DE202010009191U1

DE202010009191U1 - Actuation device for a clothing means

Info

Publication number: DE202010009191U1
Application number: DE202010009191U
Authority: DE
Original assignee: CUMULUS53 Ltd NIEDERLASSUNG DEUTSCHLAND
Current assignee: FLECK, STEFAN, DE
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2020-06-18
Also published as: WO2011157367A1

Abstract

Betätigungsvorrichtung (100) für ein Bekleidungsmittel (200, 210, 220) eines Fingers (300), – mit einem elastischen formstabilen Bereich (110), der eine nach außen gewölbte Außenfläche (111) und eine einwärts gewölbte Innenfläche (112) für eine Fingerkuppe (310) aufweist, – mit einem elektrisch leitfähigen Kontaktbereich (120) auf der Außenfläche (111) des formstabilen elastischen Bereichs (110) für einen Kontakt mit einer berührungssensitiven Oberfläche (400), – bei der der formstabile elastische Bereich (110) ausgebildet ist, durch eine Betätigungskraft (F1, F2) der Fingerkuppe (310) eine Kontaktfläche (Ak1, Ak2) des elektrisch leitfähigen Kontaktbereichs (120) zu vergrößern.Actuating device (100) for a clothing item (200, 210, 220) of a finger (300), - with an elastic, dimensionally stable area (110) which has an outwardly curved outer surface (111) and an inwardly curved inner surface (112) for a fingertip (310), - with an electrically conductive contact area (120) on the outer surface (111) of the dimensionally stable elastic area (110) for contact with a touch-sensitive surface (400), - in which the dimensionally stable elastic area (110) is formed to enlarge a contact area (Ak1, Ak2) of the electrically conductive contact area (120) by an actuating force (F1, F2) of the fingertip (310).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Bekleidungsmittel.The present invention relates to an operating device for a clothing means.

Aus der DE 20 2009 013 929 U1 ist ein punktgenaues Bedienungselement für einen Handschuh bekannt. Das Bedienungselement ist auf der Kuppe des Handschuhs als Silikon-Gumminoppen oder leitfähiger Kunststoff aufgesetzt und gegebenenfalls zusätzlich doppelt vernäht. Die Form des Bedienungselements ist alternativ beispielsweise rund, oval, quadratisch, rechteckig, kegelförmig, in Stiftform oder eine Nachbildung der Fingerkuppe. Aus der EP 1 769 325 B1 ist ebenfalls ein Handschuh mit einer Kugel aus einem harten Polymer an einer Fingerspitze bekannt.From the DE 20 2009 013 929 U1 is a pinpoint operator for a glove known. The operating element is placed on the tip of the glove as a silicone rubber knobs or conductive plastic and optionally additionally sewn twice. The shape of the operating element is alternatively, for example, round, oval, square, rectangular, conical, in pen form or a replica of the fingertip. From the EP 1 769 325 B1 is also a glove with a ball of a hard polymer on a fingertip known.

Aus der US 2010/0090966 A1 ist ein Handschuh mit einer elektrisch leitfähigen Spitze bekannt. Leitfähige Materialien, wie Graphit-Fäden, Kohlenstofffaser oder Metallfaser werden in das Textilmaterial des Handschuhs zur Ausbildung der leitfähigen Spitze eingewebt.From the US 2010/0090966 A1 is a glove with an electrically conductive tip known. Conductive materials such as graphite filaments, carbon fiber or metal fiber are woven into the textile material of the conductive lace forming glove.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Betätigungsvorrichtung für ein Bekleidungsmittel für eine möglichst große Vielzahl von Touchscreen-Technologien möglichst zu verbessern.The object of the invention is to improve as far as possible an actuating device for a clothing means for the widest possible variety of touchscreen technologies.

Diese Aufgabe wird durch eine Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.This object is achieved by an actuating device having the features of the independent claim 1. Advantageous developments are the subject of dependent claims and included in the description.

Demzufolge ist eine Betätigungsvorrichtung für ein Bekleidungsmittel eines menschlichen Fingers vorgesehen. Unter einem Finger ist dabei einer der zehn Finger der Hände, wie beispielsweise Zeigefinger, Daumen oder Mittelfinger zu verstehen.Accordingly, an operating device for a clothing means of a human finger is provided. Under a finger is to understand one of the ten fingers of the hands, such as forefinger, thumb or middle finger.

Die Betätigungsvorrichtung weist einen elastischen Bereich auf, der eine nach außen gewölbte Außenfläche und eine einwärts gewölbte Innenfläche aufweist. Die Innenfläche ist dabei für eine Fingerkuppe geeignet. Beispielsweise weist die einwärts gerichtete Wölbung der Innenfläche des elastischen Bereichs einen kleineren Wölbungsradius auf als die Fingerkuppe. Der elastische Bereich ist dabei formstabil. Der elastische Bereich erhält nach einem Wegfall einer einwirkenden Kraft seine ursprüngliche Form.The actuator has an elastic portion having an outwardly curved outer surface and an inwardly curved inner surface. The inner surface is suitable for a fingertip. For example, the inward curvature of the inner surface of the elastic region has a smaller radius of curvature than the fingertip. The elastic region is dimensionally stable. The elastic region receives its original shape after an elimination of an acting force.

