DE19856408A1

DE19856408A1 - Kapazitives Sensorsystem für berührungslos durch elektrische nichtleitende Materialien hindurch arbeitende bzw. bedienbare Tastaturen, Sensoranordnungen, Sensorflächen und/oder berührungssensitive Anzeigesysteme

Info

Publication number: DE19856408A1
Application number: DE19856408A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kuipers; Axel Schnell; Andreas Trenkler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2000-06-08

Abstract

Die Erfindung betrifft Sensorsysteme mit kapazitiven Basissensoren als zeitkonstantenbestimmende Elemente von zeitabhängigen Übertragungsgliedern und/oder von laufzeitbestimmenden Elementen von Schaltungsanordnungen nach dem physikalischen Grundprinzip einer Laufzeitleitung und deren Anwendungen als Tastatursensoren, Näherungssensoren, Berührungssensorflächen, berührungssensitive Anzeigesysteme, flächige Näherungssensoren, Längen-, Füllstand-, Positionssensoren usw.

Description

Die Erfindung betrifft Sensorsysteme und Tastatursysteme die berührungslos durch elektrisch nichtleitende Medien hindurch arbeiten bzw. bedient werden können und berührungssensitive Anzeigesysteme sowie Sensorflächen. Sie können z. B. als PC-Eingabegeräte, Codeschlösser, Steuerungen, Wähltastaturen, Türklingel- und Signalanlagen, Schaltersysteme, Sensoren zur Positionserfassung wie z. B. Abstands- und Pegelstandssensoren usw. eingesetzt werden.

Stand der Technik

Aus der Patentanmeldung DE 43 12 672: "Vorrichtung und Ver fahren eines berührungslosen mauskompatiblen PC-Zeigereingabegerätes" ist ein berührungsloses, mauskompa tibles PC-Zeigereingabegerät mit einem kapazitiven Basissen sorprinzip bekannt.

Auch aus der Patentanmeldung DE 195 12 150: "Eingabegerät sowie Berührungsbildschirm" ist ein Berührungsbildschirm mit einem kapazitiven Basissensorprinzip bekannt.

Die bekannten Geräte besitzen relativ große Sensorflächen und aufwendige Auswerteelektronikschaltungen. Durch im Vergleich zur Nutzkapazität große parasitäre Kapazitäten ist zudem bei diesen Systemen die Empfindlichkeit gering. Dadurch sind große Sensorflächen erforderlich, welche für einen Einsatz als Tastatursysteme z. B. im Informations- und Kommunikations bereich wenig geeignet sind.

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend vom Stand der Technik ist die Aufgabe der Erfin dung, mit geringem Aufwand, vandalismussichere, kostengünsti ge und verschleißfreie Sensorsysteme, Tastatursysteme und/oder berührungs- bzw. annäherungssensitive Anzeigesysteme sowie Flächen zu realisieren, welche, bei geringen geometri schen Abmessungen sowie maximaler Empfindlichkeit und Zuver lässigkeit, die oben angegebenen Vorteile des erfindungsgemä ßen Tastatursystems nutzen. Eine weitere Aufgabe der Erfin dung ist die Realisierung von Sensorsystemen, Tastatursyste men, kapazitiven Abstandssensoren, Positionssenoren, Sensor flächen, Füllstandssensoren, Sensoren für Fluideigenschaften, Sensoren für Sauerstoffkonzentration usw. über die Messung von Signallaufzeiten oder Signallaufzeitdifferenzen.

Beispiele

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Erfin dung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine möglichen Ausführung der Sensorelektronik mit dem kapazitiven Basissensor als zeitkonstantenbestimmen des Element eines aktiven oder passiven Integrators (1), der negativen Kompensationskapazitätsschaltung (2) zur Kompensa tion parasitärer Streukapazitäten (3) und einem Komparator schalter (4) über den abwechselnd, abhängig von der Ausgangs spannung des zeitkonstantenbestimmenden Elementes eines aktiven oder passiven Integrators (1), eine positive oder negative Konstantspannung an den Eingang des aktiven oder passiven Integrators (1) geschaltet wird.

Fig. 2a zeigt die beschriftete Vorderseite eines möglichen Tastatursystems mit den angedeuteten Tasten (5) am Beispiel einer Wähltastatur. Fig. 2b zeigt eine mögliche Ausführung der kapazitiven Basissensoren mit den Elektrodenanordnungen (6).

