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Die Erfindung betrifft einen Touchscreen sowie Touchscreen-Anordnung und die Verwendung eines Touchscreens oder einer Touchscreen-Anordnung.
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Touchscreens sind aus dem Stand Technik bekannt. Touchscreens oder berührungsempfindliche Bildschirme sind Wiedergabegeräte für Bildinformationen, die berührungsempfindlich sind. Dies bedeutet, dass Berührungen eines Touchscreens mit einem Finger und/oder einem geeigneten Zeigegerät durch eine Sensoranordnung erfasst werden.
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Dabei existieren Touchscreens, bei denen das Bild mittels einer Projektionseinrichtung auf eine Projektionsfläche projizierbar ist. Bei derartigen Touchscreens hängt die Qualität der Bildwiedergabe wesentlich von dem Material der Fläche ab, auf die das Bild projiziert wird. Dabei besteht oftmals der Wunsch, eine Fläche zur Verfügung zu stellen, die nicht nur eine gute Bildwiedergabe ermöglicht, sondern auch möglichst beständig gegenüber Umwelteinflüssen ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Touchscreen und eine Touchscreen-Anordnung mit einem Touchscreen aufzuzeigen, die eine gute Bildwiedergabe mit weiteren positiven Eigenschaften der Projektionsfläche vereinen sowie vorteilhafte Verwendungen für einen derartigen Touchscreen und eine derartige Touchscreen-Anordnung aufzuzeigen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Touchscreen, eine Touchscreen-Anordnung und die Verwendung eines Touchscreens oder einer Touchscreen-Anordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Merkmale der unabhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.
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Der dargestellte und beschriebene Touchscreen weist eine Projektionsfläche auf, bei der es sich um eine Oberfläche einer Quarzschicht handelt. Es hat sich gezeigt, dass eine Quarzoberfläche als Projektionsfläche hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften gut geeignet ist. Darüber hinaus bietet Quarz eine ganze Reihe Vorteile. Quarz ist höchst innert, äußerst kratzbeständig, unempfindlich gegenüber den meisten Chemikalien, Reinigern etc. und nicht entzündlich, hitzebeständig und Temperaturwechselbeständig und es hat sich gezeigt, dass sich auf der Quarzoberfläche mit einer geeigneten Projektionseinrichtung ein sehr brillantes Bild erzeugen lässt. Dies liegt insbesondere daran, dass die vielen im Quarz verteilten kleinen Einzelkristalle eine Vielzahl an Reflexionsflächen für ein fallendes Licht bereitstellt.
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Bei der Quarzschicht kann es sich um eine Quarzplatte handeln. Unter einer Quarzplatte ist ein flächig ausgedehntes Stück Quarz zu verstehen, welches eine hinreichende Stärke aufweist, um eine Eigenstabilität aufzuweisen. Eine derartige Quarzplatte kann genutzt werden, um dem gesamten Touchscreen eine hinreichende Stabilität zu verleihen. Insbesondere sind in derartigen Fällen keine weiteren Verstärkungsmaterialien mehr notwendig. Ein derartig aufgebauter Touchscreen kann in vorteilhafter Weise als dekoratives Gestaltungselement genutzt werden. So ist beispielsweise eine rahmenlose Anordnung der Quarzplatte möglich.
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Die Sensoranordnung ist bevorzugt auf der von der Projektionsfläche abgewandten Seite der Quarzschicht angeordnet. Eine auf der von der Projektionsfläche abgewandten Seite der Quarzschicht angeordnete Sensoranordnung bietet den Vorteil, dass sie für den Betrachter unsichtbar bleibt. Da sich die Sensoranordnung auf der von der Projektionsfläche abgewandten Seite der Quarzschicht befindet, wird das projizierte Bild durch die Sensoranordnung nicht beeinträchtigt. Die Sensoranordnung ist dadurch durch die Quarzschicht vor Einflüssen, die auf die Projektionsfläche einwirken, geschützt. Bei diesen Einflüssen kann es sich beispielsweise um Umwelteinflüsse handeln. Insbesondere wird in diesem Zusammenhang auch das Risiko einer ungewollten Auslösung der Sensoren durch derartige Einflüsse gesenkt.