Die Betätigungsvorrichtung weist einen elektrisch leitfähigen Kontaktbereich auf der Außenfläche des elastischen Bereichs auf. Der elektrisch leitfähige Kontaktbereich ist für einen Kontakt mit einer berührungssensitiven Oberfläche ausgebildet.The actuator has an electrically conductive contact area on the outer surface of the elastic region. The electrically conductive contact area is designed for contact with a touch-sensitive surface.

Der elastische Bereich der Betätigungsvorrichtung ist ausgebildet, durch eine Betätigungskraft der Fingerkuppe eine Kontaktfläche des elektrisch leitfähigen Kontaktbereichs zu vergrößern. Ein Anpressdruck durch die Fingerkuppe führt dabei zu einer elastischen Verformung des elastischen Bereichs, so dass durch die elastische Verformung ein größerer Teil des elektrisch leitfähigen Kontaktbereichs an die berührungssensitive Oberfläche angedrückt wird. Dies bewirkt eine Vergrößerung der Kontaktfläche.The elastic region of the actuating device is designed to enlarge a contact surface of the electrically conductive contact region by an actuating force of the fingertip. A contact pressure by the fingertip thereby leads to an elastic deformation of the elastic region, so that a larger part of the electrically conductive contact region is pressed against the contact-sensitive surface by the elastic deformation. This causes an enlargement of the contact surface.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der elektrisch leitfähige Kontaktbereich eine elektrisch leitfähige Schicht aufweist, die auf die Außenfläche des elastischen Bereichs aufgebracht ist. Vorteilhafterweise sind sowohl die Außenfläche des elastischen Bereichs als auch die aufgebrachte Schicht elektrisch leitfähig. Durch die elektrisch leitfähige Schicht ist die Leitfähigkeit der Betätigungsvorrichtung erhöht. Die elektrische Leitfähigkeit des elastischen Bereichs bewirkt den Effekt, dass kleine Risse oder Brüche in der leitfähigen Schicht durch die Leitfähigkeit des elastischen Bereichs überbrückt werden, so dass die Zuverlässigkeit erhöht ist. Die leitfähige Schicht und der zumindest teilweise leitfähige elastische Bereich sind über eine Grenzfläche elektrisch verbunden. Die elektrisch leitfähige Schicht weist vorzugsweise ein Metall auf. Beispielsweise ist die elektrisch leitfähige Schicht durch eine Chromschicht oder eine Aluminiumschicht oder eine Goldschicht gebildet.According to a preferred development, it is provided that the electrically conductive contact region has an electrically conductive layer which is applied to the outer surface of the elastic region. Advantageously, both the outer surface of the elastic region and the applied layer are electrically conductive. By the electrically conductive layer, the conductivity of the actuator is increased. The electric conductivity of the elastic portion causes the effect that small cracks or breaks in the conductive layer are bridged by the conductivity of the elastic portion, so that the reliability is increased. The conductive layer and the at least partially conductive elastic region are electrically connected via an interface. The electrically conductive layer preferably comprises a metal. By way of example, the electrically conductive layer is formed by a chromium layer or an aluminum layer or a gold layer.

Gemäß einer Ausgestaltung ist im Bereich der Fingerkuppe die nach außen gewölbte Außenfläche zumindest bereichsweise nach Art einer Kugelform ausgebildet. Vorzugsweise ist die Kugelform im Fingerkuppenbereich angeordnet.According to one embodiment, in the region of the fingertip, the outwardly curved outer surface is formed at least in regions in the manner of a spherical shape. Preferably, the spherical shape is arranged in the fingertip area.

In vorteilhaften Ausgestaltungsvarianten ist vorgesehen, dass die Wölbung der Außenfläche eine runde oder ovale oder elliptische Kontaktfläche mit einem von der Betätigungskraft abhängigen Umfang bewirkt.In advantageous embodiments, it is provided that the curvature of the outer surface causes a round or oval or elliptical contact surface with a dependent on the operating force circumference.

Vorteilhafterweise weist der elastische Bereich zwischen der Außenfläche und der Innenfläche eine konstante Dicke auf. Vorzugsweise ist die Dicke im Bereich der Fingerkuppe konstant.Advantageously, the elastic region between the outer surface and the inner surface has a constant thickness. Preferably, the thickness in the region of the fingertip is constant.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der elastische Bereich ein Elastomer zur Ausbildung der Elastizität aufweist.According to a particularly advantageous development, it is provided that the elastic region has an elastomer for forming the elasticity.

Um die Betätigungsvorrichtung in das Bekleidungsmittel zu integrieren ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung einen Außenbereich aufweist, wobei an den elastischen Bereich der Außenbereich zur Befestigung an das Bekleidungsmittel angrenzt. Vorzugsweise ist der Außenbereich mit dem elastischen Bereich einstückig ausgeformt.In order to integrate the actuating device into the clothing means, it is advantageously provided that the actuating device has an outer region, the outer region adjoining the elastic region for attachment to the clothing means. Preferably, the Exterior formed integrally with the elastic region.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass an der Innenfläche des elastischen Bereichs eine Isolationsschicht angeordnet ist. Die Isolationsschicht weist vorteilhafterweise ein elektrisch isolierendes Material auf.According to another advantageous embodiment, it is provided that an insulating layer is arranged on the inner surface of the elastic region. The insulating layer advantageously has an electrically insulating material.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Handschuh als Bekleidungsmittel. Der Handschuh weist eine zuvor beschriebene Betätigungsvorrichtung auf. Im Bereich der Fingerkuppe ist die Betätigungsvorrichtung am Handschuh befestigt.Another aspect of the invention is a glove as a clothing means. The glove has an actuating device described above. In the area of the fingertip the actuator is attached to the glove.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Fingerling als Bekleidungsmittel. Der Fingerling weist eine zuvor beschriebene Betätigungsvorrichtung auf. Im Bereich der Fingerkuppe ist die Betätigungsvorrichtung am Fingerling befestigt.Another aspect of the invention is a fingerstall as a clothing means. The fingerstall has an actuating device described above. In the area of the fingertip the actuator is attached to the fingerstall.