Fig. 3 zeigt eine mögliche geometrische Anordnung der Aus werteelektronik mit dem kapazitiven Basissensor als zeitkon stantenbestimmendes Element eines aktiven oder passiven Integrators (1). Die Anordnung besteht aus dem nichtleitenden Material (7), den geometrischen Elektrodenanordnungen der kapazitiven Basissensoren (6) auf dem Basismaterial (8), auf dessen Rückseite die Sensorelektronik (9) angeordnet ist, die wiederum über elektrische Verbindungen (10), vorzugsweise FPC (flexible printed circuit) oder Flachbandleitungen, mit einer Auswerteelektronik (11) verbunden sind, wobei die Komponenten der Auswerteelektronik (11) denen der Sensorelektronik (9) zugewendet sind und der entstehende Zwischenraum (12) mit einem elektrisch nichtleitenden Material gefüllt ist. Auf der Rückseite der Auswerteelektronik (11) befindet sich der Anschluß des Tastatursystems (13).

Fig. 4 zeigt eine andere erfindungsgemäße Art einer Sen sorelektronik mit dem kapazitiven Basissensor C_s (14) und den Teilinduktivitäten L/2 (15) als laufzeitbestimmendes Element einer Schaltungsanordnung nach dem physikalischen Prinzip einer Ketten-, Verzögerungs- oder Laufzeitleitung. Wird keiner der Basissensoren C_s (14) (z. B. Taster) betätigt, ist die Verzögerungszeit eines Anregungsimpulses in jedem Ket tenelement (22) gleich groß. An den einzelnen Abgriffen (16) für die Tasten T₁ bis T_n (T₀ bezeichnet die Einspeisung) werden bei sprungförmiger Anregung die in

Fig. 5 gezeigten Sprungantworten (17) gemessen. Bei Auslö sung einer Taste (z. B. durch Annäherung des Bedienerfingers oder eines Tastenelementes) wird die Verzögerungszeit des entsprechenden Kettenelementes (22) vergrößert. Diese Vergrö ßerung der Verzögerungszeit wird über eine geeignete Elektro nikschaltung ausgewertet.

Fig. 6 zeigt die Sprungantworten (17) bei Betätigung der neunten Taste. Die Anregung dieses erfindungsgemäßen Tasta tursystems kann sprungförmig, impulsförmig oder auch stöcha stisch, vorzugsweise als digitales Pseudorauschsignal, als analoges Signal oder als Kombinationen hiervon erfolgen, wobei entsprechend

Fig. 7 eine Stromeinspeisung (18) und/oder eine Spannungs speisung, (19) wie in Fig. 4 dargestellt, möglich ist. Zur Vermeidung von Reflexionen ist die Kettenleitung als diskre tisierte Form der Laufzeitleitung ein- und ausgangsseitig mit der Wellenimpedanz Z₀ (20) abgeschlossen:

dabei ist L die Induktivität eines Tastensensors und C_s0 dessen Kapazität bei Nichtbetätigung.

Fig. 8 zeigt eine gebufferte, durch Trennverstärker (21) entkoppelte Kettenleitung. Über die Buffer wird die Dämpfung der Kettenglieder kompensiert. Damit wird die maximale Anzahl der möglichen Tasten vergrößert und Reflexionen vermieden. Die Verzögerungszeit T der einzelnen Kettenglieder ist:

Fig. 9a) zeigt einen möglichen, flächig realisierten Teil vierpol (22) der in Fig. 6 beschriebenen Kettenleitung, bestehend aus einer Platine oder einer flexiblen Folie mit elektrischen Leiterbahnen FPC (flexible printed circuit), realisiert durch eine meanderförmige Leiterbahnstruktur (23). Sie realisiert durch ihren äußeren Umriß sowohl die zur Ausbildung der Sensorkapazität notwendige Fläche als auch durch ihre Struktur die erforderlichen Teilinduktivitäten.

Fig. 9b) zeigt einen möglichen, flächig realisierten Teil vierpol der in Fig. 6 beschriebenen Kettenleitung, bestehend aus einer Platine oder flexiblen Folie, realisiert durch eine spiralförmige Leiterbahnstruktur (24). Beide Strukturen können erfindungsgemäß zur Erhöhung der Induktivität mit einem ferromagnetischen Material (25) versehen werden. Das ferromagnetische Material (25) kann als Beschichtung, als Ferritfolie vorzugsweise als FPC (ferrite polymer comosite), als Blech oder Vollmaterial eingesetzt werden.

