DE102020132196B4

DE102020132196B4 - Vorrichtung umfassend ein bewegliches Objekt und eine Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Objekts, Eingabegerät mit dieser Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben dieser Vorrichtung

Info

Publication number: DE102020132196B4
Application number: DE102020132196.1A
Authority: DE
Inventors: Eduard Ruff
Original assignee: Cherry Europe GmbH
Current assignee: Cherry Europe GmbH
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2040-12-04
Also published as: DE102020132195A1; DE102020132196A1; DE202020105904U1; US11811399B2; US20220123750A1; CN114427960A; CN114427961A; US20220123749A1; US20220123747A1; DE102020132198A1; CN114374276A; US11817857B2

Abstract

Vorrichtung (1) umfassend eine Primärspule (L1), ein relativ zur Primärspule (L1) bewegliches Objekt (3) und eine Einrichtung (10) zur Erfassung einer Bewegung des Objekts (3) relativ zur Primärspule (L1),wobei diese Einrichtung (10) einen elektrischen Resonanzschwingkreis (11) und mindestens eine mit dem oder ausgehend von dem Objekt (3) bewegte Sekundärspule (L2) mit einer oder mehreren Spulenwindungen umfasst,wobei die Primärspule (L1) eine oder mehrere Windungen aufweist und Teil des Resonanzschwingkreises (11) ist, der auch mindestens einen Kondensator (C1) umfasst,wobei die Sekundärspule (L2) kurzgeschlossen (12) ist,wobei die Primärspule (L1) und die Sekundärspule (L2) während einer Bewegung des Objekts (3) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position und damit auch während einer entsprechenden Bewegung der Sekundärspule (L2) induktiv miteinander gekoppelt sind und sich die Stärke der induktiven Kopplung zwischen Primärspule (L1) und Sekundärspule (L2) und damit mindestens eine physikalische Größe des Resonanzschwingkreises (11) bei dieser Bewegung verändert,wobei die Einrichtung (10) zur Erfassung einer Bewegung des Objekts (3) relativ zur Primärspule (L1) eine Messeinrichtung zur Erfassung und/oder Verarbeitung mindestens einer sich bei der Bewegung des Objekts (3) zwischen erster Position und zweiter Position ändernden physikalischen Größe des elektrischen Resonanzschwingkreises (11) umfasst und mindestens ein von der Änderung der physikalischen Größe abhängiges elektrisches Signal ausgibt,dadurch gekennzeichnet, dassdie Sekundärspule (L2) einen Schalter (14) zum Unterbrechen des Kurzschlusses (12) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung umfassend ein bewegliches Objekt und eine Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Objekts. Ferner betrifft die Erfindung ein Eingabegerät, beispielsweise eine Tastatur oder Computermaus, mit einer oder mehreren derartigen Vorrichtungen und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung oder eines derartigen Eingabegeräts.
Die Bewegung von Objekten muss bei einer Vielzahl von Vorrichtungen bzw. Geräten erfasst werden. Ein Beispiel sind Eingabegeräte, beispielsweise Tastaturen. Bei Tastaturen, aber auch bei zahlreichen anderen Vorrichtungen und Geräten, muss beispielsweise die Betätigung einer Taste und somit die Bewegung einer Tastenkappe als bewegliches Objekt erfasst werden. Um die Bewegung von Tastenkappen zu verwirklichen, sind unterschiedlichste Arten und Bauformen von Tastenmodulen bekannt. Über diese Tastenmodule wird die Bewegung der Tastenkappe durch mechanische Einrichtungen, die einen elektrischen Schaltkreis schließen, erfasst. Auch bei anderen Vorrichtungen und Geräten erfolgt die Erfassung der Bewegung von Objekten üblicherweise mechanisch.
Nachteilig bei diesen mechanischen Lösungen ist, dass ein Materialverschleiß, insbesondere ein mechanischer Abrieb beispielsweise an elektrischen Kontaktflächen, unvermeidbar ist. Dadurch können mit steigender Nutzungsdauer auch vermehrt Fehlschaltungen oder sonstige Störungen bis hin zum Bruch mechanischer Komponenten auftreten.
Ein weiterer Nachteil mechanischer Lösungen ist, dass sich lediglich ein bestimmter Schaltpunkt bei der Bewegung des Objekts erfassen lässt. Dieser Schaltpunkt ist fest vorgegeben. Bei vielen Anwendungen ist es allerdings von Vorteil, wenn sich dieser Schaltpunkt verändern ließe, so das beispielsweise ein Signal früher oder später ausgelöst wird. Wünschenswert wäre daher eine Verstellbarkeit des Schaltpunktes.
Nachteilig bei mechanischen Lösungen ist ferner, dass nur ein Signal pro Betätigung ausgelöst wird. Ein variables Signal, in einzelnen Stufen oder feinabgestuft oder auch stufenlos, in Abhängigkeit von der Bewegung bzw. Position des Objekts ist somit nicht möglich, wäre aber bei vielen Anwendungen von Vorteil.
Ferner wird zum Stand der Technik verwiesen auf US 3 772 684 A . Diese Druckschrift beschreibt eine Tastatur ohne bewegliche Kontakte. Die Tastatur weist einen Oszillator für jede Taste auf, wobei das Drücken der Taste die Oszillatorfrequenz ändert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, insbesondere eine Vorrichtung, die eine im Vergleich zu mechanischen Lösungen höhere Lebensdauer ermöglicht und/oder die Erfassungs- und Verarbeitungsmöglichkeiten der Bewegung des Objekts erweitert und dadurch die vorgenannten Nachteile zumindest teilweise überwindet. Ferner soll ein neues Eingabegerät mit einer derartigen Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung angegeben werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2, ein Eingabegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Primärspule, ein relativ zur Primärspule bewegliches Objekt und eine Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Objekts relativ zur Primärspule.
