EP3912268A1 - Sensor - Google Patents

Sensor

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Publication number
EP3912268A1
EP3912268A1 EP19828673.4A EP19828673A EP3912268A1 EP 3912268 A1 EP3912268 A1 EP 3912268A1 EP 19828673 A EP19828673 A EP 19828673A EP 3912268 A1 EP3912268 A1 EP 3912268A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
conductor
signal
propagation
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19828673.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg TENCKHOFF
Guido Hirzmann
Philipp Lang
Felix Zappe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
ZF Automotive Germany GmbH
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
ZF Automotive Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG, ZF Automotive Germany GmbH filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3912268A1 publication Critical patent/EP3912268A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector

Definitions

  • the present invention relates to a touch and gesture sensitive sensor.
  • HMI human-machine interfaces
  • the invention has for its object to provide a touch and gesture sensitive sensor that can detect and locate touches and gestures on or near complex shaped surfaces.
  • a touch and gesture sensitive sensor with an electrical conductor for transmitting electrical signals, a signal source which applies an electrical signal to the conductor, a signal receiver which receives the electrical signal and a means for reducing the speed of propagation of the signal in the conductor , the sensor is set up to detect and localize a disturbance of the signal in the conductor.
  • Gestures are human movements of parts of the body and serve between human communication, communication between a human and a machine or religious purposes. In principle, every posture and body movement can represent a gesture, e.g. Hand or head gestures. Gesture recognition is the automatic recognition of human-made gestures using a computing unit.
  • Electrical signals can be pulses, voltage jumps, sweeps, or chirps
  • the speed of propagation is the speed at which a wave or signal propagates.
  • the speed of propagation is identical to the phase velocity, i.e. the speed at which a wave crest moves. In dispersive media (e.g. light in matter) this phase velocity depends on the frequency of the wave. If you consider a propagating disturbance, i.e. a wave packet, this is composed of many mono-chromatic waves with different frequencies.
  • the speed at which such a wave packet travels as a whole, i.e. the speed of the envelope is the group speed.
  • the shape of the wave packet can change for lossy propagation media or media with a non-linear dispersion relation.
  • the group speed must therefore be distinguished from the front speed with which a wavefront spreads.
  • the signal speed with which information or energy is transmitted is at most as high as the front speed.
  • a reduction in the propagation speed is understood to mean that the propagation speed of a signal in the sensor is lower due to means for reducing the propagation speed than in a conductor which is not influenced by means for reducing the propagation speed.
  • the permittivity e also called dielectric conductivity, indicates the permeability of a material for electric fields.
  • the permittivity in a vacuum is given as e 0 .
  • the permittivity of a substance is given as the product of the permittivity of the vacuum with the relative permittivity. Accordingly, the relative permittivity of a medium is the dimensionless ratio of its permittivity to the permittivity of the vacuum.
  • the magnetic permeability m determines the ability of materials to adapt to a magnetic field or the magnetization of a material in an external magnetic field. It therefore determines the permeability of matter to magnetic fields.
  • the permeability m is the ratio of the magnetic flux density to the magnetic field strength H.
  • the magnetic field constant m 0 is a physical constant and indicates the magnetic permeability of the vacuum.
  • the permeability number is the ratio of permeability to the magnetic field constant. This results in a permeability number of one for the vacuum.
  • a resonator is a system capable of oscillation, the components of which are tuned to one or more specific frequencies (natural frequencies) in such a way that the resonator oscillates predominantly at these frequencies with broadband excitation.
  • a runtime-based localization of a fault in a signal is understood to mean that the duration of the fault is used to determine the location at which the fault was caused.
  • An artificial neural network (KNN, English artificial neural network - ANN) is in particular a network of networked artificial neurons simulated in a computer program.
  • the artificial neurons are typically arranged on different layers.
  • the artificial neural network comprises an input layer and an output layer, the neuron output of which is the only one of the artificial neural network that is visible. Between the input layer and the output layer Layers are typically referred to as hidden layers.
  • an architecture or topology of an artificial neural network is initially initiated and then trained in a training phase for a specific task or for several tasks in a training phase.
  • Pattern recognition is the ability to recognize regularities, repetitions, similarities or regularities in a lot of data.
  • the basic idea of the invention is to detect approaches to a surface and / or touches of a surface of a user due to a fault in a signal-carrying conductor.
  • the invention is based on the knowledge that approaches or touches of a signal-carrying conductor interfere with a signal transmitted in the conductor.
  • This disturbance results from the change in the propagation properties (impedance) of a wave. It is given by the refractive index n of the propagation medium, which is defined as the ratio of the propagation speed for the medium c M relative to that in vacuum c 0 . It can also be expressed by the root of the product of relative permeability m G and relative permittivity e r :
  • I H , IR and I T mean the intensities of the incoming, reflected and transmitted wave.
  • the invention provides various continuous and discrete means for reducing the speed of propagation, which will be described in the following.
  • the electrical conductor can be designed as a pair of conductors with an outgoing conductor and with a return conductor. Alternatively, it can be provided that only an electrical conductor is provided and a return conductor is formed by the environment.
  • the means for reducing the speed of propagation has a permittive material with a relative permeability greater than 1, in particular greater than 8. Accordingly, it can be seen that the permittive material encases the electrical conductor. It goes without saying that the permittive material does not have to sheath the electrical conductor directly or directly, but that further intermediate layers are also provided. can be seen. In this sense, one also speaks of loading or coating the wire with the permittive material.