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Bei der Sensoranordnung kann es sich insbesondere um eine kapazitive Sensoranordnung handeln. Kapazitive Sensoranordnungen basieren auf der Detektion der Änderung elektrischer Felder durch Berührungen. Die Sensoren können hierfür in oder auf geeigneten Medien, wie beispielsweise Kunststofffolien, angeordnet sein. Vorzugsweise kann es sich um einen projiziert-kapazitiven Touchscreen handeln. Bei einem projiziert-kapazitiven Touchscreen wird die Erkennung von der Sensoranordnung durch die Quarzschicht „hindurch projiziert“. Mit anderen Worten, die Berührung der Projektionsfläche durch einen Finger kann von der der Projektionsfläche abgewandten Seite der Quarzschicht detektiert werden.
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Die Quarzschicht weist insbesondere eine Dicke von 8 mm bis zu14 mm auf. Es hat sich gezeigt, dass Quarzschichten in dieser Dicke zum einen dick genug sind, um unempfindlich gegenüber einer möglichen Rissbildung zu sein, andererseits jedoch noch eine gute Detektion von Berührungen an der von der Sensoranordnung abgewandten Seite ermöglichen.
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Die Sensoranordnung ist insbesondere mit einer Auswertungseinrichtung zur Auswertung der von der Sensoranordnung erzeugten Signale elektrisch verbunden. Bei der Auswertungseinrichtung kann es sich um einen Computer, ein Tablet und/oder ein Smartphone handeln. Derartige Auswertungseinrichtungen können auch komplexe Signale, die von der Sensoranordnung stammen, verarbeiten und interpretieren. So ist es insbesondere möglich, dass Gesten, die - gegebenenfalls auch mit mehreren Fingern - auf der Projektionsfläche ausgeführt werden, erkannt werden.
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Der Touchscreen kann dazu ausgebildet sein, zu seiner Versorgung mit elektrischer Energie mit einer Spannung von höchstens 14,5 Volt versorgt zu werden. Alternativ und/oder ergänzend kann der Touchscreen dazu ausgebildet sein, zu seiner Versorgung mit elektrischer Energie mit einer Stromstärke von höchstens 2,5 Ampere versorgt zu werden.
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Ein großer Vorteil der beschriebenen Touchscreens ist es, dass zu deren Betrieb lediglich äußerst geringe elektrische Leistungen notwendig sind. Die Energieversorgung kann daher auf die vorstehend beschriebenen Spannungen und Ströme begrenzt werden. Dies erlaubt einen vergleichsweise unkritischen Einsatz des Touchscreens in feuer- oder gar explosionsgefährdeten Umfeldern.
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Der Touchscreen kann gemeinsam mit einer geeigneten Projektionseinrichtung zum Projizieren eines Bildes auf die Projektionsfläche des Touchscreens eine Touchscreen-Anordnung bilden. Diese Touchscreen-Anordnung weist insbesondere eine Anbindung an eine Datenverarbeitungseinrichtung, wie einen Computer, ein Tablet und/oder ein Smartphone auf. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann insbesondere dazu dienen, ein Bildsignal für die Projektionseinrichtung zur Verfügung zu stellen. Vorteilhafterweise kann es sich bei der Datenverarbeitungseinrichtung um die Auswertungseinrichtung handeln. Die Datenverarbeitungseinrichtung bzw. Auswertungseinrichtung kann in diesem Fall genutzt werden, um sicherzustellen, dass das auf dem Touchscreen wiedergegebene Bild und die vom Touchscreen erfassten Berührungen in einem sinnvollen Zusammenhang zueinander stehen, d.h. die Datenverarbeitungseinrichtung stellt gleichzeitig sicher, dass den ausgewerteten Berührungen das richtige Bild auf dem Touchscreen zugrunde liegt bzw. wertet die Berührungen in Abhängigkeit von dem auf dem Touchscreen projizierten Bild aus. Alternativ und/oder ergänzend können die Auswertungseinrichtung und die Datenverarbeitungseinrichtung über eine Datenverbindung vernetzt sein, um einen Zusammenhang zwischen dem projizierten Bild und der Berührung des Touchscreens herzustellen.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass es zu keiner Ermüdung oder Ermattung der Oberfläche kommt, wenn das Bild auf die Quarzoberfläche projiziert wird.
