DE102017121456A1 - Interactionless user recognition - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Fernbedienung (1) umfassend:- ein einen Innenraum gegen einen Außenraum abgrenzendes Gehäuse (2, 3) mit einer Oberschale (2), auf der zum Außenraum gerichtete Bedienelemente (5, 8 bis 12) zur Eingabe von Steuerungsinformationen für ein Multimediagerät angeordnet sind und mit einer der Oberschale (2) gegenüberliegenden Unterschale (3);- eine im Innenraum des Gehäuses (2, 3) angeordnete Auswerteelektronik (31) zur Erfassung über die Bedienelemente (5, 8 bis 12) eingegebenen Steuerinformationen und zur Ansteuerung des Multimediagerätes basierend auf den eingegebenen Steuerinformationen; und- ein Kondensatorteil (42) mit einem auf der Unterschale (3) des Gehäuses (2, 3) angeordneten Flächenkapazitätselement (39) und mit einem dielektrisch vom Flächenkapazitätselement (39) getrennten Gegenkapazitätselement (40), wobei die Auswerteelektronik (31) eingerichtet ist, ein einen das Gehäuse (2, 3) berührenden Benutzer identifizierendes Identifikationssignal (62) in Abhängigkeit einer Kapazität zwischen der dem Flächenkapazitätselement (39) und dem Gegenkapazitätselement (40) auszugeben.The invention relates to a remote control (1) comprising: - a housing (2, 3) delimiting an interior against an exterior space with an upper shell (2), on the exterior space directed controls (5, 8 to 12) for inputting control information for a Multimedia device are arranged and with one of the upper shell (2) opposite lower shell (3), - in the interior of the housing (2, 3) arranged evaluation (31) for detecting the control elements (5, 8 to 12) input control information and for driving the multimedia device based on the inputted control information; and - a capacitor part (42) having a surface capacitance element (39) arranged on the lower shell (3) of the housing (2, 3) and a counter capacitance element (40) separated dielectrically from the surface capacitance element (39), the evaluation electronics (31) being arranged in that an identification signal (62) identifying a user contacting the housing (2, 3) is output as a function of a capacitance between the area capacitance element (39) and the counter capacitance element (40).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fernbedienung gemäß Anspruch 1 und eine Schaltung für die Fernbedienung gemäß Anspruch 6.The present invention relates to a remote control according to
Aus der
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Identifizierung der Benutzer zu vereinfachen.It is an object of the invention to simplify the identification of the users.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of the independent claims. Preferred developments are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Fernbedienung ein einen Innenraum gegen einen Außenraum abgrenzendes Gehäuse mit einer Oberschale, auf der zum Außenraum gerichtete Bedienelemente zur Eingabe von Steuerungsinformationen für ein Multimediagerät angeordnet sind und einer der Oberschale gegenüberliegenden Unterschale; eine im Innenraum des Gehäuses angeordnete Auswerteelektronik zur Erfassung über die Bedienelemente eingegebenen Steuerinformationen und zur Ansteuerung des Multimediagerätes basierend auf den eingegebenen Steuerinformationen und ein Kondensatorteil mit einem auf der Unterschale des Gehäuses - vorzugsweise zur Außenseite gerichtet - angeordneten Flächenkapazitätselement und mit einem dielektrisch vom Flächenkapazitätselement getrennten Gegenkapazitätselement, wobei die Auswerteelektronik eingerichtet ist, ein einen das Gehäuse berührenden Benutzer identifizierendes Identifikationssignal in Abhängigkeit einer Kapazität zwischen der dem Flächenkapazitätselement und dem Gegenkapazitätselement auszugeben.According to one aspect of the invention, a remote control comprises a housing delimiting an interior space from an exterior space with an upper shell, on which controls for inputting control information for a multimedia device are arranged, and a lower shell opposite the upper shell; a arranged in the interior of the housing transmitter for detecting the control elements input control information and for driving the multimedia device based on the input control information and a capacitor part with a on the lower shell of the housing - preferably directed to the outside - arranged surface capacitance element and a dielectrically separated from the surface capacitance element Gegenkapazitätselement wherein the evaluation unit is set up to output an identification signal identifying a user touching the housing as a function of a capacitance between the area capacitance element and the counter capacitance element.