Die Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Objekts relativ zur Primärspule wiederum umfasst einen elektrischen Resonanzschwingkreis und mindestens eine mit dem Objekt bewegte oder ausgehend von dem Objekt, also veranlasst durch die Bewegung des Objekts, bewegte Sekundärspule mit einer oder mehreren Spulenwindungen. Die Sekundärspule kann an oder in dem Objekt angeordnete sein. Die Sekundärspule kann ortsfest mit dem Objekt verbunden sein und wird somit derart mit dem Objekt bewegt, dass die Sekundärspule die gleiche Bewegung wie das Objekts ausführt. Es ist auch möglich, dass die Sekundärspule derart beweglich mit dem Objekt verbunden ist, direkt oder auch indirekt über weitere Komponenten, dass eine Bewegung des Objekts zwar zu einer Bewegung der Sekundärspule führt, die Bewegung der Sekundärspule allerdings nicht der Bewegung des Objekts entsprechen muss. Beispielsweise kann das Objekt eine lineare Bewegung ausführen, die bei der Sekundärspule zu einer Kippbewegung führt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Sekundärspule einerseits beweglich mit dem Objekt und andererseits beweglich mit einem anderen Gegenstand, der nicht mit dem Objekt bewegt wird, verbunden ist.
Die Primärspule weist eine oder mehrere Windungen auf und ist Teil des Resonanzschwingkreises, der auch mindestens einen Kondensator umfasst.
Die Sekundärspule ist kurzgeschlossen. Bei einer Spule mit definierten Enden wird hierunter verstanden, dass die beiden Enden der Spule miteinander zumindest nahezu widerstandslos elektrisch verbunden sind.
Dadurch entsteht ein Stromkreis, der zumindest im Wesentlichen nur aus der oder den Windungen der Sekundärspule besteht. Ferner wird unter einer kurzgeschlossenen Sekundärspule auch jede geschlossene Form, beispielsweise ein Ring oder ein Rahmen, eines elektrisch leitfähigen Materials verstanden, die eine durchgehende und von dem Material umschlossene Ausnehmung oder Öffnung aufweist, so dass um diese Ausnehmung oder Öffnung ein Stromfluss möglich ist, beispielsweise ein Stanzteil, insbesondere ein ring- oder rahmenartiges Stanzteil oder ein Stanzteil mit einem ring- oder rahmenartigen Bereich. In diesem Fall lassen sich keine Spulen- oder Windungsenden definieren, vielmehr besteht die kurzgeschlossene Spule in diesem Fall aus einer geschlossenen Windung, beispielsweise einem Ring oder Rahmen. In den vorgenannten Fällen ist nicht ausgeschlossen, dass die kurzgeschlossene Spule einen Schalter aufweist, über den sich der Stromfluss durch die kurzgeschlossene Spule unterbrechen und auch wiederherstellen lässt.
Die Erfindung sieht vor, dass die Sekundärspule einen Schalter zum Unterbrechen des Kurzschlusses aufweist. Dieser Schalter ermöglicht eine Hybridschaltung: In einer Ausgangsstellung des beweglichen Objekts und damit der Sekundärspule, beispielsweise in der ersten oder zweiten Position, ist der Schalter geöffnet und damit der Kurzschluss der Sekundärspule unterbrochen. Bei der Bewegung des Objekts und damit der Sekundärspule aus der Ausgangsstellung heraus ergibt sich aufgrund des unterbrochenen Kurzschlusses und des damit fehlenden Stromflusses in der Sekundärspule keine oder zumindest keine wesentliche Rückkopplung auf die Primärspule und den Resonanzschwingkreis, dessen physikalische Größen wie Spannung und Strom ändern sich nicht oder zumindest nicht wesentlich und die Bewegung des Objekts wird nicht erfasst. Wird bei Erreichen bzw. Überschreiten einer Schaltposition der Schalter geschlossen und damit die Spule kurzgeschlossen, führt dies zu einem Stromfluss in der Sekundärspule mit entsprechender Rückkopplung auf die Primärspule und damit die physikalischen Größen des Resonanzschwingkreises. Das Erreichen der Schaltposition und eine weitere Bewegung des Objekts wird somit erfasst und kann hinsichtlich der Ausgabe des mindestens einen elektrischen Signals weiterverarbeitet werden.
Die Primärspule und die Sekundärspule sind während einer Bewegung des Objekts zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position und damit auch während einer entsprechenden Bewegung der Sekundärspule induktiv miteinander gekoppelt. Bei dieser Bewegung verändert sich die Stärke der induktiven Kopplung zwischen Primärspule und Sekundärspule und damit mindestens eine physikalische Größe des Resonanzschwingkreises.
Weiter umfasst die erfindungsgemäße Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Objekts relativ zur Primärspule eine Messeinrichtung zur Erfassung und/oder Verarbeitung mindestens einer sich bei der Bewegung des Objekts zwischen erster Position und zweiter Position ändernden physikalischen Größe des elektrischen Resonanzschwingkreises. Ferner gibt diese Messeinrichtung mindestens ein von der Änderung der physikalischen Größe abhängiges elektrisches Signal aus, das heißt die Messeinrichtung weist eine entsprechende Vorrichtung zur Signalausgabe auf.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen insbesondere in der berührungslosen Erfassung der Bewegung des Objekts und der hierdurch veranlassten Ausgabe eines elektrischen Signals. Die eingangs beschriebenen mechanischen Lösungen und die damit einhergehenden Probleme entfallen. Dadurch ist es möglich, Vorrichtungen und Geräte mit im Vergleich zu Geräten mit mechanischen Lösungen geringerer Störempfindlichkeit und gesteigerter Lebensdauer herzustellen. Ferner ermöglicht die berührungslose Bewegungserfassung und anschließend erfolgende Ausgabe des Signals einen qualitativ gleichbleibenden Erfassungs- bzw. Schaltvorgang, es ergeben sich keine Änderungen beispielsweise des Schaltpunktes oder der Schaltzuverlässigkeit durch Materialverschleiß oder Abrieb oder Bruch.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den erweiterten Erfassungs- und Verarbeitungsmöglichkeiten der Bewegung des Objekts. Die induktive Kopplung ändert sich fortlaufend während der Bewegung des Objekts. Dies gilt entsprechend für die durch die Messeinrichtung erfasste physikalische Größe, so dass sich beliebige Schaltpunkte veränderbar einstellen lassen und auch ein variables Signal, das die Bewegung bzw. Position des Objekts und gegebenenfalls auch die Geschwindigkeit der Bewegung widerspiegelt, beispielsweise in einzelnen Stufen oder feinabgestuft oder auch stufenlos, ausgegeben werden kann.