Die zuvor beschriebenen Weiterbildungsvarianten sind sowohl einzeln als auch in Kombination besonders vorteilhaft. Dabei können sämtliche Weiterbildungsvarianten untereinander kombiniert werden. Einige mögliche Kombinationen sind in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Figuren erläutert. Die dargestellten Möglichkeiten von Kombinationen der Weiterbildungsvarianten sind jedoch nicht abschließend.The further development variants described above are particularly advantageous both individually and in combination. All training variants can be combined with each other. Some possible combinations are explained in the description of the embodiments of the figures. However, the possibilities presented by combinations of the further development variants are not exhaustive.

Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail by exemplary embodiments with reference to drawings.

Dabei zeigenShow

1 eine Draufsicht auf eine Betätigungsvorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels, 1 a plan view of an actuating device of a first embodiment,

2 eine Schnittansicht der Betätigungsvorrichtung, 2 a sectional view of the actuator,

3 eine Seitenansicht der Betätigungsvorrichtung, 3 a side view of the actuator,

4a eine dreidimensionale Ansicht der Betätigungsvorrichtung, 4a a three-dimensional view of the actuator,

4b eine weitere dreidimensionale Ansicht der Betätigungsvorrichtung, 4b another three-dimensional view of the actuator,

5a eine schematische Ansicht einer Betätigungsvorrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels, 5a a schematic view of an actuating device of a second embodiment,

5b eine schematische Ansicht der Betätigungsvorrichtung, 5b a schematic view of the actuator,

6a eine schematische Schnittansicht einer Betätigungsvorrichtung eines dritten Ausführungsbeispiels, 6a a schematic sectional view of an actuating device of a third embodiment,

6b eine schematische Draufsicht auf die Betätigungsvorrichtung, 6b a schematic plan view of the actuator,

7 eine schematische Ansicht eines Handschuhs mit einer Betätigungsvorrichtung, und 7 a schematic view of a glove with an actuator, and

8 eine schematische Ansicht eines Fingerlings mit einer Betätigungsvorrichtung. 8th a schematic view of a fingerstall with an actuator.

In den 1 bis 4b ist durch verschiedene Ansichten eine geometrische Ausbildung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Betätigungsvorrichtung 100 gezeigt.In the 1 to 4b is by different views a geometric design of a first embodiment of an actuator 100 shown.

In 1 ist eine Draufsicht auf eine Betätigungsvorrichtung 100 des ersten Ausführungsbeispiels dargestellt. 1 zeigt einen elektrisch leitfähigen Kontaktbereich 120 und einen elastischen Bereich 110 und einen Außenbereich 130 zur Befestigung der Betätigungsvorrichtung 100 an einem Bekleidungsmittel (Handschuh, Fingerling) beispielsweise mittels Kleben oder Annähen. Die Betätigungsvorrichtung 100 ist dabei einteilig ausgebildet. Der elastische Bereich 110 und der Außenbereich 130 sind dabei einstückig ausgeformt.In 1 is a plan view of an actuator 100 of the first embodiment shown. 1 shows an electrically conductive contact area 120 and an elastic region 110 and an outdoor area 130 for fixing the actuator 100 on a clothing (glove, finger cot), for example, by gluing or sewing. The actuator 100 is formed in one piece. The elastic area 110 and the outdoor area 130 are molded in one piece.

2 zeigt eine Schnittansicht der Betätigungsvorrichtung 100 entlang der Linie A-A. Gezeigt ist der formstabile elastische Bereich 110 in Schnittdarstellung. Der elastische Bereich 110 weist eine nach außen gewölbte Außenfläche 111 und eine einwärts gewölbte Innenfläche 112 in einem Fingerkuppenbereich auf. Der Wölbungsradius der Innenfläche 112 ist dabei kleiner als der Außenradius einer menschlichen Fingerkuppe. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist der elastische Bereich 110 im Bereich BK kugelförmig ausgebildet, so dass durch die Kugelform bei geringer Betätigungskraft eine kleine Kontaktfläche erzielt werden kann. 2 shows a sectional view of the actuator 100 along the line AA. Shown is the dimensionally stable elastic region 110 in section. The elastic area 110 has an outwardly curved outer surface 111 and an inwardly curved inner surface 112 in a fingertip area. The curvature radius of the inner surface 112 is smaller than the outer radius of a human fingertip. In the embodiment of 2 is the elastic area 110 formed spherically in the area BK, so that a small contact surface can be achieved by the spherical shape with low actuation force.