Der angegebenen Fernbedienung liegt die Überlegung zugrunde, dass die Erkennung von Benutzern auf bisherigen Fernbedienungen stets eine Interaktion mit dem Benutzer benötigen. Selbst bei der Erkennung des Benutzers über seine Fingerabdrücke muss der Benutzer den Finger, dessen Fingerabdruck hinterlegt ist, in eine vorbestimmte Position auf der Fernbedienung legen, damit der Benutzer erkannt werden kann.The specified remote control is based on the consideration that the detection of users on previous remote controls always require interaction with the user. Even when the user is recognized by his fingerprints, the user has to place the finger whose fingerprint is deposited in a predetermined position on the remote control so that the user can be recognized.
Hier setzt die angegebene Fernbedienung mit der Überlegung an, dass Fernbedienungen normalerweise von einem sehr kleinen Kreis an Personen verwendet werden. Ferner liegt der angegebenen Fernbedienung die Überlegung zugrunde, dass sich die elektrischen Eigenschaften des Kondensatorteils durch menschliche Berührung verändern. In der angegebenen Fernbedienung werden diese beiden Überlegungen dahingehend genutzt, dass das Flächenkapazitätselement in einem Bereich angeordnet wird, in dem der Benutzer das Flächenkapazitätselement beim natürlichen Greifen der Fernbedienung in seine Hand legt. Da der Benutzer bei der Bedienung der Fernbedienung auf die Oberschale sieht, liegt die Unterschale normalerweise in seiner Hand. Aus diesem Grund ist die Kapazitätselektrode an der Unterschale der Fernbedienung anzuordnen, so dass sich die Benutzererkennung automatisch beim Greifen der Fernbedienung durchführen lässt, ohne dass der Benutzer weiter aktiv die Erkennung anstoßen müsste.Here, the specified remote control sets in with the consideration that remote controls are normally used by a very small group of people. Furthermore, the specified remote control is based on the consideration that change the electrical properties of the capacitor part by human contact. In the specified remote control, these two considerations are used in that the area capacitance element is placed in an area where the user places the area capacitance element in his hand while naturally gripping the remote control. As the user sees the top panel when operating the remote control, the bottom shell is usually in his hand. For this reason, the capacitance electrode is to be arranged on the lower shell of the remote control, so that the user recognition can be carried out automatically when gripping the remote control without the user still having to actively trigger the recognition.
In einer Weiterbildung der angegebenen Fernbedienung erstreckt sich das Flächenkapazitätselement auf der Unterschale des Gehäuses über eine Fläche von mindestens 50 cm2. Durch eine Mindestgröße für das Flächenkapazitätselement ist sichergestellt, dass sich die Benutzererkennung beispielsweise auch auf eine typische Greifstellung der Hand erstrecken kann.In a further development of the specified remote control, the surface capacitance element extends on the lower shell of the housing over an area of at least 50 cm 2 . A minimum size for the area capacity element ensures that the user recognition can extend, for example, to a typical gripping position of the hand.
Das Gegenkapazitätselement kann sowohl ebenfalls auf dem Gehäuse als auch auf der Auswerteelektronik angeordnet sein. Auf dem Gehäuse kann es an jeder beliebigen Stelle angeordnet werden, so beispielsweise an der gleichen Stelle, wie das Flächenkapazitätselement, allerdings elektrisch getrennt durch das Material der Unterschale, neben dem Flächenkapazitätselement in einer analogen Form zum Flächenkapazitätselement oder auf der Oberschale.The counter capacitance element can likewise be arranged both on the housing and on the evaluation electronics. It may be placed anywhere on the housing, such as at the same location as the area capacitance element, but electrically separated by the material of the lower shell, adjacent the area capacitance element in an analogous manner to the area capacitance element or on the upper shell.