  • Suitable permittive materials are, for example, alumina with a relative permittivity of 9, glycerol with a relative permittivity of 42.5, water with a relative permittivity of approximately 80, barium titanate with a relative permittivity of 10 3 to 10 4
  • the means for reducing the speed of propagation has a permeable material with a permeability number greater than 1, in particular greater than 4. Accordingly, it can be seen that the permeable material encases the electrical conductor. It goes without saying that the permeable material does not have to sheath the electrical conductor directly or directly, but that further intermediate layers can also be provided. In this sense, one also speaks of loading or coating the wire with the permeable material.
  • Suitable permeable materials are, for example, iron with a permeability number of 300-10,000, ferrites with a permeability number of 4-15,000 or mumetal with a permeability number of 700-500,000.
  • the means for reducing the speed of propagation can have both a permittive and a permeable material. It is further understood that the means for reducing the speed of propagation can be made up of several parts or as a layer structure. With regard to possible combinations of permittive and permeable materials, reference is made to the drawings.
  • the layering can be designed as a jacket that encases the electrical conductor.
  • the layering can also form a core of the electrical conductor. Accordingly, it can be provided that the electrical conductor is designed as a waveguide or that the electrical conductor otherwise surrounds the stratification.
  • a layering can be created, for example, by foaming.
  • the conductor is arranged radially on the outside with respect to the permeable material. It can be provided that the electrical conductor is wound, braided or the like on the permeable material. It can be provided that the permeable material is a dielectric material, that is an electrically non-conductive material, or that a dielectric is provided between the permeable material and the electrical conductor. Accordingly, it can be provided that the electrical conductor is designed as a wire that wraps around the permeable material. Accordingly, the permeable material forms a core and the wire forms a coil. Alternatively, it can be provided that the electrical conductor is designed as a braid or fabric and envelops the permeable material.
  • the permittive material envelops the conductor.
  • the sheath can be designed, for example, as a tube or as a foam that is applied to the conductor.
  • the permittive material electrically insulates the conductor from the permeable material, that is to say that the permittive material is designed as a dielectric intermediate layer between the conductor and the permeable material.
  • the propagation speed reduction means described above continuously reduce the propagation speed by surrounding the conductor for a certain length.
  • Propagation speed may be provided.
  • the resonators are arranged in a series or parallel connection along the electrical conductor.
  • Speed of propagation can also be combined with continuous means of reducing the speed of propagation.
  • the senor is meandering and / or spiral, ie. H. the electrical conductor is meandering and / or spiral.
  • the electrical conductor is meandering and / or spiral.
  • a surface can be covered with any narrow or wide meanders or spirals of the conductor.
  • a sensor can be applied to any surface in a contour-following manner.
  • the fault is localized on the basis of runtime. Accordingly, a malfunction can be assigned to a position on the conductor at which the malfunction was caused on the basis of its duration.
  • the fault is localized on the basis of statistical means, in particular on the basis of a neural network. If the neural network is adequately trained, it is also possible to localize overlying impurities without developing the signal of the overlying impurities.
  • Superimposed impurities are a mathematical convolution of several faults.
  • a superimposed interference signal can also be localized by unfolding the signal.
  • the fault is localized by means of pattern recognition in the signal.
  • an electrical signal can also be evaluated and stored similar to an image, by storing data about the signal in a matrix with row and / or column entries. In an image file, this corresponds to the data of a pixel.
  • the matrix with the data for the signal can be evaluated by means of a pattern recognition. This means that faults can also be localized.
  • Localize multiple touches or a combination of touches and approximations by the above-described means are suitable to localize superimposed interference signals.
  • the sensor as described above is suitable for wetting surfaces of any shape contours.
  • Figure 1 is a schematic sketch of the principle of operation of the invention
  • Figure 2 is a schematic perspective view of an embodiment of the
  • Figure 3 is a schematic perspective view of an embodiment of the
  • Figure 4 is a schematic perspective view of an embodiment of the
  • FIG. 5 shows a schematic circuit diagram of an embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a schematic circuit diagram of an embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows an equivalent circuit diagram of an embodiment of the invention
  • Figure 8 is a diagram for signal propagation in a conductor according to a
  • Figure 9 is a schematic diagram of a detail view according to an embodiment of the invention.
  • Figure 10 is a schematic diagram of a detail view according to an embodiment of the invention.
  • FIG 11 is a schematic diagram of an embodiment of the invention. such as
  • Figure 12 is a schematic block diagram of an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows equipotential lines of intersection 1 through equipotential surfaces of a conductor 2 through which a signal flows, the signal not being disturbed in a first detailed view A of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a second detailed view B, in which a human body part 4 approaches the conductor 2 through which the signal flows. Due to the approximation, the equipotential intersection lines 3 change due to equipotential areas compared to the detailed view A.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of an embodiment of a sensor 20.
  • the sensor 20 comprises a signal source (not shown), a coupling element, for example a directional coupler (not shown), a signal receiver (not shown), an evaluation unit (not shown) and an electrical conductor 21 and means for reducing the speed of propagation 22.
  • the means for reducing the speed of propagation comprise a permeable material 23 and a permittive material 24.
