, wobei die sechseckige Innenkontur der Halterung 10 derart auf den Stift 36 abgestimmt ist, dass die Halterung 10 dann gleitend auf dem Stift 36 axial verschieblich ist, wenn sich die Ecken des sechseckigen Stiftes 36 in den Ecken der sechseckigen Innenkontur der Halterung 10 befinden, von denen zwei in 8 mit den Bezugszahlen 28 bzw. 30 bezeichnet sind. Diesen Zustand zeigt 11.
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Soll demgegenüber das in der Zeichnung dargestellte Steuerinstrument in Axialrichtung auf dem Stift 36 arretiert werden, so wird es bezüglich des Stiftes 36 um eine Zwölftelumdrehung verdreht, so dass die Betriebsstellung nach 10 vorliegt. In dieser Betriebsstellung liegen die Kanten des Stiftes 36 nicht etwa in den Ecken der Halterung 10, von denen zwei mit den Bezugszahlen 28 bzw. 30 bezeichnet sind, sondern vielmehr in den Längsnuten, von denen eine mit der Bezugszahl 34 bezeichnet ist. Die lichte Weite zwischen einander gegenüberliegenden der Längsnuten ist geringer als diejenige der Ecken, weshalb in dem Betriebszustand nach 10 die Halterung 10 reibschlüssig in Axialrichtung auf dem Stift 36 festgelegt ist.
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Um die oben beschriebene Verdrehung der Halterung 10 bezüglich des Stiftes 36 um eine Zwölftelumdrehung möglich zu machen, ist die in der Zeichnung dargestellte Halterung 10 entsprechend elastisch ausgeführt. Dazu wird ein geeigneter Kunststoff wie etwa TPE (Thermoplastische Elastomere) und im Speziellen Hytrel-Polyester verwendet. Die Halterung 10 kann einen elektrisch leitfähigen Werkstoff enthalten.
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In der Drehstellung nach 11 kann die Halterung 10 und damit das gesamte Steuerinstrument entsprechend den obigen Erläuterungen axial auf dem Stift 36 verschoben werden. Beispielsweise kann es in den in 5 oben gezeigten Endabschnitt des Stiftes 36 verschoben werden, wodurch der Stift beispielsweise zum Schreiben, Malen oder Zeichnen verwendet werden kann. In dieser Stellung kann das Steuerinstrument selbstverständlich wie oben beschrieben axial arretiert werden, damit es beim „normalen” Verwenden des Stiftes nicht stört.
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Zur bestimmungsgemäßen Verwendung des Steuerinstruments wird es jedoch in die in den 5 und 6 gezeigte Axialstellung bezüglich des Stiftes 36 verschoben und in dieser Stellung durch geeignetes Verdrehen bezüglich des Stiftes 36 in die in 10 gezeigte Drehstellung axial arretiert. Zum Steuern mittels Berührens wird das Steuerinstrument entsprechend 6 auf einen Bildschirm 38 aufgesetzt. Dabei wird es verbogen. Die Biegung erfolgt dabei im Wesentlichen in dem Verbindungsbereich 16, weil er wegen seiner im Vergleich zu dem Abdeckbereich 18 geringeren Breite im Sinne einer Biegung geschwächt ist. Dadurch liegt der Abdeckbereich 18 unter Abdeckung des Arbeitsendes 41 einer Mine 40 vollständig auf dem Bildschirm 38 auf.
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7 zeigt in einer schematischen Prinzipdarstellung stark abstrahiert einige Elemente aus 6: Man erkennt den Stift 36 mit der Mine 40 und den Bildschirm 38. Zwischen der Mine 40 und dem Bildschirm 38 liegt der Abdeckbereich 18 mit der leitfähigen Beschichtung 42. Sowohl der Abdeckbereich 18 als auch die Beschichtung 42 sind transparent, was durch das Augensymbol mit dem Pfeil angedeutet wird. Es ist also möglich, mit dem an dem Stift 36 angebrachten und in Axialrichtung festgelegten Steuerinstrument präzise einzelne Felder, beispielsweise Schaltflächen, auf dem Bildschirm 38 anzusteuern. Wegen der Transparenz sowohl des Abdeckbereichs 18 als auch der Beschichtung 42 kann nämlich durchgehend mit dem Auge kontrolliert werden, ob die richtige Stelle auf dem Bildschirm 38 berührt wird.
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Die leitfähige Schicht 42 stellt eine „Kondensatorplatte” dar, die insbesondere in der Stellung nach 6 eine Kapazitätsänderung in dem mit dem Abdeckbereich 18 berührten Bereich des Bildschirms 38 bewirkt. Sofern es sich bei dem Stift 36 um einen Bleistift, d. h. um einen Stift handelt, bei dem die Mine 40 elektrisch leitfähig ist, trägt die Mine 40 verstärkend zu dem beschriebenen Effekt der Kapazitätsänderung bei.
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Die in der obigen Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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