Die induktive Kopplung von Primär- und Sekundärspule erfolgt insbesondere nach Art eines Transformators, wobei die Sekundärspule zusätzlich kurzgeschlossen ist.
Der Resonanzschwingkreis wird vorzugsweise mit Wechselspannung, insbesondere Wechselspannung mit vorgegebener und/oder einstellbarer Frequenz betrieben und ist hierzu an eine entsprechend ausgerüstete Wechselspannungsquelle angeschlossen. Der Kondensator kann ein variabler Kondensator mit einstellbarer Kapazität sein. Ferner kann der Resonanzschwingkreis, insbesondere zur Abstimmung, zusätzlich mindestens einen Widerstand, insbesondere einen einstellbaren Widerstand, umfassen.
Vorzugsweise wird die Frequenz und/oder der Kondensator derart eingestellt bzw. gewählt, dass sich der Resonanzschwingkreis bei einer vorgegebenen Position des Objekts relativ zum Schaltungssubstrat im Resonanzbereich (auch: in der Resonanzzone) befindet. Oftmals versorgt die Wechselspannung mehrere Resonanzschwingkreise mehrerer erfindungsgemäßer Vorrichtungen, so dass die Frequenz nicht auf den einzelnen Resonanzschwingkreis abgestimmt werden kann. In diesem Fall erfolgt die Anpassung des Resonanzschwingkreises im Hinblick auf seinen Resonanzbereich durch Einstellung der Kondensatorkapazität bzw. Auswahl eines Kondensators passender Kapazität. Durch Einstellung oder Auswahl des oder der Widerstände lässt sich die Resonanzintensität bzw. Resonanzbandbreite einstellen.
Bei dem Resonanzschwingkreis handelt es sich um einen LC-Schwingkreis, als Unterfall mit Widerstand um einen LCR-Schwingkreis.
Bei der physikalischen Größe kann es sich um eine elektrische Spannung, eine elektrische Stromstärke oder auch eine Resonanzfrequenz oder um die Impedanz der Primärspule handeln. Unter anderem können sämtliche messbaren Parameter eines Resonanzschwingkreises bzw. LC-/LCR-Schwingkreises darunter verstanden werden.
Die induktive Kopplung zwischen Primär- und Sekundärspule kann ohne Metallkern, beispielsweise Eisenkern, in Primär- und Sekundärspulen erfolgen. Dies ist vorteilhaft bei vergleichsweise hochfrequenten Betriebsspannungen des Resonanzschwingkreises. Es ist aber auch möglich, in der Primär- und/oder Sekundärspule einen Metallkern vorzusehen, was sich insbesondere bei vergleichsweise niederfrequenten Betriebsspannungen als vorteilhaft erweist.
Die Vorrichtung kann genau eine Sekundärspule aufweisen. Es ist aber auch möglich, zwei oder drei oder mehrere Sekundärspulen vorzusehen. Beispielsweise können sich diese hinsichtlich ihrer jeweiligen induktiven Kopplung mit der Primärspule unterscheiden, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Windungszahl. Es ist möglich, durch Vorsehen entsprechender Schalter den Kurzschluss der einzelnen Spulen individuell zu unterbrechen und damit jeweils nur eine oder bestimmte Sekundärspulen mit der Primärspule induktiv zu koppeln (bis auf eine unwesentliche zusätzliche Kopplung der Sekundärspulen mit geöffnetem Schalter). Dadurch lassen sich verschiedenen Bewegungen beispielsweise in einem komplexen Bewegungsmechanismus des Objekts, in dem mehrere Bauteile eines Sekundärspule ausbilden, erfassen und unterscheiden.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert:

Die Primärspule erzeugt in ihrer Umgebung ein Wechselmagnetfeld, das die Sekundärspule durchdringt. Dadurch sind Primär- und Sekundärspule über das Wechselmagnetfeld induktiv gekoppelt. Das von der Primärspule ausgehende Wechselmagnetfeld induziert in der Sekundärspule eine elektrische Spannung. Da die Sekundärspule kurzgeschlossenen ist, führt dies zu einem Stromfluss innerhalb der Sekundärspule. Im Vergleich zu einer nicht kurzgeschlossenen Sekundärspule ist dieser Stromfluss aufgrund des Kurzschlusses und des damit einhergehenden geringen Widerstands der Sekundärspule vergleichsweise stark.

Der Stromfluss in der Sekundärspule wirkt sich wiederum auf die Primärspule und damit auf den Resonanzschwingkreis aus (Rückkopplung). Diese Rückkopplung führt zur Änderung physikalischer Größen des Resonanzschwingkreises, beispielsweise der Impedanz der Primärspule, der Resonanzfrequenz, des Spannungsabfalls und/oder des Stromflusses. Wenn beispielsweise die Sekundärspule in der ersten Position einen größeren Abstand zur Primärspule aufweist als in der zweiten Position, ist die induktive Kopplung in der ersten Position kleiner als in der zweiten Position, da die Magnetfeldstärke und die Magnetflussdichte mit zunehmendem Abstand von der Primärspule abnehmen, und umgekehrt. Entsprechend ist in diesem Beispiel auch die Rückkopplung auf die Primärspule und damit die Änderung der physikalischen Größen in der ersten Position kleiner als in der zweiten Position, und umgekehrt. Dies gilt entsprechend für Zwischenpositionen zwischen erster und zweiter Position. Beispielsweise können sich die physikalischen Größen bei einer kontinuierlichen bzw. stetigen Bewegung zwischen erster und zweiter Position ebenfalls kontinuierlich bzw. stetig ändern.
Die Veränderungen des Resonanzschwingkreises aufgrund der sich ändernden Rückkopplung führen zu einer Verstellung des Resonanzschwingkreises. Wird der Resonanzschwingkreis beispielsweise bei einer bestimmten Position der Sekundärspule relativ zur Primärspule mit seiner Resonanzfrequenz betrieben, so verändert sich die Resonanzfrequenz des Resonanzschwingkreises bei Veränderung der Position der Sekundärspule und die Resonanz klingt ab. Dies führt zu Änderungen physikalischer Größen wie beispielsweise Spannung und Strom, die mittels der Messeinrichtung erfasst und weiterverarbeitet werden können. Ausgehend von dieser Erfassung der Änderung einer oder mehrerer physikalischer Größen können verschiedene gestufte und stufenlose Signalverarbeitungen realisiert werden.