  • the means for reducing the speed of propagation 22 envelop the electrical conductor 21, the permeable material 23 being the electrical Conductor 21 immediately envelops and the permittive material 24 envelops the permeable material 23.
  • the permeable material 23 is an electrically non-conductive material.
  • the permeable material 23 may be electrically conductive if an electrical insulation is formed between the permeable material 23 and the electrical conductor.
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of an embodiment of a sensor 30.
  • the sensor 30 comprises a signal source (not shown), a coupling element, for example a directional coupler (not shown), a signal receiver (not shown), an evaluation unit (not shown) and an electrical conductor 31 and means for reducing the speed of propagation 32.
  • the electrical conductor 31 is designed as a wound wire.
  • the means for reducing the speed of propagation comprise a permeable material 33 and a permitti ves material 34.
  • the means for reducing the speed of propagation 32 surrounds the electrical conductor 31, the electrical conductor being wound around the permeable material 33 and the permittive material 34 den electrical conductor 31 envelops or encased.
  • the permeable material 33 is an electrically non-conductive material.
  • the permeable material 33 can be electrically conductive if electrical insulation is formed between the permeable material 33 and the electrical conductor.
  • FIG. 4 shows a schematic perspective view of an embodiment of a sensor 40.
  • the sensor 40 comprises a signal source (not shown), a coupling element, for example a directional coupler (not shown), a signal receiver (not shown), an evaluation unit (not shown) and an electrical conductor 41 and means for reducing the speed of propagation 42.
  • the electrical conductor 41 is designed as a wound wire.
  • the means for reducing the rate of propagation comprise a permeable material 43 and a permittive material 44.
  • the means for reducing the rate of propagation 42 surround the electrical conductor 41, the electrical conductor being wound around the permeable material 43 and the permittive material 44 is designed as electrical insulation between the electrical conductor 41 and the permeable material 43.
  • the electrical conductor 41 is extrusion-coated with the permittive material 44 such that the permittive material 44 is also wrapped around the permeable material 43.
  • FIGS. 5 and 6a, b each show a discrete implementation of a sensor 50 or 60 or 65 according to an embodiment of the invention.
  • the sensor 50 or the sensor 60 or the sensor 65 comprises a signal source (not shown), a coupling element, for example a directional coupler (not shown), a signal receiver (not shown), an evaluation unit (not shown) and an electrical conductor 51 or 61 and means for reducing the propagation speed 52 or 62.
  • the discrete means for reducing the speed of propagation 52 comprise a plurality of parallel resonators 53 which are arranged along the electrical conductor 51.
  • the resonators are formed by a capacitance 54 and by a coil 53, which form an oscillating circuit.
  • the means for reducing the speed of propagation 62 comprise a plurality of series resonators which are arranged along the electrical conductor 61.
  • the resonators are formed by a capacitance 64 and by a coil 63, which form an oscillating circuit.
  • FIG. 6 b shows an alternative arrangement of the resonators, each with a coil 63 and a capacitance 62 along an electrical conductor 61.
  • FIG. 7 shows an electrical equivalent circuit diagram of a sensor according to a continuous or discrete implementation according to an embodiment of the invention.
  • a touch finger 72 is represented by a capacitance 73. Accordingly, a touch changes the capacitance of a conductor 71 in the area of the touch.
  • the continuous or discrete means for reducing the speed of propagation can be represented in the equivalent circuit diagram by parallel resonators 74. It goes without saying that the equivalent circuit diagram can be further simplified.
  • FIG. 8 shows a diagram for the propagation of a signal 80 in several time steps or for the group speed 86 in an electrical conductor which is touched by a human body part.
  • a disturbance 81 of the signal 80 with a reflected portion or with a reflection 83 and with a transmitted portion or with a transmission 84.
  • the disturbance 81 of the signal causes a phase inversion 82.
  • FIG. 9 and FIG. 10 each show an arrangement of an electrical conductor 90 of a sensor.
  • the electrical conductor 90 is meandering.
  • the electrical conductor 90 runs in a spiral.
  • FIG. 11 shows a steering wheel 110, the surface of which is partially wetted by a sensor with an electrical conductor 90.
  • FIG. 12 shows a schematic illustration of the components of a sensor 120 according to an embodiment of the invention.
  • the sensor 120 comprises a signal source 121, a directional coupler 122, which couples the signal source 121 to an electrical conductor 123, two signal receivers 124 at each end of the electrical conductor 123, which are designed as AD converters, two evaluation units 125 at each end of the electrical conductor 123 and an electrical termination 126.

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Berührungs- und gestenempfindlicher Sensor mit einem elektrischen Leiter zur Übertragung von elektrischen Signalen, einer Signalquelle, welche den Leiter mit einem elektrischen Signal beaufschlagt, einem Signalempfänger, welcher das elektrische Signal empfängt und mit einem Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals in dem Leiter, wobei der Sensor eingerichtet ist, eine Störung des Signals in dem Leiter zu detektieren und zu lokalisieren.