Fig. 10 zeigt die aus Teilvierpolen (T-Gliedern) (22) gemäß Fig. 9a) oder b) aufgebaute Kettenleitung mit Kapazitäten gegen Erdpotential, sowie den Abgriffen (16), welche zur Auslösedetektion der Einzelsensoren dienen. Die zu messenden Laufzeiten bzw. Laufzeitdifferenzen liegen im Nano- bis Mikrosekundenbereich. Die Messung soll vorzugsweise weitest gehend in digitaler Form mit Hilfe einer digitalen Hardware erfolgen. Eine erfindungsgemäße Signalverarbeitung bei geeig neter Impulsanregung der Kettenleitung zeigt Fig. 11 angege ben.

Fig. 11 zeigt eine Signalverarbeitung für Impulsanregung mittels einen schnellen OR-Verknüpfung (26) und einem nach geschalteten schnellen Schieberegister (27). Die schnelle OR- Verknüpfung kann über high-speed OR-Bausteine, eine schnelle wired OR-Verknüpfung oder über eine einfache optische Ver knüpfung realisiert werden. Der Eingangstakt des Schieberegi sters wird vorzugsweise über einen Phasenregelkreis (PLL) (phase locked loop) (28) synchron zu der Eingangsimpulsfolge erzeugt. Das parallele Ausgangssignal (29) des Schieberegi sters mit der darin enthaltenen Information von gegebenen falls betätigten Tasten kann direkt von einem Microcontroller (30) und/oder einem Prioritätsencoder ausgewertet werden. Mit Hilfe des Microcontrollers (30) kann das Tastatursystem mit einer geeigneten Schnittstelle, vorzugsweise einer Bus schnittstelle, ausgestattet werden.

Fig. 12a) zeigt eine erfindungsgemäße Signalvorverarbeitung bei Sprunganregung. Über schnelle EX-OR Schaltgatter (31) werden jeweils zwei aufeinanderfolgende Abgriffe T₀, T₁; T₂, T₃; T₄, T₅; T_n-1, T_n miteinander verknüpft und mit einer nachge schalteten OR-Verknüpfung (32) zu einer Impulsfolge zusammen gefaßt.

Fig. 12b) zeigt ein dazugehöriges Impulsdiagramm bei sprungförmiger Systemanregung. Die Weiterverarbeitung kann ebenso wie im vorhergehenden Abschnitt erfolgen. Im Teildia gramm I, sind die sprungförmige Systemanregung sowie die sukzessiv folgenden Sprungantworten an den einzelnen Abgrif fen bei Aktivierung des fünften Sensors abgebildet. Die Impulsfolge im Teildiagramm II, ist das vom Phasenregelkreis PLL (phase locked loop) (28) erzeugte synchrone Taktsignal (clock). Das Signal im Teildiagramm III, Fig. 12b) zeigt das von der Signalvorverarbeitung gemäß

Fig. 12a) seriell in schnelle Schieberegister (27) geschrie bene Bitmuster Q₀ . . . Q_n (29) zur auswertenden parallelen Weiterverarbeitung.

Die Periodendauer T des Anregungssignals muß so gewählt werden, daß die bei n realisierten Sensoren entstehende maxi male Gruppenlaufzeit n.t_g (t_g ist die Gruppenlaufzeit eines Kettengliedes oder Basissensors) innerhalb k.T des Anregungs signals liegt (k symbolisiert das Tastverhältnis), da sonst keine eindeutige Zuordnung der einzelnen Sensoren zu den Sprungantworten möglich ist.

Fig. 13 zeigt die Ausgangssignale der digitalen Signalvor verarbeitung gemäß Fig. 12a) bei sechs hintereinandergeschal teten Basissensoren (Tastensensoren) gemäß Fig. 10). In den Diagrammen

Fig. 13a) bis Fig. 13f) stellt der jeweils obere Teil die einzelnen Signale an den Abgriffen T₁ bis T₆, der jeweils untere Teil die Ausgangssignale der Signalvorverarbeitung nach Fig. 12a) dar.

Fig. 13a) zeigt die beschriebenen Signalverläufe wobei kein Sensor aktiviert wurde.

Fig. 13b) stellt die beiden Signalverläufe bei Aktivierung des ersten Sensors dar. Fig. 13c) zeigt die beschriebenen Signalverläufe bei Aktivierung des zweiten Sensors. Die Fig. 13d) bis 13f) zeigen die Signalverläufe bei jeweili ger Aktivierung eines weiteren Sensors.