In einer weiteren Weiterbildung der angegebenen Fernbedienung verändert sich entlang einer Längsachse, um die das Gehäuse herum mit einer Hand eines Benutzers umgreifbar ist, gesehen, eine Breite des Flächenkapazitätselementes quer zur Längsachse. Auf diese Weise wird die Sensitivität bei der Benutzeridentifikation in der Längsrichtung gesteigert.In a further development of the specified remote control, a width of the surface capacitance element transversely to the longitudinal axis changes along a longitudinal axis about which the housing can be gripped around with the hand of a user. In this way, the sensitivity in the user identification in the longitudinal direction is increased.
In einer noch weiteren Weiterbildung der angegebenen Fernbedienung ist das Flächenkapazitätselement eine unterbrechungsfreie Elektrode. Auf diese Weise wirkt das Flächenkapazitätselement neben seiner eigentlichen Funktion als Messaufnahmeelement bei der Benutzererkennung auch als elektrischer Schirm zum Schutz vor elektromagnetischen Störungen, so dass sich die Messungen bei der Benutzererfassung robuster durchführen lassen. Zudem ist bei der Benutzererfassung ein deutlich geringerer Abtastaufwand notwendig im Vergleich zu einer Ausführung, in der das Flächenkapazitätselement aus einer Vielzahl von Elektroden ausgebildet ist, welche dann alle getrennt abgetastet werden müssten. Schließlich lässt sich eine unterbrechungsfreie Elektrode deutlich einfacher fertigungstechnisch auf die Unterschale aufbringen, als eineIn a further development of the specified remote control, the area capacitance element is an uninterruptible electrode. In this way, the area capacitance element in addition to its actual function as a measuring recording element in the user recognition also acts as an electrical screen to protect against electromagnetic interference, so that the measurements can be carried out robustly in the user detection. In addition, a significantly lower scanning effort is necessary in the user detection compared to an embodiment in which the surface capacitance element is formed from a plurality of electrodes, which then all need to be scanned separately. Finally, an interruption-free electrode can be much easier to apply to the lower shell in terms of production technology than a single one
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Schaltung zur Ausgabe eines Identifikationssignals als Antwort auf eine periodische Eingangsspannung in einer der angegebenen Fernbedienungen das Kondensatorteil und einen in Reihe zum Kondensatorteil geschalteten Eingangswiderstand, eine Eingangsseite zum Anlegen der periodischen Eingangsspannung an die Reihenschaltung aus dem Kondensatorteil und dem Eingangswiderstand, einen Gleichrichter zum Ausgeben einer gleichgerichteten am Kondensator abfallenden Kondensatorspannung als Betrag des Identifikationssignals, und einen Spannungserfassungsabschnitt zum Ausgeben einer über dem Eingangswiderstand abfallenden Spannung als Phase des Identifikationssignals. According to a further aspect of the invention, a circuit for outputting an identification signal in response to a periodic input voltage in one of the specified remote controls comprises the capacitor part and an input resistor connected in series with the capacitor part, an input side for applying the periodic input voltage to the series circuit of the capacitor part and Input resistance, a rectifier for outputting a rectified capacitor voltage dropping across the capacitor as the magnitude of the identification signal, and a voltage detecting portion for outputting a voltage dropped across the input resistance as a phase of the identification signal.
Mit der angegebenen Schaltung ist die eingangs genannte Fernbedienung besonders einfach umsetzbar.With the specified circuit, the aforementioned remote control is particularly easy to implement.
In einer Weiterbildung der angegebenen Schaltung ist der Spannungserfassungsabschnitt ein XOR-Gatter, welches aus Sicht der Eingangsseite im Falle zweier unterschiedlicher elektrischer Potentiale vor und nach dem Eingangswiderstand einen ersten Spannungspegel ausgibt, der sich von einem Spannungspegel unterscheidet, wenn die elektrischen Potentiale vor und nach dem Eingangswiderstand gleich sind. Auf diese Weise liegt die Phase des Identifikationssignals unmittelbar Signalwert vor.In a further development of the specified circuit, the voltage detection section is an XOR gate, which emits a first voltage level, which differs from a voltage level when the electrical potentials before and after the input side in the case of two different electrical potentials before and after the input resistance Input resistance are the same. In this way, the phase of the identification signal is present signal value immediately.