Description

Sensor
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen berührungs- und gestenempfindlichen Sen sor.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die Erkennung von Annäherungen, Berührungen und Druck sowie Gesten ist ein weitreichendes Thema im Zusammenhang mit Mensch -Maschinen -Schnittstellen (Human Machine Interface, HMI). Stand der Technik sind verschiedene matrixbasier te Ansätze mit kapazitiven oder Widerstandsknotenpunkten. Weiterhin existieren ka pazitive und resistive T riangulationsansätze, welche die Berührpunkte einer Oberflä che durch einen Menschen detektieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen berührungs- und gestenempfindlichen Sensor zu schaffen, der Berührungen und Gesten auf bzw. in der Nähe von komplex geformten Oberflächen detektieren und lokalisieren kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Sensor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Demgemäß ist vorgesehen:
- ein Berührungs- und gestenempfindlicher Sensor mit einem elektrischen Leiter zur Übertragung von elektrischen Signalen, einer Signalquelle, welche den Leiter mit einem elektrischen Signal beaufschlagt, einem Signalempfänger, welcher das elektrische Signal empfängt und mit einem Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals in dem Leiter, wobei der Sensor eingerichtet ist, eine Störung des Signals in dem Leiter zu detektieren und zu lokalisieren.
Gesten sind menschliche Bewegungen von Körperteilen und dienen der zwischen menschlichen Kommunikation, der Kommunikation zwischen einem Menschen und einer Maschine oder religiösen Zwecken. Jede Körperhaltung und Körperbewegung kann dabei prinzipiell eine Geste darstellen, z.B. Hand- oder Kopfgesten. Gestener kennung ist die automatische Erkennung von durch Menschen ausgeführte Gesten mittels einer Recheneinheit.
Elektrische Signale können Pulse, Spannungssprünge, Sweeps, Chirps oder
Rauschsignale sein.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine Welle bzw. ein Signal ausbreitet. Für eine monochromatische Welle ist die Ausbreitungsge schwindigkeit identisch mit der Phasengeschwindigkeit, also mit der Geschwindigkeit, mit der sich ein Wellenberg bewegt. In dispersiven Medien (z. B. Licht in Materie) ist diese Phasengeschwindigkeit von der Frequenz der Welle abhängig. Betrachtet man eine sich ausbreitende Störung, also ein Wellenpaket, so ist dies aus vielen mono chromatischen Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen zusammengesetzt. Die Ge schwindigkeit, mit der sich ein solches Wellenpaket als Ganzes fortbewegt, also die Geschwindigkeit der Einhüllenden, ist die Gruppengeschwindigkeit. Für verlustbehaf tete Ausbreitungsmedien oder Medien mit nichtlinearer Dispersionsrelation kann sich die Form des Wellenpaketes ändern. Daher muss die Gruppengeschwindigkeit u n terschieden werden von der Frontgeschwindigkeit, mit der sich eine Wellenfront aus breitet. Die Signalgeschwindigkeit, mit der Information oder Energie übertragen wird, ist maximal so groß wie die Frontgeschwindigkeit.
Unter einer Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit wird in dieser Patentanmel dung verstanden, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Signals in dem Sen sor aufgrund von Mitteln zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit niedriger ist als in einem Leiter, der nicht von Mitteln zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwin digkeit beeinflusst wird. Die Permittivität e, auch dielektrische Leitfähigkeit genannt, gibt die Durchlässigkeit eines Materials für elektrische Felder an. Die Permittivität im Vakuum wird mit e0 an gegeben. Die Permittivität eines Stoffes wird als Produkt der Permittivität des Vaku ums mit der relativen Permittivität angegeben. Dementsprechend ist die relative Permittivität eines Mediums das dimensionslose Verhältnis seiner Permittivität zur Permittivität des Vakuums.
Die magnetische Permeabilität m bestimmt die Fähigkeit von Materialien, sich einem Magnetfeld anzu passen bzw. die Magnetisierung eines Materials in einem äußeren Magnetfeld. Es bestimmt daher die Durchlässigkeit von Materie für magnetische Fel der. Die Permeabilität m ist das Verhältnis der magnetischen Flussdichte zur magne tischen Feldstärke H. Die magnetische Feldkonstante m0 ist eine physikalische Kon stante und gibt die magnetische Permeabilität des Vakuums an. Die Permeabilitäts zahl ist das Verhältnis aus Permeabilität zur magnetischen Feldkonstante. Für das Vakuum ergibt sich folglich eine Permeabilitätszahl von eins.
Ein Resonator ist ein schwingfähiges System, dessen Komponenten auf eine oder mehrere bestimmte Frequenzen (Eigenfrequenzen) in der Art abgestimmt sind, dass der Resonator bei breitbandiger Anregung vorwiegend mit diesen Frequenzen schwingt.
Unter einer laufzeitbasierten Lokalisierung einer Störung eines Signals wird verstan den, dass aufgrund der Laufzeit der Störung ermittelt wird, an welchem Ort die Stö rung hervorgerufen wurde.
Ein künstliches neuronales Netzwerk (KNN, englisch artificial neural network - ANN) ist insbesondere ein in einem Rechenprogramm nachgebildetes Netzwerk aus ver netzten künstlichen Neuronen. Die künstlichen Neuronen sind dabei typischerweise auf verschiedenen Schichten (layers) angeordnet. Üblicherweise umfasst das künst liche neuronale Netzwerk eine Eingangsschicht und eine Ausgabeschicht (output layer), deren Neuronenausgabe als einzige des künstlichen neuronalen Netzwerks sichtbar wird. Zwischen der Eingangsschicht und der Ausgabeschicht liegende Schichten werden typischerweise als verdeckte Schichten (hidden layer) bezeichnet. Typischerweise wird zunächst eine Architektur bzw. Topologie eines künstlichen neu ronalen Netzwerks initiiert und dann in einer Trainingsphase für eine spezielle Aufga be oder für mehrere Aufgaben in einer T rainingsphase trainiert.