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Als Projektionseinrichtung können grundsätzlich alle Einrichtungen verwendet werden, die in der Lage sind, ein Bild auf die Projektionsfläche zu projizieren. Dabei kann es sich insbesondere um Beamer handeln. Besonders vorteilhaft lassen sich Laserbeamer einsetzen.
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere vorteilhaft, wenn es sich bei der Projektionseinrichtung um einen Kurzdistanzprojektor und/oder einen Ultrakurzdistanzprojektor handelt. Derartige Projektoren können ein Bild auf die Projektionsfläche projizieren, wobei zur Projektion des Bildes verwendete Lichtstrahlen in einem äußerst flachen Winkel auf die Projektionsfläche auftreffen. Quarz kann auch bei Verwendung derartiger Projektoren eine hinreichende Bildqualität aufgrund seiner spezifischen Reflexionseigenschaften ermöglichen. Der flache Winkel bietet den Vorteil, dass die anfallenden Lichtstrahlen weniger durch Finger und/oder Zeigegeräte gestört werden, wenn der Touchscreen bedient wird. Der Abstand der Projektionseinrichtung von der Ebene, in der sich die Projektionsfläche erstreckt, kann wenigstens 5 cm und/oder höchstens 20 cm betragen.
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Der Touchscreen bzw. die Touchscreen-Anordnung lässt sich insbesondere vorteilhaft in einem explosionsgefährdeten Bereich, einem Raum mit bestimmten Brandschutzauflagen, einem Verschmutzungen ausgesetzten Bereich, wie beispielsweise einem Produktionsbereich, insbesondere einer staubintensiven Produktion, und/oder einem Reinraum verwenden. Der Vorteil ist es in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die Projektionseinrichtung getrennt von dem Touchscreen in ein für den Betrieb in einem explosionsgefährdeten Bereich und/oder Reinraum geeignetes Gehäuse eingebaut werden kann und/oder sogar außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs und/oder Reinraums angeordnet werden kann. Eine Projektionseinrichtung lässt sich wesentlich leichter in einem entsprechenden Gehäuse kapseln als der Touchscreen selbst. Dies liegt insbesondere daran, dass die Projektionseinrichtung nicht berührt werden muss. Das Gehäuse kann an einer dem Touchscreen gegenüberliegenden Wand, einem Fußboden und/oder einer Decke angeordnet werden. Einen besonderen Vorteil bietet die Möglichkeit dieser Anordnung der Projektionseinrichtung, wenn der Touchscreen mit den vorstehend beschriebenen geringen Spannungen und/oder Strömen betrieben wird. Dies ist insbesondere deswegen realisierbar, da alle Komponenten, die gegebenenfalls eine höhere elektrische Leistung fordern, beabstandet von dem Touchscreen selbst angeordnet werden können. So kann die Auswertungseinheit vom Touchscreen weg verlegt werden, die Projektionseinrichtung braucht streng genommen lediglich eine freie „Sichtlinie“, in der lediglich lichtdurchlässige Materialien angeordnet sind, um das Bild auf den Touchscreen zu projizieren.
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Besonders vorteilhaft lässt sich der oben beschriebene Touchscreen bzw. die oben beschriebene Touchscreen-Anordnung nutzen, wenn die Projektionsfläche eine Nutzfläche bildet. Die robusten Eigenschaften des Quarzes ermöglichen es, den Touchscreen beispielsweise in eine Tischplatte, eine Küchenarbeitsplatte oder eine andere Oberfläche eines Möbels zu integrieren bzw. die entsprechende Tischplatte, Küchenarbeitsplatte oder eine Oberfläche eines anderen Möbels bildende Möbelplatte aus einer Quarzplatte auszubilden. Auf diese Weise lassen sich „smarte“ Küchen oder Besprechungstische realisieren, die sich nicht nur durch eine entsprechende optische Gestaltung auszeichnen, sondern die auch eine äußerst hohe Widerstandsfähigkeit aufweisen, was insbesondere bei dem Einsatz im Bereich einer Küchenarbeitsplatte gefordert ist, jedoch auch bei häufig und intensiv benutzten Besprechungstischen von Vorteil ist - es ist praktisch unmöglich, eine Quarzplatte zu „verkratzen“. Zudem ist auch eine Reinigung mit scharfen Reinigungsmitteln möglich.