Gleiches gilt auch umgekehrt: Wird der Resonanzschwingkreis nicht mit seiner Resonanzfrequenz betrieben, so kann die Änderung des Abstands zwischen Primär- und Sekundärspule und die damit einhergehende Änderung der induktiven Kopplung und die daraus resultierende Verstellung des Resonanzschwingkreises dazu führen, dass sich die Frequenz, mit der der Resonanzschwingkreis betrieben wird, dessen Resonanzfrequenz annähert oder diese erreicht, mit entsprechenden Auswirkungen auf physikalische Größen wie Spannung und Strom.
Beispielsweise kann auch eine Differenzial-Steuerung realisiert werden: Die Ausgangsposition befindet sich in diesem Fall zwischen erster und zweiter Position, wobei der Resonanzschwingkreis in der eingenommenen Position vorzugsweise im Bereich einer Resonanzflanke betrieben wird, und wird als Nullposition der erfassten physikalischen Größe bzw. Größen kalibriert. Eine Bewegung des Objekts in Richtung erste Position kann dann ausgehend von der erfassten Veränderung des oder der physikalischen Größen bei der Signalausgabe als negative Bewegung des Objekts und eine Bewegung des Objekts in Richtung zweite Position entsprechend als positive Bewegung des Objekts gewertet werden, oder umgekehrt.
Wenn das bewegliche Objekt einen Bewegungsmechanismus und/oder weitere Bauteile aufweist, ist es von Vorteil, wenn die Komponenten des Bewegungsmechanismus und/oder die weiteren Bauteile und/oder das Objekt selbst keine elektrisch geschlossenen ringartigen oder rahmenartigen Elemente mit innenliegender durchgehender Ausnehmung bzw. Öffnung aus einem leitfähigen Material wie Metall aufweisen, sofern diese nicht eine Sekundärspule im Sinne der Erfindung ausbilden sollen. Diese Elemente könnten ebenfalls induktiv mit der Primärspule koppeln und die induktive Kopplung zwischen Primär- und Sekundärspule stören. Um dies zu vermeiden, reicht es aus, bei den entsprechenden Elementen den Ring bzw. Rahmen zumindest an einer Stelle elektrisch zu unterbrechen. Dann ist kein Stromfluss in diesen Elementen möglich und es gibt entsprechend keine oder zumindest keine relevante induktive Kopplung mit der Primärspule. Dieser Zustand entspricht einem Transformator im Lehrlaufbetrieb.
Eine alternative erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst wiederum eine Primärspule, ein relativ zur Primärspule bewegliches Objekt und eine Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Objekts relativ zur Primärspule. Diese Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Objekts umfasst wiederum einen elektrischen Resonanzschwingkreis und mindestens eine Sekundärspule mit einer oder mehreren Spulenwindungen.
Die Primärspule weist wiederum eine oder mehrere Windungen auf und ist Teil des Resonanzschwingkreises, der auch mindestens einen Kondensator umfasst.
Auch bei dieser alternativen Lösung ist die Sekundärspule kurzgeschlossen. Auf die vorstehenden Erläuterungen hierzu im Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen Lösung wird verwiesen, sie treffen auch auf die alternative Lösung zu.
Die Erfindung sieht auch bei dieser alternativen Lösung vor, dass die Sekundärspule einen Schalter zum Unterbrechen des Kurzschlusses aufweist. Dieser Schalter ermöglicht eine Hybridschaltung: In einer Ausgangsstellung des beweglichen Objekts und damit der Sekundärspule, beispielsweise in der ersten oder zweiten Position, ist der Schalter geöffnet und damit der Kurzschluss der Sekundärspule unterbrochen. Bei der Bewegung des Objekts und damit der Sekundärspule aus der Ausgangsstellung heraus ergibt sich aufgrund des unterbrochenen Kurzschlusses und des damit fehlenden Stromflusses in der Sekundärspule keine oder zumindest keine wesentliche Rückkopplung auf die Primärspule und den Resonanzschwingkreis, dessen physikalische Größen wie Spannung und Strom ändern sich nicht oder zumindest nicht wesentlich und die Bewegung des Objekts wird nicht erfasst. Wird bei Erreichen bzw. Überschreiten einer Schaltposition der Schalter geschlossen und damit die Spule kurzgeschlossen, führt dies zu einem Stromfluss in der Sekundärspule mit entsprechender Rückkopplung auf die Primärspule und damit die physikalischen Größen des Resonanzschwingkreises. Das Erreichen der Schaltposition und eine weitere Bewegung des Objekts wird somit erfasst und kann hinsichtlich der Ausgabe des mindestens einen elektrischen Signals weiterverarbeitet werden.
Die alternative Lösung sieht vor, dass die Primärspule und die Sekundärspule über einen Kern, insbesondere einen Eisenkern oder Ferritkern, induktiv gekoppelt sind. Hierbei kann entweder der Kern und die Sekundärspule am oder im beweglichen Objekt angeordnet sein, so dass sich bei Bewegung des Objekts eine Relativbewegung zwischen Kern und Sekundärspule einerseits und Primärspule andererseits ergibt und diese Relativbewegung die Stärke der induktiven Kopplung zwischen Primärspule und Sekundärspule und damit mindestens eine physikalische Größe des Resonanzschwingkreises verändert. Oder die Sekundärspule ist ortsfest zur Primärspule angeordnet und nur der Kern ist am oder im beweglichen Objekt angeordnet, so dass sich bei Bewegung des Objekts eine Relativbewegung zwischen Kern einerseits und Sekundärspule und Primärspule andererseits ergibt und diese Relativbewegung die Stärke der induktiven Kopplung zwischen Primärspule und Sekundärspule und damit mindestens eine physikalische Größe des Resonanzschwingkreises verändert.
In Übereinstimmung mit der vorausgehend beschriebenen Lösung ist auch bei dieser alternativen Lösung wiederum vorgesehen, dass die Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Objekts relativ zur Primärspule eine Messeinrichtung zur Erfassung und/oder Verarbeitung mindestens einer sich bei der Bewegung des Objekts zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position ändernden physikalischen Größe des elektrischen Resonanzschwingkreises umfasst und mindestens ein von der Änderung der physikalischen Größe abhängiges elektrisches Signal ausgibt, das heißt die Messeinrichtung weist eine entsprechende Vorrichtung zur Signalausgabe auf.