Mustererkennung (Pattern Recognition) ist die Fähigkeit, in einer Menge von Daten Regelmäßigkeiten, Wiederholungen, Ähnlichkeiten oder Gesetzmäßigkeiten zu er kennen.
Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, Annäherungen an einer Oberfläche und/oder Berührungen einer Oberfläche eines Benutzers aufgrund einer Störung ei nes signaldurchflossenen Leiters zu detektieren.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass Annäherungen bzw. Berührungen eines signaldurchflossenen Leiters ein in dem Leiter übertragenes Signal stören. Diese Störung ergibt sich aus der Änderung der Ausbreitungseigen schaften (Impedanz) einer Welle. Sie ist gegeben durch die Brechzahl n des Ausbreitungsmediums, welche als das Verhältnis der Ausbreitungsgeschwi n digkeit für das Medium cM relativ zu der im Vakuum c0 definiert ist. Sie kann auch durch die Wurzel des Produkts aus relativer Permeabilität mG und relati ver Permittivität er ausgedrückt werden :
Mit den I mpedanzen Zj :
welche nicht direkt mit den Ausbreitungsgeschwindigkeiten Zusammenhä n gen, ergibt sich für die Reflektion R:
und die Transmission T: wobei IH , IR und IT die Intensitäten der eingehenden, reflektierten und tran s- mittierten Welle bedeuten .
Bei einer Störung an einem Übergang zu einem Medium mit größerer Imp e danz als der des Kabels findet keine Phaseninversion, im umgekehrten Fall findet eine Phaseninversion (Sprung um -180°) statt.
Das gleiche System wie zuvor kann auch mit anderen Testsignalen, be i spielsweise Rauschen, angeregt werden. Dabei sind die gleichen physikal i schen Zusammenhänge wirksam.
Um eine Berührung bzw. Annäherung nicht nur zu detektieren, sondern auch zu lo kalisieren, ist es wesentlich, die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Signals in dem Leiter zu reduzieren, derart dass sich eine detektierte Störung räumlich in dem Leiter auflösen lässt. Hierfür sieht die Erfindung verschiedene kontinuierliche und diskrete Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit vor, die im Folgenden noch beschrieben werden.
Es versteht sich, dass der elektrische Leiter als Leiterpaar mit einem Hinleiter und mit einem Rückleiter ausgebildet sein kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass ledig lich ein elektrischer Leiter vorgesehen ist und ein Rückleiter durch die Umgebung gebildet wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Mittel zur Redukti on der Ausbreitungsgeschwindigkeit ein permittives Material mit einer relativen Per- mittivität größer als 1 , insbesondere größer als 8, auf. Dementsprechend kann vor gesehen sein, dass das permittive Material den elektrischen Leiter ummantelt. Es versteht sich, dass das permittive Material den elektrischen Leiter nicht unmittelbar bzw. direkt ummanteln muss, sondern dass auch weitere Zwischenschichten vorge- sehen sein können. In diesem Sinne spricht man auch von einer Beladung bzw. Be schichtung des Drahtes mit dem permittiven Material.
Als permittive Materialien eignen sich beispielsweise Tonerde mit einer relativen Permittivität von 9, Glycerin mit einer relativen Permittivität von 42,5, Wasser mit ei ner relativen Permittivität von in etwa 80, Bariumtitanat mit einer relativen Permittivi tät von 103 bis 104
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Mittel zur Redukti on der Ausbreitungsgeschwindigkeit ein permeables Material mit einer Permeabili tätszahl größer als 1 , insbesondere größer als 4, auf. Dementsprechend kann vorge sehen sein, dass das permeable Material den elektrischen Leiter ummantelt. Es ver steht sich, dass das permeable Material den elektrischen Leiter nicht unmittelbar bzw. direkt ummanteln muss, sondern dass auch weitere Zwischenschichten vorge sehen sein können. In diesem Sinne spricht man auch von einer Beladung bzw. Be schichtung des Drahtes mit dem permeablen Material.
Als permeable Materialien eignen sich beispielsweise Eisen mit einer Permeabilitäts zahl von 300 - 10 000, Ferrite mit einer Permeabilitätszahl von 4 - 15 000 oder Mumetall mit einer Permeabilitätszahl von 700 - 500 000.
Es versteht sich, dass die Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit sowohl ein permittives als auch ein permeables Material aufweisen können. Es versteht sich weiter, dass die Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit mehrteilig oder als Schichtaufbau ausgebildet sein können. Bezüglich denkbarer Kombinationsmöglichkeiten von permittiven und permeablen Materialien wird auf die Zeichnungen verwiesen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Mittel zur
Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit eine Schichtung aus dem permittiven Material und dem permeablen Material auf. Die Schichtung kann als Mantel, der den elektrischen Leiter ummantelt, ausgebildet sein. Alternativ kann die Schichtung auch einen Kern des elektrischen Leiters bilden. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter als Hohlleiter ausgebildet ist oder dass der elektrische Leiter die Schichtung anderweitig umgibt.