Die nach außen gewölbte Außenfläche 111 des elastischen Bereichs 110 steht aus der Grundfläche des Fingers hervor. Durch diese Außenwölbung wird der technische Effekt erzielt, dass eine Bedienung sowohl in Zeigerichtung als auch senkrecht zur Zeigerichtung ermöglicht wird, da in beiden Richtungen die Außenwölbung aus der Form des Bekleidungsmittels 200 hervortritt.The outwardly arched outer surface 111 of the elastic area 110 stands out from the base of the finger. By this outer curvature, the technical effect is achieved that an operation in both the pointing direction and perpendicular to the pointing direction is made possible because in both directions the outer curvature of the shape of the clothing means 200 emerges.

Der elastische Bereich 110 weist im Bereich der Innenfläche 112 eine Kante 113 auf. Die menschliche Fingerkuppe liegt auf der Kante 113 auf. Die Kante 113 verursacht ein taktiles Empfinden, an welcher Position die Wölbung nach außen und damit eine wirkende Kontaktfläche ist. Die Kante 113 ist dabei umlaufend, wie dies in 4a dargestellt ist. Dabei ist im Ausführungsbeispiel der 4a ein Abstand zwischen beiden Seiten der Kante 113 halb so groß wie die Breite und halb so lang wie die Länge der Fingerkuppe. Mit der Fingerkuppe ist daher der Verlauf der Kante 113 ertastbar.The elastic area 110 points in the area of the inner surface 112 an edge 113 on. The human fingertip lies on the edge 113 on. The edge 113 causes a tactile sensation at which position the curvature is outwards and thus an effective contact surface. The edge 113 is circulating, as in 4a is shown. there is in the embodiment of 4a a distance between both sides of the edge 113 half the width and half the length of the fingertip. With the fingertip is therefore the course of the edge 113 palpable.

In 2 weist der elastische Bereich 110 zwischen der Außenfläche 110 und der Innenfläche 112 eine Dicke d von 1 mm auf. Je nach Anforderung kann die Dicke d verändert werden. Auf der Außenfläche 111 des elastischen Bereichs 110 ist der elektrisch leitfähige Kontaktbereich 120 als leitfähige Schicht 120 aufgebracht. Alternativ kann der elektrisch leitfähige Kontaktbereich 120 auch mittels einer entsprechenden Materialzusammensetzung durch den elastischen Bereich 110 selbst gebildet sein.In 2 indicates the elastic range 110 between the outer surface 110 and the inner surface 112 a thickness d of 1 mm. Depending on the requirement, the thickness d can be changed. On the outside surface 111 of the elastic area 110 is the electrically conductive contact area 120 as a conductive layer 120 applied. Alternatively, the electrically conductive contact area 120 also by means of a corresponding material composition by the elastic region 110 be educated yourself.

3 zeigt eine Seitenansicht der Betätigungsvorrichtung 100. Gezeigt ist, dass sich der elektrisch leitfähige Kontaktbereich 120 nur über einen Teilbereich der Außenfläche 111 des elastischen Bereichs 110 erstreckt. Die 4a und 4b zeigen zwei dreidimensionale Ansichten der Betätigungsvorrichtung 100 mit der Ausbildung der Innenwölbung der Innenfläche 112 und der Außenwölbung der Außenfläche 111 des elastischen Bereichs 110. 3 shows a side view of the actuator 100 , It is shown that the electrically conductive contact area 120 only over a partial area of the outer surface 111 of the elastic area 110 extends. The 4a and 4b show two three-dimensional views of the actuator 100 with the formation of the inner curvature of the inner surface 112 and the outer curvature of the outer surface 111 of the elastic area 110 ,

Die Betätigungsvorrichtung 100 besteht überwiegend aus Teilen, die ein Elastomer aufweisen. Elastomere sind formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe, deren Glasübergangspunkt sich unterhalb der Raumtemperatur befindet. Die Kunststoffe können sich bei Zug- oder Druckbelastung elastisch verformen. Unter Krafteinwirkung wird die Form der Betätigungsvorrichtung 100 geändert, wobei bei Wegfall der einwirkenden Kraft die Betätigungsvorrichtung 100 in die Ursprungsform zurückkehrt.The actuator 100 consists mainly of parts that have an elastomer. Elastomers are dimensionally stable, but elastically deformable plastics whose glass transition point is below room temperature. The plastics can deform elastically under tensile or compressive loading. Under the action of force, the shape of the actuator 100 changed, with the loss of the applied force, the actuator 100 returns to its original form.

Durch das Ausführungsbeispiel der 1 bis 4b wird der neue Effekt erzielt, dass unterschiedlichste Funktionsweisen von Touchscreens durch die Betätigungsvorrichtung 100 bedient werden können. So kann ein Touchscreen mit resistiver Technologie durch die Betätigungsvorrichtung 100 bedient werden. Resistive Touchscreens besitzen eine flexible Oberschicht und eine starre Grundschicht, welche durch nicht-leitende Abstandshalter voneinander getrennt sind. Die beiden getrennten Oberflächen der Schichten sind jeweils mit einer transparenten elektrisch leitenden Schicht versehen. Eine an den leitenden Schichten angelegte Spannung erzeugt ein Spannungsgefälle. Durch die Berührung der flexiblen Oberschicht durch die Betätigungsvorrichtung 100 wird ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Schichten erzeugt und somit ein Berührungsereignis registriert.By the embodiment of the 1 to 4b The new effect is achieved, that different functions of touch screens by the actuator 100 can be operated. So can a touchscreen with resistive technology by the actuator 100 to be served. Resistive touch screens have a flexible top layer and a rigid base layer separated by non-conductive spacers. The two separate surfaces of the layers are each provided with a transparent electrically conductive layer. A voltage applied to the conductive layers creates a voltage gradient. By the touch of the flexible upper layer by the actuator 100 An electrical contact between the two layers is generated and thus registers a touch event.