Die vorstehend beschriebenen Vorteile und Erläuterungen zur vorausgehend beschriebenen Lösung gelten analog auch für die alternative Lösung.
Eine Weiterbildung der Erfindung zu beiden vorbeschriebenen Lösungen sieht vor, dass die kurzgeschlossene Sekundärspule eine Planarspule ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die kurzgeschlossene Sekundärspule genau eine Windung aufweist, wobei diese Windung kurzgeschlossen ist.
Gemäß einer Ausführungsvariante weist die kurzgeschlossene Sekundärspule genau eine Windung auf, wobei diese Windung kurzgeschlossen ist und wobei die Sekundärspule ein Element aus einem leitfähigen Material ist oder umfasst, das eine durchgehende Ausnehmung (auch: Öffnung) aufweist, so dass das diese Ausnehmung umschließende leitfähige Material die kurzgeschlossene Windung der Sekundärspule ist.
Wichtig bei der Form der Sekundärspule ist lediglich, dass diese eine durchgehende Ausnehmung bzw. Öffnung aufweist, die von dem Material umgebenen ist, so dass ein elektrischer Strom um die Ausnehmung bzw. Öffnung fließen kann. Beispielsweise kann die Sekundärspule in Form eines Ringes oder Rahmens ausgeführt sein.
Gemäß einer Ausführungsvariante ist die Sekundärspule eine kurzgeschlossene Spiralfeder. Bei der Spiralfeder kann es sich beispielsweise um eine Rückstellfeder, insbesondere eine Druckfeder, vorzugsweise mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser der Primärspule entspricht, handeln. Zur Verwirklichung des Kurzschlusses können die beiden Enden der Spiralfeder elektrisch miteinander verbunden sein, wobei der elektrische Widerstand der Verbindung zweckmäßigerweise gering ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist die Sekundärspule ein aus einem Metallblech hergestelltes Stanz- und/oder Biegeteil.
In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Schaltungssubstrat, mit dem die Primärspule ortsfest verbunden ist. Unter Schaltungssubstrat wird beispielsweise eine Leiterplatte und/oder eine Schaltungsplatine und/oder eine Schaltungsfolie und/oder ein Stanzteil und/oder ein sonstiges Substrat, insbesondere mit aufgebrachten und/oder integrierten Leiterbahnen, verstanden. Das Schaltungssubstrat kann auch aus zwei oder mehreren Schichten aufgebaut werden, beispielsweise aus zwei oder mehreren der vorgenannten Schichten. Ferner wird unter Schaltungssubstrat auch jede andere Referenzeinrichtung oder Referenzkomponente der Vorrichtung verstanden, gegenüber der sich das Objekt bewegt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Primärspule eine Planarspule ist und/oder an und/oder in dem Schaltungssubstrat und/oder an einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Schaltungssubstrats und/oder zwischen mindestens zwei Schichten innerhalb eines mehrschichtigen Schaltungssubstrats angeordnet ist.
Die Primärspule könnte alternativ zur Planarspule auch eine Zylinderspule sein. Ferner könnte die Primärspule auch in oder an einer ortsfest mit dem Schaltungssubstrat verbundenen weiteren Komponente, beispielsweise einem Gehäuse angeordnet sein.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die eine oder mehreren Windungen der Sekundärspule in einer zu einer flächigen Erstreckung des Schaltungssubstrats parallelen Ebene liegen. Dies ist beispielsweise vorteilhaft bei der Ausbildung der Primärspule als Planarspule am oder im Schaltungssubstrat.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Primärspule eine primäre Spulenachse und die Sekundärspule eine sekundäre Spulenachse auf, wobei die primäre Spulenachse und die sekundäre Spulenachse maximal 90°, vorzugsweise maximal 45°, insbesondere maximal 30°, zueinander geneigt sind oder parallel zueinander verlaufen, vorzugsweise auf einer gemeinsamen Geraden liegen.
Eine parallele Ausrichtung von Primärspule und Sekundärspule ist möglich, aber nicht zwingend erforderlich. Ebenso können Primärspule und Sekundärspule zueinander verkippt sein. Beispielsweise können verschiedene, gegenüber der Primärspule parallel oder auch verkippt angeordnete, ringartig geschlossen Bauteile eines Bewegungsmechanismus des Objekts, die aus einem leitfähigen Material bestehen, eine Sekundärspule darstellen. Die Sekundärspule kann einteilig oder auch mehrteilig sein, gegebenenfalls können auch einzelne Teile der Sekundärspule zueinander beweglich sein.
Die Messeinrichtung kann derart eingerichtet sein, dass bei Erreichen oder Überschreiten mindestens eines Änderungsgrenzwertes der physikalischen Größe das mindestens eine elektrische Signal ausgegeben wird. Die Messeinrichtung kann alternativ oder zusätzlich auch derart eingerichtet sein, dass die Signalstärke des mindestens einen elektrischen Signals sich in Abhängigkeit von der Änderung der physikalischen Größe ändert.
Es ist möglich, zwei oder auch mehrere verschiedene Änderungsgrenzwerte vorzugeben, beispielsweise einen ersten Änderungsgrenzwert, der bei einer ersten Bewegung des Objekts funktioniert, und einen zweiten Änderungsgrenzwert, der bei einer zweiten, beispielsweise gegenläufigen Bewegung des Objekts zur Anwendung kommt.
Die genannten Änderungsgrenzwerte können fest vorgegeben sein. Es ist aber auch möglich, dass der oder die Änderungsgrenzwerte einstellbar sind. Dies hat den Vorteil, dass sich der sogenannte Schaltpunkt, also die exakte Position des Objekts während der jeweiligen Bewegung, bei dessen Erreichen das elektrische Signal ausgegeben wird, ohne mechanische Veränderung verändern und damit einstellen lässt.