Eine alternative Sensorsignalvorverarbeitung ist die Mes sung der Laufzeit und gegebenenfalls der Amplitude eines reflektierten Impulses. Diese Art der Auswertung wird auch bei den nachfolgenden Sensorkonzepten eingesetzt.

Fig. 14) zeigt einen erfindungsgemäßen Streifensensor wobei keine diskreten Abgriffe vorhanden sind und die Laufzeit und gegebenenfalls zusätzlich die Amplitude eines reflektierten Impulses gemessen wird. In Fig. 14a) ist die Seitenansicht dargestellt. Das Sensorelement kann wiederum vorzugsweise als FPC (flexible printed circuit) realisiert werden. Zum Schutz vor direkter Kontaktierung durch leitende Medien ist die Anordnung beidseitig elektrisch nichtleitend abgedeckt oder in ein isolierendes Material (33) vorzugsweise aus Kunststoff eingefaßt. Zur Erhöhung der Induktivität und damit auch der Laufzeit kann erfindungsgemäß ein ferromagnetischen Material (25) aufgebracht werden. Das ferromagnetische Material (25) kann wiederum als Beschichtung, als Ferritfolie, als Blech oder Vollmaterial realisiert sein. Fig. 14b) zeigt die Draufsicht der beschriebenen Sensorstruktur.

Fig. 15) zeigt eine erfindungsgemäße Sensorstruktur zur X-Y Positionsbestimmung. Wird die lineare, meanderförmige Sensorstruktur gemäß Fig. 14) nochmals meanderförmig (35) auf eine bestimmte Fläche (36) aufgebracht, so ergibt sich über eine Laufzeitdifferenzmessung zwischen der Systemerregung und einer bei Berührung oder Annäherung auftretenden Reflexion an der Unstetigkeitsstelle die Möglichkeit einer flächigen Positionsbestimmung (Ermittlung der X-Y Koordinaten). Die Amplitude des reflektierten Signals kann zudem zur Bestimmung der Stärke der Annäherung genutzt werden. Erfindungsgemäß kann das beschriebene Sensorelement als herkömmliche oder transparente Leiterbahnstruktur z. B. auf eine Glasoberfläche oder einen beliebigen anderen (auch transparenten) Nichtlei ter aufgebracht und somit z. B. ein Touchscreen (berührungsempfindlicher Bildschirm) oder ein Touchpad (berührungsempfindliche Fläche) realisiert werden, die be reits bei Annäherung reagieren.

Fig. 16 zeigt ein Beispiel für die Anwendung eines flächi gen Sicherheitsstreifensensors (37) bei einem Rolltor. Andere Beispielanwendungen sind Aufzugstüren, elektrische Schiebetü ren oder Handhabungsautomaten.

Fig. 17 zeigt einen ferromagnetischen Stab (38), mit einer in geeigneter Form angebrachten Wicklung (39), wobei erfin dungsgemäß als Rückleitung der ferromagnetische Stab selbst, und/oder ein zusätzlicher Leiter dienen kann.

Die Anordnung kann zur Bestimmung von Füllständen und/oder Materialeigenschaften eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

1

kapazitiver Basissensor als Bestandteil eines aktiven oder passiven Integrators

2

negative Kompensationskapazitätsschaltung

3

parasitäre Streukapazität

4

Komparatorschalter

5

Tastatursystem mit angedeuteten Tasten

6

geometrische Elektrodenanordnung der kapazitiven Basissensoren

7

nichtleitendes Material

8

Basismaterial

9

Sensorelektronik

10

elektrische Verbindung

11

Komponenten der Auswerteelektronik

12

entstehender Zwischenraum

13

Anschluß des Tastatursystems

14

kapazitiver Basissensor

15

Teilinduktivitäten

16

Abgriffe

17

Sprungantworten

18

Stromeinspeisung

19

Spannungseinspeisung

20

Wellenimpedanz der Ketten-, Verzögerungs- oder Laufzeitleitung

21

Trennverstärker bzw. Buffer

22

Kettenelement bzw. Teilvierpol (T-Glied)

23

meanderförmige Leiterbahnstruktur

24

spiralförmige Leiterbahnstruktur

25

ferromagnetisches Material

26

high-speed (wired) OR-Verknüpfung

27

schnelles Schieberegister

28

Phasenregelkreis PLL (phase locked loop)