Ebenfalls kann ein Touchscreen mit kapazitiver Technologie durch die Betätigungsvorrichtung 100 bedient werden. Touchscreens mit kapazitiver Technologie weisen ein mit durchsichtigem Metalloxid beschichtetes Glassubstrat auf. Eine an den Ecken der Beschichtung angelegte Spannung erzeugt ein exaktes gleichmäßiges elektrisches Feld. Es entsteht bei Berührung mit der Betätigungsvorrichtung 100 abhängig von der Kontaktfläche Ak1, Ak2 ein geringer kapazitiver Ladungstransport der im Entladezyklus in Form eines Stromes an den Ecken gemessen wird. Die resultierenden Ströme aus den Ecken stehen im direkten Verhältnis zu der Berührungsposition.Also, a touch screen with capacitive technology by the actuator 100 to be served. Capacitive technology touchscreens have a transparent metal oxide coated glass substrate. A voltage applied to the corners of the coating produces an exact uniform electric field. It is created by contact with the actuator 100 depending on the contact surface Ak1, Ak2 a small capacitive charge transport is measured in the discharge cycle in the form of a current at the corners. The resulting currents from the corners are in direct proportion to the touch position.

Ebenfalls kann ein Touchscreen mit optischer Technologie durch die Betätigungsvorrichtung 100 bedient werden. Touchscreens mit optischer Technologie weisen Infrarot-Sensoren auf, wobei im Rahmen einer Scheibe Infrarot LEDs und gegenüberliegende Photo-Transistoren integriert sind. Bei einem Berühren der Scheibe durch die Betätigungsvorrichtung 100 wird die optische Verbindung in der x-Achse und der y-Achse unterbrochen und beispielsweise von einem Mikrocontroller ausgewertet. Durch die elastische Eigenschaft des elastischen Bereichs 110 passt sich die Kontaktfläche 120 der Oberfläche 400 der Scheibe an, so dass die Lichtstrahlen zuverlässig unterbrochen werden.Also, a touchscreen with optical technology can be used by the actuator 100 to be served. Touch screens with optical technology have infrared sensors, with one pane incorporating infrared LEDs and opposing photo transistors. When touching the disc by the actuator 100 the optical connection in the x-axis and the y-axis is interrupted and evaluated, for example, by a microcontroller. Due to the elastic property of the elastic region 110 Adjusts the contact surface 120 the surface 400 the disc, so that the light beams are reliably interrupted.

Ebenfalls kann ein Touchscreen mit Oberflächenwellen-Technologie durch die Betätigungsvorrichtung 100 bedient werden. Touchscreens mit Oberflächenwellen-Technologie weisen zwei Signalgeber auf, die an den Seitenflächen eines Glassubstrats montiert sind und Oberflächenwellen von zwei Seiten aussenden. Die Wellen werden von der Oberfläche reflektiert und von einem Sensor auf der jeweils gegenüberliegenden Seite empfangen. Die Betätigungsvorrichtung 100 absorbiert bei Berührung einen Teil der akustischen Energie und ein Mikrocontroller bestimmt die Änderung der Amplitude der Wellen und berechnet damit die Position der Berührung durch die Betätigungsvorrichtung.Also, a touchscreen with surface wave technology can be achieved by the actuator 100 to be served. Surface wave technology touchscreens have two auto switches mounted on the side surfaces of a glass substrate that emit surface waves from two sides. The waves are reflected from the surface and received by a sensor on the opposite side. The actuator 100 absorbs a portion of the acoustic energy upon contact, and a microcontroller determines the change in the amplitude of the waves, thereby calculating the position of the touch by the actuator.

Die 5a und 5b zeigen zwei Zustände der Verformung bei Einwirkung unterschiedlicher Kräfte F1 und F2. In 5a wird durch die Betätigungskraft F1 der Fingerkuppe 310 des Fingers 300 ein nur geringer Anpressdruck auf die berührungssensitive Oberfläche 400 – beispielsweise eines Touchpads oder dergleichen – erzeugt. Die Kontaktfläche Ak1 des elektrisch leitfähigen Kontaktbereichs 120 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von lediglich 1 mm auf. Die kugelförmige Außenfläche 111 des elastischen Bereichs 100 ist dabei nur geringfügig verformt. Bei geringer Betätigungskraft F1 wird der vorteilhafte Effekt erzielt, dass sehr kleine Eingabebereiche E1 bis E9 zielgenau betätigt werden können. Dabei können die Eingabebereiche sogar kleiner als die Fingerkuppe 310 sein.The 5a and 5b show two states of deformation when exposed to different forces F1 and F2. In 5a becomes due to the operating force F1 of the fingertip 310 of the finger 300 a low contact pressure on the touch-sensitive surface 400 - For example, a touchpad or the like - generated. The contact area Ak1 of the electrically conductive contact area 120 has a diameter of only 1 mm in this embodiment. The spherical outer surface 111 of the elastic area 100 is only slightly deformed. At low actuation force F1, the advantageous effect is achieved that very small input ranges E1 to E9 can be operated accurately. The input ranges can be even smaller than the fingertip 310 be.