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Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Touchscreen-Anordnung,
- 2 eine schematische Darstellung der beispielhaften Anordnung des Projektionsbereichs und des berührungsempfindlichen Bereichs auf einem Touchscreen,
- 3 eine schematische Darstellung unterschiedlicher möglicher Positionen der Projektionseinrichtung.
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Bei der in 1 dargestellten beispielhaften Touchscreen-Anordnung 10 wird ein Bild durch eine Projektionseinrichtung 12 auf einen Touchscreen 14 projiziert. Der Touchscreen 14 weist eine Projektionsfläche 16 auf, auf die das Bild durch die Projektionseinrichtung 12 projiziert wird. Die Projektionsfläche 16 wird durch die Oberfläche einer Quarzschicht 18 gebildet. Bei der Quarzschicht 18 handelt es sich beispielhaft um eine Quarzplatte.
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Auf der von der Projektionsfläche 16 abgewandten Seite der Quarzschicht 18 ist eine Sensoranordnung 20 angeordnet. Diese kann wie im gezeigten Beispiel eine mit der Quarzschicht 18 verklebte Folie mit einem projiziert-kapazitiven Touchsensor sein.
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Die Touchscreen-Anordnung 10 kann wie in 1 beispielhaft dargestellt eine Auswertungseinrichtung 22 zur Auswertung der von der Sensoranordnung 20 erzeugten Signale betreffend Berührungen des Touchscreens 14 aufweisen. Diese kann wie beispielhaft dargestellt die Stromversorgung 24 der Sensoranordnung 20 bereitstellen und über geeignete Datenverbindungen 26 Daten betreffend die Berührungen des Touchscreens 14 von der Sensoranordnung 20 empfangen. Stromversorgung 24 und Datenverbindung 26 können in diesem Zusammenhang in einer gemeinsamen Einheit, beispielsweise einem USB-Kabel, realisiert sein.
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Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei der Auswertungseinrichtung 22 um eine Datenverarbeitungseinrichtung, die ebenfalls dazu dient, ein Bildsignal 28 für die Projektionseinrichtung 12 zur Verfügung zu stellen.
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Wie in 2 dargestellt, kann sich sowohl der Projektionsbereich 30, d.h. der Bereich, auf den die Projektionseinrichtung 12 das Bild projiziert, über einen Teilbereich der Projektionsfläche 16 erstrecken. Ebenso kann sich der Touchbereich 32, d.h. der Bereich, in dem der Touchscreen 14 berührungsempfindlich ist, über einen Teilbereich der Projektionsfläche 16 erstrecken. Darüber hinaus kann sich, wie dargestellt, der Touchbereich 32 über einen Teilbereich des Projektionsbereichs 30 erstrecken. Umgekehrt wäre alternativ ebenfalls denkbar, dass sich der Projektionsbereich 30 über einen Teilbereich des Touchbereichs 32 erstreckt. Ebenfalls könnten Projektionsbereich 30 und Touchbereich 32 lediglich teilweise überlappende Bereiche sein.
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In 3 ist schließlich dargestellt, wie sich die Projektionseinrichtung 16 in verschiedenen Positionen relativ zu dem Touchscreen 14 positionieren lässt, um die Touchscreen-Anordnung 10 zu bilden. Auf diese Weise lässt sich die beispielhaft dargestellte Touchscreen-Anordnung 10 in Abhängigkeit vom individuellen Anwendungsfall an die jeweiligen räumlichen Gegebenheiten anpassen. Dies kann insbesondere dadurch ermöglicht werden, dass die Projektionseinrichtung 12 die Möglichkeit bietet, die Projektionsrichtung einzustellen.
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Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Touchscreen-Anordnung
- 12
- Projektionseinrichtung
- 14
- Touchscreen
- 16
- Projektionsfläche des Touchscreen
- 18
- Quarzschicht
- 20
- Sensoranordnung
- 22
- Auswertungseinrichtung
- 24
- Stromversorgung
- 26
- Datenverbindung
- 28
- Bildsignal
- 30
- Projektionsbereich
- 32
- Touchbereich