Bei ausreichend temperaturbeständigen Materialien lässt sich eine Schichtung zum Beispiel durch Schäumen hersteilen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Leiter bezüglich des permeablen Materials radial außen angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter auf das permeable Material aufgewickelt, aufgeflochten oder dergleichen ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass das permeable Material ein dielektrisches Material, also ein elektrisch nichtleitendes Material ist, oder dass zwischen dem permeablen Material und dem elektrischen Leiter ein Dielektrikum vorgesehen ist. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter als Draht ausgebildet ist, der das permeable Material umwickelt. Dementsprechend bildet das permeable Material einen Kern und der Draht eine Spule. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter als Geflecht oder Gewebe ausgebildet ist und das permeable Material umhüllt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umhüllt das permittive Material den Leiter. Die Umhüllung kann beispielsweise als Schlauch oder als Schaum, die auf den Leiter aufgebracht ist, ausgebildet sein.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das permittive Material den Leiter elektrisch von dem permeablen Material isoliert, also dass das permittive Material als dielektrische Zwischenschicht zwischen dem Leiter und dem permeablen Material ausgebildet ist.
Die vorstehend beschriebenen Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit reduzieren die Ausbreitungsgeschwindigkeit kontinuierlich, indem sie den Leiter auf einer bestimmten Länge umgeben.
Alternativ können auch diskrete Mittel zur Reduktion der
Ausbreitungsgeschwindigkeit vorgesehen sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Mittel zur
Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit mehrere Resonatoren auf.
Diesbezüglich kann vorgesehen sein, dass die Resonatoren entlang des elektrischen Leiters in einer Serien- oder Parallelschaltung angeordnet sind.
Ferner versteht es sich, dass diskrete Mittel zur Reduktion der
Ausbreitungsgeschwindigkeit auch mit kontinuierlichen Mitteln zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit kombiniert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor mäanderförmig und/oder spiralförmig ausgebildet, d. h. der elektrische Leiter verläuft mäanderförmig und/oder spiralförmig. Somit lässt sich eine Oberfläche mit beliebig engen oder weiten Mäandern bzw. Spiralen des Leiters bedecken. Zudem lässt sich somit ein Sensor auf einer beliebigen Oberfläche konturfolgend zu der Oberfläche aufbringen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Lokalisierung der Störung laufzeitbasiert. Dementsprechend lässt sich eine Störung anhand ihrer Laufzeit einer Position auf dem Leiter, an dem die Störung hervorgerufen wurde, zuordnen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Lokalisierung der Störung aufgrund statistischer Mittel, insbesondere aufgrund eines neuronalen Netzwerks. Bei einem ausreichend trainierten neuronalen Netzwerk lassen sich auch überlagerte Störstellen lokalisieren, ohne das Signal der überlagerten Störstellen zu entfalten.
Überlagerte Störstellen sind eine mathematische Faltung mehrerer Störungen.
Dementsprechend lässt sich ein überlagertes Störsignal auch lokalisieren, indem das Signal entfaltet wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Lokalisierung der Störung mittels einer Mustererkennung in dem Signal. Anschaulich gesprochen lässt sich ein elektrisches Signal auch ähnlich zu einem Bild auswerten und speichern, indem Daten zu dem Signal in einer Matrix mit Zeilen- und/oder Spalteneinträgen gespeichert werden. In einer Bilddatei entspricht dies den Daten eines Pixels. Die Matrix mit den Daten zu dem Signal lässt sich mittels einer Mustererkennung auswerten. Somit lassen sich auch Störungen lokalisieren.
Bei Mehrfachberührungen oder einer Kombination aus Berührungen und
Annäherungen kommt es zu einer Überlagerung von Störsignalen.
Dementsprechend versteht es sich, dass die Erfindung geeignet ist,
Mehrfachberührungen oder eine Kombination aus Berührungen und Annäherungen zu lokalisieren, indem die vorstehend beschriebenen Mittel geeignet sind überlagerte Störsignale zu lokalisieren.
Es versteht sich, dass Geräte mit einer Oberfläche, welche von einem Sensor, wir vorstehend beschrieben wurde, benetzt sind, wobei der Sensor eingerichtet ist, Berührungen des Geräts und Gesten in einer Umgebung des Geräts zu detektieren und zu lokalisieren, vorteilhaft ist. Dementsprechend ist der Sensor wir vorstehend beschrieben wurde geeignet beliebig geformte Oberflächen konturfolgend zu benetzen.
INHALTSANGABE DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figu ren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
Figur 1 eine schematische Skizze zum Wirkprinzip der Erfindung;
Figur 2 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform der
Erfindung;
Figur 3 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform der
Erfindung; Figur 4 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform der
Erfindung;
Figur 5 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 6 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 7 ein Ersatzschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 8 ein Diagramm zur Signalausbreitung in einem Leiter gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung;
Figur 9 eine Prinzipskizze einer Detailansicht gemäß einer Ausführungs form der Erfindung;
Figur 10 eine Prinzipskizze einer Detailansicht gemäß einer Ausführungs form der Erfindung;
Figur 11 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform der Erfindung; sowie
Figur 12 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform der Er findung.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsfor men der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzep ten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile er geben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. BESCHREIBUNG VON AUSFUHRUNGSBEISPIELEN
Figur 1 zeigt Äquipotenzialschnittlinien 1 durch Äquipotenzialflächen eines signal durchflossenen Leiters 2, wobei das Signal in einer ersten Detailansicht A der Figur 1 nicht gestört ist. Figur 1 zeigt eine zweite Detailansicht B, in der sich ein menschli ches Körperteil 4 dem signaldurchflossenen Leiter 2 annähert. Aufgrund der Annähe rung verändern sich die Äquipotenzialschnittlinien 3 durch Äquipotenzialflächen ge genüber der Detailansicht A.