29

paralleles Ausgangssignal des schnellen Schiebe registers

30

Microcontroller

31

schnelle EX-OR-Schaltgatter

32

Oder-Verknüpfung

33

isolierende Schicht

34

rückführender Leiter

35

meanderförmige Leiterstruktur, nochmals meander förmig aufgebracht

36

Sensorfläche

37

Sicherheitsstreifensensor

38

ferromagnetischer Stab

39

elektrisch leitende Wicklung

Liste der anhängenden Zeichnungen

1. Figur: Sensorprinzip
2. Figur: Sensorlayout und Elektrodenanordnung
3. Figur: konstruktiver Sensoraufbau
4. Figur: Laufzeitleitung mit Spannungseinspeisung
5. Figur: Sprungantworten der Laufzeitleitung
6. Figur: Sprungantworten der Laufzeitleitung bei Auslö sung
7. Figur: Laufzeitleitung mit Stromeinspeisung
8. Figur: entkoppelte Laufzeitleitung
9. Figur: konstruktive Sensorstruktur
10. Figur: Kettenleitung aus Teilvierpolen
11. Figur: Signalverarbeitung
12. Figur: Signalvorverarbeitung
13. Figur: Ausgangssignale der Signalvorverarbeitung
14. Figur: flächiges Sensorelement
15. Figur: Sensorstruktur zur X-Y Positionsbestimmung
16. Figur: Anwendung eines Sicherheitsstreifensensors
17. Figur: ferromagnetischer Stab mit Wicklung

Claims

1. Anordnung und Vorrichtung von Basissensoren mit einer Nutzelektrode deren Kapazität gegen Erde oder ein beliebiges Elektronikpotential gemessen wird, welches wiederum zumindest parasitär kapazitiv mit Erde verbunden ist, wobei die Nutzka pazität zwischen einer Nutzelektrode und Erde gemessen wird sowie deren Anwendung zur Realisierung von Tastatursystemen, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegen Erde oder einem beliebigen Elektronikpotenti al. vorzugsweise Masse, ausbildende Sensorkapazität als zeitkonstantenbestimmendes Element eines zeitabhängigen Übertragungsgliedes geschaltet wird und aus einer sich daraus ergebenden Zeit- oder einer daraus abgeleiteten Frequenzin formation die Nutzkapazität oder eine dazu proportionale Größe gemessen wird, wobei das Übertragungsglied vorzugsweise als zeitkonstantenbestimmendes Element eines aktiven oder passiven Integrators (1) oder als laufzeitbestimmendes Ele ment (14) einer Schaltungsanordnung ausgeführt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sensorkapazitäten (14) als laufzeitbestimmende Elemente von hintereinandergeschalteten Verzögerungsgliedern nach dem physikalischen Prinzip einer Ketten-, Verzögerungs- oder Laufzeitleitung ausgeführt ist und das dieses System mit sprungförmigen, impulsförmigen oder stochastischen Impulsen vorzugsweise digitaler Art angeregt wird und die Verzögerung zeit der einzelnen Verzögerungsglieder gemessen wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter einem elektrisch nicht leitenden Material (7), Vor zugsweise Glas, Polycarbonat oder andere Kunststoffe eine auf einer Platine, einer flexiblen Folie oder anderen Trägermate rialien angeordnete Elektrodenanordnung (6) der Tastatursen soren und auf deren Rückseite die Sensorelektronik angeordnet ist, die wiederum über elektrische Verbindungen (10), z. B. FPC (flexible printed circuit)oder Flachbandleitungen, mit einer Auswerteelektronik (11) verbunden sind, wobei vorzugs weise die Komponenten der Auswerteelektronik (11) der Senso relektronik (9) zugewendet sind und der entstehende Zwischen raum (12) mit einem elektrisch nichtleitenden Material (7) gefüllt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erfindungsgemäße Sensorsystem als flächiger Näherungssen sor, Sensorarray, und/oder als Sicherheitsstreifensensor (37) eingesetzt wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeich net, daß die Verarbeitung der Sensorsignale eine adaptive Selbstkali brierung mit einer dynamisch angepaßten Hysterese, eine vorzugsweise gleitende Mittelwertbildung und/oder eine Plau sibilitätsprüfung beinhaltet.

6. Anordnung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Messung des Absolutwertes der Kapazität bzw. eines daraus resultierenden elektrischen Sensorausgangs signals die Messung deren Änderung oder deren Änderungsge schwindigkeit oder einer Kombination daraus erfolgt.