Die Messeinrichtung kann derart eingerichtet sein, dass die Signalstärke des mindestens einen elektrischen Signals von der Position des Objekts relativ zur Primärspule und/oder vom Abstand zwischen Primärspule und Sekundärspule abhängig ist. Beispielsweise kann ein variables Signal, in einzelnen Stufen oder feinabgestuft oder auch stufenlos, ausgegeben werden. Dies ist beispielsweise möglich, wenn die Bewegung der Sekundärspule bzw. des Objekts derart erfolgt, dass sich die erfasste physikalische Größe während der Bewegung fortwährend ändert, insbesondere kontinuierlich und/oder stufenlos. Die Messeinrichtung kann dann derart eingerichtet sein, dass das elektrische Signal bei der Bewegung der Sekundärspule bzw. des Objekts stufenlos oder feinabgestuft oder in einzelnen Stufen ausgegeben wird, vorzugsweise mit sich entsprechend stufenlos oder feinabgestuft oder in einzelnen Stufen erfolgender Änderung der Signalstärke. Beispielsweise bei einer Tastatur oder Computermaus lässt sich auf diese Weise eine sogenannte Joystick-Funktion realisieren, die insbesondere im Gaming-Bereich, aber auch in Office-Anwendungen und sonstigen Anwendungen, beispielsweise beim geschwindigkeitsveränderlichen Scrollen durch Dokumente, Tabellen und Websites oder beim geschwindigkeitsveränderlichen Steuern von Objekten, vielfältige neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das bewegliche Objekt senkrecht zur Primärspule und/oder in einer linearen Bewegung relativ zur Primärspule bewegbar ist. Die Bewegung des Objekts und damit der Sekundärspule muss allerdings nicht zwingend senkrecht zur Primärspule bzw. in einer linearen Bewegung erfolgen. Es kann beispielsweise auch eine Drehbewegung und/oder eine Kippbewegung oder eine beliebige dreidimensionale Bewegung erfolgen.
Das erfindungsgemäße Eingabegerät umfasst eine oder mehrere der erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Bei dem Eingabegerät kann es sich beispielsweise um eine Tastatur oder eine Computermaus handeln. Jeder der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist dann einer Taste der Tastatur bzw. Computermaus zugeordnet, wobei das gegebenenfalls vorhandene Schaltungssubstrat in der Regel mehreren oder allen Vorrichtungen zugeordnet ist. Das bewegliche Objekt ist in diesem Fall beispielsweise eine Tastenkappe, die als Bestandteil eines Tastenmoduls beweglich beispielsweise an einem Schaltungssubstrat angebracht ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft ein Betriebsverfahren für die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Eingabegerät. Mit diesem Verfahren wird die Bewegung des Objekts relativ zur Primärspule erfasst. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

a) Durchführung einer Bewegung des Objekts relativ zur Primärspule derart, dass sich die induktive Kopplung zwischen Primärspule und Sekundärspule und damit auch zumindest eine physikalische Größe des Resonanzschwingkreises verändert;
b) Erfassen und/oder Verarbeiten der sich aufgrund der Bewegung ändernden mindestens einen physikalischen Größe des Resonanzschwingkreises mittels der Messeinrichtung;
c) Ausgabe mindestens eines elektrischen Signals bei Erreichen oder Überschreiten eines Änderungsgrenzwertes der physikalischen Größe und/oder Änderung der Signalstärke des mindestens einen elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Änderung der physikalischen Größe.

Die Vorteile des Verfahrens und weitere Verfahrensschritte ergeben sich aus der vorstehenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Gemäß einer Ausgestaltung wird der Resonanzschwingkreis mit einer Wechselspannung vorgegebener und/oder einstellbarer Frequenz betrieben. Hierbei wird der Resonanzschwingkreis durch Einstellung oder Auswahl der Frequenz und/oder durch Einstellung oder Auswahl der Kapazität des Kondensators und/oder durch Einstellung oder Auswahl eines im Resonanzschwingkreis angeordneten Widerstands derart eingestellt, dass sich der Resonanzschwingkreis bei einer vorgegebenen Position des Objekts relativ zur Primärspule im Resonanzbereich befindet.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Explosionsdarstellung,
2 eine Darstellung zur Erläuterung des der Erfindung zu Grunde liegenden Funktionsprinzips, und
3 die beispielhafte Darstellung einer Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Objekts eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Schaltbild.

Einander entsprechende Teile und Komponenten sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer Explosionsdarstellung. Die Vorrichtung 1 wird beispielhaft in einer Tastatur bzw. konkret in Verbindung mit einer Taste der Tastatur eingesetzt. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Schaltungssubstrat 2, hier eine Leiterplatte, und ein relativ zum Schaltungssubstrat 2 bewegliches Objekt 3, hier eine Tastenkappe 3. Die Tastenkappe 3 ist über einen Bewegungsmechanismus 15, in 1 beispielsweise ein Doppelflügelmechanismus umfassend einen Sockel 16, zwei Flügelelemente 17 und eine die beiden Flügelelemente 17 verbindende Feder 18, beweglich am Schaltungssubstrat 2 angebracht und kann senkrecht zum Schaltungssubstrat 2 in einer an sich bekannten Weise bewegt werden. Es können auch beliebige andere Bewegungsmechanismen 15 vorgesehen sein, beispielsweise ein Scherenmechanismus.
Die Vorrichtung 1 umfasst in 1 ferner eine Primärspule L1, die hier eine Planarspule mit mehreren Windungen ist und an einer Oberseite des Schaltungssubstrats 2, und zwar in dem Bereich, in dem auch der Sockel 16 des Bewegungsmechanismus 15 vorgesehen ist, angeordnet ist. Im montierten Zustand umgibt der Sockel 16 gewissermaßen nahezu die als Planarspule ausgeführte Primärspule L1.
Die Vorrichtung 1 umfasst in 1 weiter eine als Stanzteil ausgebildete und rahmen- bzw. ringartig geschlossene Sekundärspule L2. Die Sekundärspule L2 besteht aus Metall, das rahmen- bzw. ringartig eine Ausnehmung 13 umgibt. Die Sekundärspule L2 ist damit kurzgeschlossen, ein induzierter elektrischer Strom kann um die Ausnehmung 13 herum fließen. Die Sekundärspule L2 ist an einer dem Schaltsubstrat 2 zugewandten Unterseite des beweglichen Objekts 3, hier der Tastenkappe 3, angebracht und wird mit diesem Objekt 3 bewegt. Die in 2 dargestellte Sekundärspule L2 weist genau eine Spulenwindung auf.