Wie in 5b gezeigt ist der elastische Bereich 110 der Betätigungsvorrichtung 100 ausgebildet, durch eine Betätigungskraft F2 der Fingerkuppe 310 die Kontaktfläche Ak2 des elektrisch leitfähigen Kontaktbereichs 120 zu vergrößern. Hierbei wirkt durch die Fingerkuppe 310 des Fingers 300 die größere Betätigungskraft F2 auf den elastischen Bereich 110 der Betätigungsvorrichtung 100, wobei sich der elastische Bereich 110 elastisch derart verformt, dass eine größere Fläche Ak2 des elektrisch leitfähigen Kontaktbereichs 120 auf die Oberfläche 400 angedrückt wird. Wird die Betätigungskraft F2 hingegen verringert, verringert sich entsprechend auch die Kontaktfläche Ak2. Die Elastizität des elastischen Bereichs 110 bewirkt daher eine Veränderung der Kontaktfläche 120 der Betätigungsvorrichtung 100 bei Änderung des Anpressdrucks durch die Fingerkuppe 310. As in 5b shown is the elastic region 110 the actuator 100 formed by an actuating force F2 of the fingertip 310 the contact area Ak2 of the electrically conductive contact area 120 to enlarge. This works through the fingertip 310 of the finger 300 the larger actuation force F2 on the elastic region 110 the actuator 100 , where the elastic area 110 elastically deformed such that a larger area Ak2 of the electrically conductive contact area 120 on the surface 400 is pressed. If, however, the actuation force F2 is reduced, the contact area Ak2 also decreases accordingly. The elasticity of the elastic region 110 therefore causes a change in the contact surface 120 the actuator 100 when the contact pressure is changed by the fingertip 310 ,

Die 6a und 6b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung 100. Der elastische Bereich 110 weist ein Elastomer auf, das die Grundform der Betätigungsvorrichtung 100 ausbildet. Die durch den elastischen Bereich 110 gebildete Grundform stellt einen Fingerkuppenersatz dar, der auf einem Bekleidungsmittel im Bereich der Fingerkuppe 310 angebracht werden kann. Der elastische Bereich 110 bewirkt dabei eine mechanische Stabilität der Betätigungsvorrichtung 100. Im Ausführungsbeispiel der 6a und 6b ist das Elastomer des elastischen Bereichs 100 elektrisch leitfähig.The 6a and 6b show a further embodiment of an actuating device 100 , The elastic area 110 has an elastomer that is the basic form of the actuator 100 formed. The through the elastic area 110 formed basic form represents a fingertip replacement, which on a clothing means in the area of the fingertip 310 can be attached. The elastic area 110 causes a mechanical stability of the actuator 100 , In the embodiment of 6a and 6b is the elastomer of the elastic region 100 electrically conductive.

Für eine verbesserte Leitfähigkeit und zur Ausbildung eines elektrisch leitfähigen Kontaktbereichs 120 auf der Außenfläche 111 des elastischen Bereichs 110 ist eine spezielle Oberfläche vorgesehen, die vorteilhafterweise durch ein Beschichtungsverfahren erzeugt wird. Die elektrisch leitfähige Schicht 120 weist beispielsweise ein Metall – wie beispielsweise Chrom, Aluminium, Stahl etc. – auf. Die elektrisch leitfähige Schicht 120 wird zusätzlich mit einer Lackschicht versehen um die Reibung so gering wie möglich zu halten, die geforderte Beständigkeit des Materials zu erhalten und um eine Beschädigung der zu bedienenden Touchscreen-Oberfläche zu vermeiden.For improved conductivity and for the formation of an electrically conductive contact area 120 on the outside surface 111 of the elastic area 110 a special surface is provided which is advantageously produced by a coating process. The electrically conductive layer 120 For example, has a metal - such as chrome, aluminum, steel, etc. - on. The electrically conductive layer 120 is additionally provided with a layer of lacquer to minimize the friction, to maintain the required resistance of the material and to avoid damage to the touch screen surface to be operated.

Auch die elektrisch leitfähige Schicht 120 wird durch die Betätigungskraft F2 elastisch verformt, um so eine größere Kontaktfläche Ak2 des elektrisch leitfähigen Kontaktbereichs 120 zu bilden, damit auch größere Koordinatenanordnungen bedient werden können. Aufgrund der elastischen Verformbarkeit und der veränderbaren Betätigungskraft wird eine Variabilität der Kontaktfläche erzielt, so dass insbesondere bei der kapazitiven Touchscreen-Technologie unterschiedliche Distanzen abhängig von der Betätigungskraft überbrückt werden können. Die leitfähige Schicht 120 weist zudem eine entsprechende Materialhärte auf um Oberflächenwellen-basierte Touchscreens zu betätigen. Im Ausführungsbeispiel der 6a und 6b kann durch die Außenwölbung der Außenfläche 111 und die einwärts gerichtete Wölbung der Innenfläche 112, sowie die elastische Eigenschaft der Durchmesser der Kontaktfläche Ak1, Ak2 durch die Betätigungskraft F1, F2 um zumindest das Vierfache, beispielsweise zwischen 1 mm und 8 mm variiert werden.Also the electrically conductive layer 120 is elastically deformed by the operating force F2, so as to have a larger contact area Ak2 of the electrically conductive contact area 120 form, so that larger coordinate arrangements can be operated. Due to the elastic deformability and the variable actuation force, a variability of the contact surface is achieved, so that, in particular in capacitive touchscreen technology, different distances can be bridged depending on the actuation force. The conductive layer 120 also has an appropriate material hardness to operate surface wave-based touch screens. In the embodiment of 6a and 6b can by the outer curvature of the outer surface 111 and the inward curvature of the inner surface 112 , And the elastic property of the diameter of the contact surface Ak1, Ak2 by the actuating force F1, F2 by at least four times, for example between 1 mm and 8 mm are varied.