7. Anordnung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitiven Basissensoren (1) modular ein- oder zweidi mensional anreihbar als Basissensorarray realisiert werden, wobei auf deren Vorderseite eine oder mehrere Leiterflächen als Elektroden (6) dienen und auf deren Rückseite ein oder mehrere elektronische Bauelemente angeordnet sind und ein gegebenenfalls vorhandener mittlerer Layer u. a. als Schirme lektroden genutzt wird.

8. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verzögerungsglieder (22) aus mit den flächigen Sensorkapazitäten (14) verschalteten Induktivitäten (15) bestehen, wobei diese Struktur wiederum aus einer spiral- oder meanderförmigen Leiterbahnstruktur, vorzugsweise aus einer Platine, einer flexiblen Folie oder anderen Trägermate rialien, gegebenenfalls mehrlagig z. B. als FPC (flexible printed circuit) besteht.

9. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 8, dadurch gekennzeich net, daß die Struktur rückseitig zur Erhöhung der Induktivität mit einem ferromagnetischen Material versehen ist, welches als Beschichtung, als Folie (Ferritfolie, FPC Film (ferrite polymer composite)), als Blech oder als Vollmaterial aufge bracht werden kann.

10. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 8 und 9, dadurch gekenn zeichnet, daß anstelle des oder zusätzlich zum ferromagnetischen Material und der meander- oder spiralförmigen Leiterbahnstruktur (23), (24) diskrete Induktivitäten und/oder ausgedehnte Sensorflä chen eingesetzt werden.

11. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 8 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die aus den einzelnen Tastatursensoren gebildete Ketten-, Verzögerungs- oder Laufzeitleitung zu Teillaufzeitleitungen zusammengefaßt werden und Teilketten oder/auch Teillaufzeit leitungen durch Trennverstärker (Buffer) (21) entkoppelt werden.

12. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 8 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß nach jedem Tastatursensor ein elektrischer Abgriff (16) erfolgt und die elektrischen Abgriffe (16) über eine high- speed wired OR-Schaltung (schnelle Oder-Verknüpfung) und einem nachgeschalteten schnellen Schieberegister (27) ver knüpft und anschließend in einem Prozessor (30) ausgewertet wird.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die high-speed wired OR-Schaltung über eine optische Signal verknüpfung realisiert wird.

14. Anordnung nach Anspruch 1 und 2 sowie 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der einzelnen Verzögerungsglieder (22) mit jeweils flächig realisierten, vorzugsweise meanderförmigen oder spiralförmigen Leiterbahnstrukturen (23), (24), eine Strei fensensoranordnung (37) mit einer länglich ausgedehnten meanderförmigen Leiterbahnstruktur (23) eingesetzt wird, und die Laufzeit eines reflektierten Strom- oder Spannnungsimpul ses gemessen wird, wobei als Basissensoreffekt die Änderung des Dielektrikums und/oder der Permeabilität genutzt wird.

15. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 8 bis 11 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifensensoranordnung (27) als Längen-, Füllstand- Positions- oder Näherungssensor eingesetzt wird, wobei die Laufzeit und ggf. zusätzlich die Amplitude einer durch den Basissensoreffekt verursachten, an einer durch Änderung der elektrischen Leitfähigkeit, des Dielektrikums, und/oder der Permeabilität verursachten Unstetigkeitsstelle erzeugten Reflexion gemessen wird.

16. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 8 bis 11, 14 und 15, da durch gekennzeichnet, daß um einen ferromagnetischen Stab, z. B. aus Karbonyleisen, eine elektrisch leitende Wicklung angeordnet ist und die Laufzeit und/oder ggf. zusätzlich die Amplitude eines reflektierten Signals gemessen wird und aus diesen Informationen der Füllstand und/oder Materialeigen schaften bestimmt werden.

17. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 8 bis 11, 14 bis 16 da durch gekennzeichnet, daß zur zweidimensionalen Positionserfassung die Streifensen soranordnung (37) mit einer länglich ausgedehnten meanderför migen Leiterbahnstruktur (23) wiederum meanderförmig (35) zweidimensional ausgedehnt angeordnet wird.

18. Anordnung nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeich net, daß die Amplitude des reflektierten Signals zur Messung der Stärke der Annäherung genutzt wird.

19. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden- und Leiterbahnstrukturen der Basissensoren aus extrem dünnen oder durchsichtigen, vorzugsweise mit nanoskalierbaren elektrisch leitenden Materialien auf Anzei gen und/oder Displays realisiert werden.