Figur 2 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Sen sors 20. Der Sensor 20 umfasst eine Signalquelle (nicht dargestellt), ein Koppelele ment, beispielsweise einen Richtkoppler, (nicht dargestellt) einen Signalempfänger (nicht dargestellt), eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt) sowie einen elektrischen Leiter 21 und Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit 22. Die Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit umfassen ein permeables Material 23 und ein permittives Material 24. Die Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwin digkeit 22 umhüllen den elektrischen Leiter 21 , wobei das permeable Material 23 den elektrischen Leiter 21 unmittelbar umhüllt und das permittive Material 24 das perme able Material 23 umhüllt. In Figur 2 ist das permeable Material 23 ein elektrisch nicht- leitendes Material. Alternativ kann das permeable Material 23 elektrisch leitend sein, wenn zwischen dem permeablen Material 23 und dem elektrischen Leiter eine elekt rische Isolierung ausgebildet ist.
Figur 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Sen sors 30. Der Sensor 30 umfasst eine Signalquelle (nicht dargestellt), ein Koppelele ment, beispielsweise einen Richtkoppler, (nicht dargestellt) einen Signalempfänger (nicht dargestellt), eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt) sowie einen elektrischen Leiter 31 und Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit 32. Der elektri sche Leiter 31 ist als gewickelter Draht ausgebildet. Die Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit umfassen ein permeables Material 33 und ein permitti ves Material 34. Die Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit 32 umge ben den elektrischen Leiter 31 , wobei der elektrische Leiter um das permeable Mate rial 33 gewickelt ist und das permittive Material 34 den elektrischen Leiter 31 umhüllt bzw. ummantelt. In Figur 3 ist das permeable Material 33 ein elektrisch nichtleitendes Material. Alternativ kann das permeable Material 33 elektrisch leitend sein, wenn zwischen dem permeablen Material 33 und dem elektrischen Leiter eine elektrische Isolierung ausgebildet ist.
Figur 4 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Sen sors 40. Der Sensor 40 umfasst eine Signalquelle (nicht dargestellt), ein Koppelele ment, beispielsweise einen Richtkoppler, (nicht dargestellt) einen Signalempfänger (nicht dargestellt), eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt) sowie einen elektrischen Leiter 41 und Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit 42. Der elektri sche Leiter 41 ist als gewickelter Draht ausgebildet. Die Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit umfassen ein permeables Material 43 und ein permitti- ves Material 44. Die Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit 42 umge ben den elektrischen Leiter 41 , wobei der elektrische Leiter um das permeable Mate rial 43 gewickelt ist und das permittive Material 44 als elektrische Isolierung zwischen dem elektrischen Leiter 41 und dem permeablen Material 43 ausgebildet ist. In Figur 4 ist der elektrische Leiter 41 von dem permittiven Material 44 umspritzt, derart dass auch das permittive Material 44 um das permeable Material 43 gewickelt ist.
Die Figuren 5 und 6a, b zeigen jeweils eine diskrete Realisierung eines Sensors 50 bzw. 60 bzw. 65 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Sensor 50 bzw. der Sensor 60 bzw. der Sensor 65 umfasst eine Signalquelle (nicht dargestellt), ein Koppelelement, beispielsweise einen Richtkoppler, (nicht dargestellt) einen Signal empfänger (nicht dargestellt), eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt) sowie einen elektrischen Leiter 51 bzw. 61 und Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwin digkeit 52 bzw. 62.
Die diskreten Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit 52 umfassen mehrere Parallelresonatoren 53 die entlang des elektrischen Leiters 51 angeordnet sind. Die Resonatoren werden durch eine Kapazität 54 und durch eine Spule 53, die einen Schwingkreis bilden, gebildet. In Figur 6a umfassen die Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit 62 mehrere Serienresonatoren, die entlang des elektrischen Leiters 61 angeordnet sind. Die Resonatoren werden durch eine Kapazität 64 und durch eine Spule 63, die einen Schwingkreis bilden, gebildet.
Figur 6b zeigt eine alternative Anordnung der Resonatoren mit jeweils einer Spule 63 und einer Kapazität 62 entlang eines elektrischen Leiters 61.
Figur 7 zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild eines Sensors gemäß einer kontinuier lichen oder diskreten Realisierung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In dem Ersatzschaltbild ist ein Berührfinger 72 durch eine Kapazität 73 dargestellt. Dementsprechend verändert eine Berührung die Kapazität eines Leiters 71 im Be reich der Berührung. Die kontinuierlichen oder diskreten Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit lassen sich in dem Ersatzschaltbild durch Parallelre sonatoren 74 darstellen. Es versteht sich, dass sich das Ersatzschaltbild weiter ver einfachen lässt.