In 1 sind Primärspule L1 und Sekundärspule L2 induktiv miteinander gekoppelt. Diese induktive Kopplung ist schematisch auch in 2 gezeigt. Die Primärspule L1, auch in 2 eine Planarspule mit mehreren Windungen auf der Oberseite eines Schaltungssubstrats 2, ist Bestandteil eines Resonanzschwingkreises 11, der nachfolgend anhand von 3 erläutert wird und mit einer Wechselspannung U1 betrieben wird. Dadurch sind die Windungen der Primärspule L1 von dem in 2 dargestellten Magnetfeld 19 umgeben. In diesem Magnetfeld 19 befindet sich die Sekundärspule L2, auch in 2 ein ring- bzw. rahmenartig geschlossenes Stanzteil mit einer durchgehenden Ausnehmung 13, das heißt die Sekundärspule L2 ist kurzgeschlossen und hat nur eine Windung. Das Magnetfeld 19 ist aufgrund der Wechselspannung U1 ein Wechselmagnetfeld, das aufgrund der induktiven Kopplung eine Spannung und damit aufgrund des Kurzschlusses einen Stromfluss in der Sekundärspule L2 bewirkt, der wiederum mit der Primärspule L1 rückkoppelt. Wird nun die Sekundärspule L2 relativ zur Primärspule L1 bewegt, was in 2 durch den Doppelpfeil in der Mitte angedeutet ist, so wirkt sich dies auf die Stärke der induktiven Kopplung aus und es ändern sich physikalische Größen, beispielsweise Spannung und Stromstärke und Resonanzfrequenz, des Resonanzschwingkreises 11, zu dem die Primärspule L1 gehört. Eine in den Figuren nicht dargestellte Messeinrichtung erfasst und verarbeitet mindestens einer der sich bei der Bewegung der Sekundärspule L2, die auf die Bewegung des Objekts 3 zurückgeht, ändernden physikalischen Größen des elektrischen Resonanzschwingkreises 11 und gibt mindestens ein von der Änderung dieser physikalischen Größe abhängiges elektrisches Signal aus.
Die Vorrichtung 1 umfasst somit eine in 1 und 2 nicht gezeigte Einrichtung 10 zur Erfassung einer Bewegung des Objekts 3 relativ zum Schaltungssubstrat 2 bzw. der Primärspule L1. Diese Einrichtung 10 ist als Schaltbild in 3 gezeigt. Diese Einrichtung 10 umfasst den bereits angesprochenen elektrischen Resonanzschwingkreis 11 mit einem Kondensator C1 und der Primärspule L1, wobei ergänzend ein nicht dargestellter Widerstand vorgesehen sein kann. Der Resonanzschwingkreis 11 wird mit einer Wechselspannung U1 betrieben. Von diesem Resonanzschwingkreis 11 ist in 1 lediglich die Primärspule L1 gezeigt.
Wie weiter in 3 ersichtlich, umfasst die vorgenannte Einrichtung 10 ferner eine Sekundärspule L2, deren Enden elektrisch über eine Kurzschlussleitung 12 kurzgeschlossen sind. In der Kurzschlussleitung 12 ist ein Schalter 14 vorgesehen, mit dem die Kurzschlussleitung 12 unterbrochen und wieder geschlossen werden kann. Die induktive Kopplung von Primärspule L1 und Sekundärspule L2 ist in 3 durch einen Doppelpfeil zwischen den beiden Spulen L1, L2 symbolisch dargestellt. Das durch die Wechselspannung U1 erzeugte Wechselmagnetfeld induziert in der Sekundärspule L2 eine Wechselspannung U2, die bei geschlossenem Schalter 14 aufgrund des Kurzschlusses zu einem Stromfluss in der Sekundärspule L2 führt, der zur einer Rückkopplung auf die Primärspule L1 und damit auf den Resonanzschwingkreis 11 führt, wodurch sich - wie bereits erläutert - dessen physikalische Größen ändern, was wiederum über die ebenfalls bereits erläuterte Messeinrichtung erfasst wird und zu einer entsprechenden Signalausgabe führt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Schaltungssubstrat, beispielsweise Leiterplatte
3: Bewegliches Objekt, beispielsweise Tastenkappe
10: Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Objekts 3
11: Resonanzschwingkreis
12: Kurzschlussleitung der Sekundärspule L2
13: Ausnehmung in Sekundärspule L2
14: Schalter
15: Bewegungsmechanismus, beispielsweise Doppelflügelmechanismus
16: Sockel
17: Flügelelement
18: Feder
19: Magnetfeld
C1: Kondensator
L1: Primärspule
L2: Sekundärspule
U1: Wechselspannung
U2: Induzierte Wechselspannung der Sekundärspule L2

Claims

Vorrichtung (1) umfassend eine Primärspule (L1), ein relativ zur Primärspule (L1) bewegliches Objekt (3) und eine Einrichtung (10) zur Erfassung einer Bewegung des Objekts (3) relativ zur Primärspule (L1), wobei diese Einrichtung (10) einen elektrischen Resonanzschwingkreis (11) und mindestens eine mit dem oder ausgehend von dem Objekt (3) bewegte Sekundärspule (L2) mit einer oder mehreren Spulenwindungen umfasst, wobei die Primärspule (L1) eine oder mehrere Windungen aufweist und Teil des Resonanzschwingkreises (11) ist, der auch mindestens einen Kondensator (C1) umfasst, wobei die Sekundärspule (L2) kurzgeschlossen (12) ist, wobei die Primärspule (L1) und die Sekundärspule (L2) während einer Bewegung des Objekts (3) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position und damit auch während einer entsprechenden Bewegung der Sekundärspule (L2) induktiv miteinander gekoppelt sind und sich die Stärke der induktiven Kopplung zwischen Primärspule (L1) und Sekundärspule (L2) und damit mindestens eine physikalische Größe des Resonanzschwingkreises (11) bei dieser Bewegung verändert, wobei die Einrichtung (10) zur Erfassung einer Bewegung des Objekts (3) relativ zur Primärspule (L1) eine Messeinrichtung zur Erfassung und/oder Verarbeitung mindestens einer sich bei der Bewegung des Objekts (3) zwischen erster Position und zweiter Position ändernden physikalischen Größe des elektrischen Resonanzschwingkreises (11) umfasst und mindestens ein von der Änderung der physikalischen Größe abhängiges elektrisches Signal ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule (L2) einen Schalter (14) zum Unterbrechen des Kurzschlusses (12) aufweist.