Die periodische Eingangsspannung kann eine variable Frequenz zwischen 10 kHz und 2 MHz, insbesondere zwischen 50kHz und 1MHz, besitzen. In diesem Bereich liegt nach Messungen der größte Teil der Informationen, die zur Erkennung eines Benutzers herangezogen werden können.The periodic input voltage may have a variable frequency between 10 kHz and 2 MHz, in particular between 50 kHz and 1 MHz. In this area, measurements show that most of the information that can be used to detect a user.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise wie diese erreicht werden, werden verständlicher im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 eine Fernbedienung in einer perspektivischen Ansicht; -
2 die Fernbedienung aus1 in einer Draufsicht; -
3 eine Schnittansicht durch die Fernbedienung aus1 entlang der LinieA-A' aus2 ; -
4 die Fernbedienung der1 in einer Sicht auf ihren Boden in einer ersten Ausführung -
5 die Fernbedienung der1 in einer Sicht auf ihren Boden in einer zweiten Ausführung -
6 die Fernbedienung der1 in einer Sicht auf ihren Boden in einer dritten Ausführung -
7 die Fernbedienung der1 in einer Sicht auf ihren Boden in einer vierten Ausführung -
8 ein Strukturbild einer Schaltung in der Fernbedienung der1 , -
9 ein Beispiel für einen Teil der Schaltung aus8 , und -
10 eine Erkennungsschaltung in der Schaltung der8 .
-
1 a remote control in a perspective view; -
2 the remote control off1 in a plan view; -
3 a sectional view through theremote control 1 along the lineA-A ' out2 ; -
4 the remote control of the1 in a view on their bottom in a first execution -
5 the remote control of the1 in a view of their bottom in a second embodiment -
6 the remote control of the1 in a view of their bottom in a third embodiment -
7 the remote control of the1 in a view of their bottom in a fourth embodiment -
8th a structural picture of a circuit in the remote control of1 . -
9 an example of a part of the circuit8th , and -
10 a detection circuit in the circuit of8th ,
In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. Die Figuren sind rein schematisch und geben vor allem nicht die tatsächlichen geometrischen Verhältnisse wieder.In the figures, the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once. The figures are purely schematic and above all not reflect the actual geometric conditions.
Es wird auf
Die Fernbedienung
Beide Tastenfelder
Auf der Fernbedienung
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Bereiches
Nachstehend wird der innere Aufbau der Fernbedienung
Zum Verbinden der Unterschale
Die Oberschale
Am Steuerkreuz
In Druckrichtung
Auf der Leiterplatte
Schließlich ist mittig im Steuerkreuz über Schnapphaken
Nachstehend wird die Erfassung des Tastendrucks einer der Tasten
Die Gebermagnete
Die Fernbedienung
Hierzu weist die Fernbedienung
Das Kondensatorteil
Hierzu ist neben der oben bereits erwähnten elektronischen Tastensignalerzeugungsschaltung eine weitere elektronische Schaltung auf der Leiterplatte
Zuvor soll noch auf einige mögliche Ausführungsformen des Flächenkapazitätselementes
Zunächst kann das Flächenkapazitätselementes
Der Vorteil der möglichst großflächigen Ausbildung des Flächenkapazitätselementes
Alternativ hierzu könnte das Gegenkapazitätselement
Eine alternative Ausführungsform des Flächenkapazitätselementes
Durch die Veränderung des Flächenkapazitätselement
Eine weitere alternative Ausführung des Flächenkapazitätselements
In
In allen Ausführungen der
Die Kapazität des Kondensatorteils
Nachstehend wird allerdings anhand der
Die Benutzererkennungsschaltung
Hierzu ist an den RC-Tiefpass
Aus der Größe der internen Spannung
Analog wird die Ausgangsspannung
Da die Eingangsspannung
In
In diesem Beispiel ist der Gleichrichter
Der Gleichrichter
Anhand von
Zunächst werden die beiden Spannungen
Zunächst soll die Funktion der Erkennungsschaltung
Befindet sich der Schalter in der ersten Stellung
Als Vergleichsglied
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 2620044 A1 [0024]EP 2620044A1 [0024]
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