Dabei wird der Effekt erzielt, dass durch die Formstabilität des elastischen Bereichs 110 der elastische Bereich 110 nach der Betätigung – also nach Wegfall der Betätigungskraft F2 – seine ursprüngliche Form wieder annimmt. Bei einer folgenden Betätigung kann erneut durch eine geringe Betätigungskraft F1 wieder eine kleinere Kontaktfläche Ak1 erzeugt werden. Die elastische Verformung des formstabilen elastischen Bereichs 110 ist also vollständig reversibel.The effect is achieved by the dimensional stability of the elastic region 110 the elastic area 110 after the operation - ie after elimination of the operating force F2 - assumes its original shape again. In a subsequent actuation can again be generated by a small actuation force F1 again a smaller contact area Ak1. The elastic deformation of the dimensionally stable elastic region 110 is thus completely reversible.

Im Ausführungsbeispiel der 6a ist auf der Innenseite des elastischen Bereichs 110 als Isolationsschicht 140 ein isolierendes Material angeordnet, so dass kein elektrischer Strom oder Kälte an die Haut des Fingers 300 gelangt. Durch die Isolationsschicht 140 der Betätigungsvorrichtung 100 und durch entsprechendes Material eines Bekleidungsmittels 200 wird eine Risikominimierung eines Stromschlages bei einem möglichen Kontakt mit lebensgefährlichen Spannungsquellen bewirkt. Sofern der elastische Bereich 110 selbst ein elektrisch isolierendes Material aufweist, kann auf die Isolationsschicht 140 auch verzichtet werden. Auf der Innenseite der Isolationsschicht 140 ist im Ausführungsbeispiel der 6a eine weitere Schicht 150 zur Auflage der Fingerkuppe vorgesehen. Diese Schicht 150 ist vorzugsweise als Fingerschale 150 ausgebildet und an die Haptik der Nervenenden der Finger 300 angepasst. Durch diese Schicht 150 hindurch sollte die Person spüren, wo sich die Betätigungsvorrichtung 100 befindet. Die Bedienung eines Touchscreens wird üblicherweise „blind” ausgeführt, da der Finger 300 die Sicht auf die Oberfläche 400 verhindert. Durch die Haptik der Schicht 150 lässt sich dennoch eine Bedienung zielgenau ausführen.In the embodiment of 6a is on the inside of the elastic area 110 as insulation layer 140 an insulating material arranged so that no electrical current or cold to the skin of the finger 300 arrives. Through the insulation layer 140 the actuator 100 and by appropriate material of a clothing product 200 minimizes the risk of electric shock in the event of possible contact with life-threatening voltage sources. Unless the elastic range 110 itself has an electrically insulating material, can on the insulation layer 140 also be waived. On the inside of the insulation layer 140 is in the embodiment of 6a another layer 150 intended to support the fingertip. This layer 150 is preferably as a finger shell 150 trained and to the feel of the nerve endings of the fingers 300 customized. Through this layer 150 Through, the person should feel where the actuator is 100 located. The operation of a touch screen is usually performed "blind", as the finger 300 the view on the surface 400 prevented. Through the feel of the layer 150 Nevertheless, an operation can be carried out accurately.

Die 7 und 8 zeigen zwei verschiedene Verwendungen der Betätigungsvorrichtung 100 für Bekleidungsmittel 200. In 7 sind drei Betätigungsvorrichtungen 100 in Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger eines Handschuhs 210 integriert. Die Betätigungsvorrichtungen 100 sind auf der Fingerunterseite und im Bereich der Fingerkuppen 310 angebracht, wahlweise auf einem, allen oder – wie dargestellt – ausgewählten Fingern des Handschuhs. Je nach Einsatzzweck wird es für die verschiedenen Verwendungen unterschiedliche Konfektionierungen geben.The 7 and 8th show two different uses of the actuator 100 for clothing 200 , In 7 are three actuators 100 in the thumb, forefinger and middle finger of a glove 210 integrated. The actuators 100 are on the underside of the finger and in the area of the fingertips 310 attached, optionally on one, all or - as shown - selected fingers of the glove. Depending on the intended use, there will be different assemblies for the different uses.

In 8 ist ein Beispiel eines Fingerlings 220 mit einer Betätigungsvorrichtung 100 schematisch dargestellt. Der Fingerling 220 wird je nach Anwendung in verschiedenen Materialausführungen hergestellt. Beispielsweise weist der Fingerling 220 spezielle Eigenschaften auf, beispielsweise ist der Fingerling 200 wasserdicht, hitzebeständig, nicht brennbar, schnittfest, reißfest, säureresistent und/oder – beispielsweise für medizinische Zwecke – aus keimfreien Material hergestellt. Der Fingerling 220 kann wahlweise direkt über einen Finger 300 gestülpt oder über einen nahezu beliebigen Handschuh gezogen werden. In 8th is an example of a fingerstall 220 with an actuator 100 shown schematically. The fingerling 220 Depending on the application, it is produced in different material versions. For example, the fingerling points 220 special properties, for example, is the fingerstall 200 waterproof, heat-resistant, non-flammable, cut-resistant, tear-resistant, acid-resistant and / or - for medical purposes, for example - made of germ-free material. The fingerling 220 can optionally directly via a finger 300 slipped over or pulled over almost any glove.