Vorrichtung (1) umfassend eine Primärspule (L1), ein relativ zur Primärspule (L1) bewegliches Objekt (3) und eine Einrichtung (10) zur Erfassung einer Bewegung des Objekts (3) relativ zur Primärspule (L1), wobei diese Einrichtung (10) einen elektrischen Resonanzschwingkreis (11) und mindestens eine Sekundärspule (L2) mit einer oder mehreren Spulenwindungen umfasst, wobei die Primärspule (L1) eine oder mehrere Windungen aufweist und Teil des Resonanzschwingkreises (11) ist, der auch mindestens einen Kondensator (C1) umfasst, wobei die Sekundärspule (L2) kurzgeschlossen (12) ist, wobei die Primärspule (L1) und die Sekundärspule (L2) über einen Kern induktiv gekoppelt sind, wobei entweder der Kern und die Sekundärspule (L2) am oder im beweglichen Objekt (3) angeordnet sind oder die Sekundärspule (L2) ortsfest zur Primärspule (L1) angeordnet ist und nur der Kern am oder im beweglichen Objekt (3) angeordnet ist, so dass sich bei Bewegung des Objekts (3) eine Relativbewegung zwischen Kern und Sekundärspule (L2) einerseits und Primärspule (L1) andererseits oder zwischen Kern einerseits und Sekundärspule (L2) und Primärspule (L1) andererseits ergibt und diese Relativbewegung die Stärke der induktiven Kopplung zwischen Primärspule (L1) und Sekundärspule (L2) und damit mindestens eine physikalische Größe des Resonanzschwingkreises (11) verändert, wobei die Einrichtung (10) zur Erfassung einer Bewegung des Objekts (3) relativ zur Primärspule (L1) eine Messeinrichtung zur Erfassung und/oder Verarbeitung mindestens einer sich bei der Bewegung des Objekts (3) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position ändernden physikalischen Größe des elektrischen Resonanzschwingkreises (11) umfasst und mindestens ein von der Änderung der physikalischen Größe abhängiges elektrisches Signal ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule (L2) einen Schalter (14) zum Unterbrechen des Kurzschlusses (12) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzgeschlossene Sekundärspule (L2) eine Planarspule ist und/oder genau eine Windung aufweist, wobei diese Windung kurzgeschlossen ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzgeschlossene Sekundärspule (L2) genau eine Windung aufweist, wobei diese Windung kurzgeschlossen ist, wobei die Sekundärspule ein Element aus einem leitfähigen Material ist oder umfasst, das eine durchgehende Ausnehmung (13) aufweist, so dass das diese Ausnehmung (13) umschließende leitfähige Material die kurzgeschlossene Windung der Sekundärspule (L2) ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule (L2) eine kurzgeschlossene Spiralfeder oder ein aus einem Metallblech hergestelltes Stanz- und/oder Biegeteil ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Vorrichtung (1) ein Schaltungssubstrat (2) umfasst, mit dem die Primärspule (L1) ortsfest verbunden ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Primärspule (L1) eine Planarspule ist und/oder an und/oder in dem Schaltungssubstrat (2) und/oder an einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Schaltungssubstrats (2) und/oder zwischen mindestens zwei Schichten innerhalb eines mehrschichtigen Schaltungssubstrats (2) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Windungen der Sekundärspule (L2) in einer zu einer flächigen Erstreckung des Schaltungssubstrats (2) parallelen Ebene liegen.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärspule (L1) eine primäre Spulenachse aufweist und die Sekundärspule (L2) eine sekundäre Spulenachse aufweist, wobei die primäre Spulenachse und die sekundäre Spulenachse maximal 90° zueinander geneigt sind oder parallel zueinander verlaufen.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung derart eingerichtet ist, dass bei Erreichen oder Überschreiten mindestens eines Änderungsgrenzwertes der physikalischen Größe das mindestens eine elektrische Signal ausgegeben wird und/oder dass die Signalstärke des mindestens einen elektrischen Signals sich in Abhängigkeit von der Änderung der physikalischen Größe ändert.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Änderungsgrenzwerte einstellbar sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung derart eingerichtet ist, dass die Signalstärke des mindestens einen elektrischen Signals von der Position des Objekts (3) relativ zur Primärspule (L2) und/oder vom Abstand zwischen Primärspule (L1) und Sekundärspule (L2) abhängig ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Objekt (3) senkrecht zur Primärspule (L1) und/oder in einer linearen Bewegung relativ zur Primärspule (L1) bewegbar ist.
Eingabegerät umfassend eine oder mehrere Vorrichtungen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder eines Eingabegeräts nach Anspruch 14, mit dem die Bewegung des Objekts (3) relativ zur Primärspule (L1) erfasst wird und das folgende Schritte umfasst: a) Durchführung einer Bewegung des Objekts (3) relativ zur Primärspule (L1) derart, dass sich die induktive Kopplung zwischen Primärspule (L1) und Sekundärspule (L2) und damit auch zumindest eine physikalische Größe des Resonanzschwingkreises (11) verändert; b) Erfassen und/oder Verarbeiten der sich aufgrund der Bewegung ändernden mindestens einen physikalischen Größe des Resonanzschwingkreises (11) mittels der Messeinrichtung; c) Ausgabe mindestens eines elektrischen Signals bei Erreichen oder Überschreiten eines Änderungsgrenzwertes der physikalischen Größe und/oder Änderung der Signalstärke des mindestens einen elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Änderung der physikalischen Größe.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzschwingkreis (11) mit einer Wechselspannung (U1) vorgegebener und/oder einstellbarer Frequenz betrieben wird und hierbei durch Einstellung oder Auswahl der Frequenz und/oder durch Einstellung oder Auswahl der Kapazität des Kondensators (C1) und/oder durch Einstellung oder Auswahl eines im Resonanzschwingkreis (11) angeordneten Widerstands derart eingestellt wird, dass sich der Resonanzschwingkreis (11) bei einer vorgegebenen Position des Objekts (3) relativ zur Primärspule (L1) im Resonanzbereich befindet.