Die Betätigungsvorrichtung 100 kann in all den Fällen angewendet werden, in denen man den Finger 300 oder die ganze Hand gegen Kälte, Hitze oder sonstige negative äußere Einwirkungen schützen muss und zudem technischen/elektronische Geräte bedient werden müssen. Die in den Fingerling 220 integrierte Betätigungsvorrichtung 100 kann dann zum Einsatz kommen, wenn die Person zu große Finger hat um einen Touchscreen korrekt zu bedienen.The actuator 100 Can be used in all cases where one's finger 300 or the entire hand must protect against cold, heat or other negative external influences and also technical / electronic devices must be operated. The in the fingerling 220 integrated actuator 100 can be used when the person has too big fingers to operate a touch screen correctly.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausgestaltungsvarianten der 1 bis 8 beschränkt. Beispielsweise ist es möglich andere elastische Materialen zu verwenden. Auch ist es möglich andere Schichten vorzusehen. Die Betätigungsvorrichtung 100 lässt sich vorteilhaft in den Bereichen Sport, Industrie, Freizeit, Medizin, Gesundheit, Polizei oder dergleichen verwenden.The invention is not limited to the illustrated embodiments of the 1 to 8th limited. For example, it is possible to use other elastic materials. It is also possible to provide other layers. The actuator 100 can be used advantageously in the fields of sports, industry, leisure, medicine, health, police or the like.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Betätigungsvorrichtungactuator
110110: elastischer Bereichelastic range
111111: Außenflächeouter surface
112112: Innenflächepalm
113113: Kanteedge
120120: Kontaktbereichcontact area
130130: Befestigungsbereich, AußenbereichFixing area, outdoor area
140140: Isolationsschichtinsulation layer
150150: Fingerschalefinger bowl
200200: BekleidungsmittelClothing agent
210210: Bekleidungsmittel, HandschuhClothing means, glove
220220: Bekleidungsmittel, FingerlingClothing, finger-cot
300300: Fingerfinger
310310: Fingerkuppefingertip
400400: Oberflächesurface
F1, F2F1, F2: Kraftforce
Ak1, Ak2Ak1, Ak2: Kontaktflächecontact area
BKBK: kugelförmiger Bereichspherical area
dd: Dickethickness
E1 bis E9E1 to E9: drucksensitiver Bereichpressure-sensitive area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202009013929 U1 [0002]
EP 1769325 B1 [0002]
US 2010/0090966 A1 [0003]

Claims

Actuating device ( 100 ) for a clothing product ( 200 . 210 . 220 ) of a finger ( 300 ), - with an elastic dimensionally stable region ( 110 ), which has an outwardly curved outer surface ( 111 ) and an inwardly curved inner surface ( 112 ) for a fingertip ( 310 ), - having an electrically conductive contact region ( 120 ) on the outer surface ( 111 ) of the dimensionally stable elastic region ( 110 ) for contact with a touch-sensitive surface ( 400 ), - in which the dimensionally stable elastic region ( 110 ) is formed by an actuating force (F1, F2) of the fingertip ( 310 ) a contact surface (Ak1, Ak2) of the electrically conductive contact region ( 120 ) to enlarge.

Actuating device ( 100 ) according to claim 1, - in which the electrically conductive contact region ( 120 ) an electrically conductive layer ( 120 ), which on the outer surface ( 111 ) of the elastic region ( 110 ) is applied.

Actuating device ( 100 ) according to one of the preceding claims, - in the area of the fingertip ( 310 ) the outwardly curved outer surface ( 111 ) is formed in the manner of a spherical shape.

Actuating device ( 100 ) according to one of the preceding claims, - in which the curvature of the outer surface ( 111 ) causes a round or oval or elliptical contact surface (Ak1, Ak2) with an extent dependent on the actuating force (F1, F2).

Actuating device ( 100 ) according to one of the preceding claims, - in the area of the fingertip ( 310 ) the elastic region ( 110 ) between the outer surface ( 111 ) and the inner surface ( 112 ) has a constant thickness (d).

Actuating device ( 100 ) according to one of the preceding claims, - in which the elastic region ( 110 ) has an elastomer for forming the elasticity.

Actuating device ( 100 ) according to one of the preceding claims, - in which the elastic region ( 110 ) an outdoor area ( 130 ) for attachment to the clothing means ( 200 . 210 . 220 ) adjoins.

Actuating device ( 100 ) according to one of the preceding claims, - in which on the inner surface ( 112 ) of the elastic region ( 110 ) an insulation layer ( 140 ) is arranged.

Glove ( 210 ) as a clothing means, - with an actuating device ( 100 ) according to one of the preceding claims, - wherein in the region of the fingertip ( 310 ) the actuator ( 100 ) on the glove ( 210 ) is attached.

Fingerling ( 220 ) as a clothing means, - with an actuating device ( 110 ) according to one of the preceding claims, - wherein in the region of the fingertip ( 310 ) the actuator ( 110 ) on the fingerling ( 220 ) is attached.