Figur 8 zeigt ein Diagramm zur Ausbreitung eines Signals 80 in mehreren Zeitschrit ten bzw. zur Gruppengeschwindigkeit 86 in einem elektrischen Leiter, der von einem menschlichen Körperteil berührt wird. In dem Bereich der Berührung 85 kommt es zu einer Störung 81 des Signals 80 mit einem reflektierten Anteil bzw. mit einer Reflexi on 83 und mit einem transmittierten Anteil bzw. mit einer Transmission 84. Die Stö rung 81 des Signals bewirkt eine Phasenumkehrung 82.
Figur 9 bzw. Figur 10 zeigt jeweils eine Anordnung eines elektrischen Leiters 90 ei nes Sensors. In Figur 9 verläuft der elektrische Leiter 90 mäanderförmig. In Figur 10 verläuft der elektrische Leiter 90 spiralförmig.
Figur 11 zeigt ein Lenkrad 110, dessen Oberfläche teilweise von einem Sensor mit einem elektrischen Leiter 90 benetzt ist.
Figur 12 zeigt eine schematische Darstellung der Komponenten eines Sensors 120 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Sensor 120 umfasst eine Signal- quelle 121 , einen Richtkoppler 122, der die Signalquelle 121 mit einer elektrischen Leiter 123 verkoppelt, zwei Signalempfänger 124 an jeweils einem Ende des elektri schen Leiters 123, die als AD-Wandler ausgebildet sind, zwei Auswerteeinheiten 125 an jeweils einem Ende des elektrischen Leiters 123 sowie einen elektrischen Ab schluss 126.
Bezuqszeichen Äquipotenzialschnittlinien
Leiter
Äquipotenzialschnittlinien
menschliches Körperteil Sensor
elektrischer Leiter
Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit permeables Material
permittives Material Sensor
elektrischer Leiter
Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit permeables Material
permittives Material Sensor
elektrischer Leiter
Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit permeables Material
permittives Material Sensor
elektrischer Leiter
Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit Resonator
Kapazität
Spule Sensor elektrischer Leiter
Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit
Spule
Kapazität
Sensor elektrischer Leiter
Berührfinger
Kapazität
Parallelresonator
Signal
Störung
Phasenumkehrung
Reflexion
Transmission
Bereich der Berührung
Gruppengeschwindigkeit elektrischer Leiter
Lenkrad
Sensor
Signalquelle
Richtkoppler
elektrischer Leiter
Signalempfänger
Auswerteeinheit
elektrischer Abschluss

Claims

Patentansprüche
1 . Berührungs- und gestenempfindlicher Sensor (20; 30; 40; 50; 60; 65; 120) mit einem elektrischen Leiter (21 ; 31 ; 41 ; 51 ; 61 ; 90; 123) zur Übertragung von elektri schen Signalen (80),
einer Signalquelle (121 ), welche den Leiter (21 ; 31 ; 41 ; 51 ; 61 ; 90; 123) mit einem elektrischen Signal (80) beaufschlagt,
einem Signalempfänger (124), welcher das elektrische Signal (80) empfängt und mit einem Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit (22; 32; 42; 52; 62) des Signals in dem Leiter (21 ; 31 ; 41 ; 51 ; 61 ; 90; 123), wobei der Sensor (20; 30; 40; 50; 60; 65; 120) eingerichtet ist, eine Störung (81 ) des Signals in dem Leiter (21 ; 31 ; 41 ; 51 ; 61 ; 90; 123) zu detektieren und zu lokalisieren.
2. Sensor (20; 30; 40; 120) nach Anspruch 1 , wobei das Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit (22; 32; 42) ein permittives Material (24; 34; 44) mit einer relativen Permittivität größer als eins, insbesondere größer als acht, aufweist.
3. Sensor (20; 30; 40; 120) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Mit tel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit (22; 32; 42) ein permeables Mate rial (23; 33; 43) mit einer Permeabilitätszahl größer als eins, insbesondere größer als vier, aufweist.
4. Sensor (20; 120) nach Anspruch 2 und 3, wobei das Mittel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit (22) eine Schichtung aus dem permittiven Material (24) und dem permeablen Material (23) aufweist.
5. Sensor (30; 40; 120) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Leiter (31 ; 41 ; 123) bezüglich des permeablen Materials (22; 33; 43) radial außen angeord net ist, insbesondere auf das permeable Material (22; 33; 43) aufgewickelt, aufge flochten oder dergleichen ist.
6. Sensor (20; 30; 40; 120) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das permittive Material (24; 34; 44) den Leiter (21 ; 31 ; 41 ; 123) umhüllt.
7. Sensor (40; 120) nach Anspruch 6, wobei das permittive Material (44) den Leiter (41 ; 123) elektrisch von dem permeablen Material (43
) isoliert.
8. Sensor (50; 60; 65; 120) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Mit tel zur Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit (52; 62) mehrere Resonatoren aufweist.
9. Sensor (50; 60; 120) nach Anspruch 8, wobei die Resonatoren in Serie und/oder parallelgeschaltet sind.
10. Sensor (20; 30; 40; 50; 60; 65; 120) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrische Leiter (90) mäanderförmig und/oder spiralförmig ausgebildet ist.
1 1 . Sensor (20; 30; 40; 50; 60; 65; 120) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lokalisierung der Störung (81 ) laufzeitbasiert erfolgt.
12. Sensor (20; 30; 40; 50; 60; 65; 120) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lokalisierung der Störung (81 ) aufgrund statistischer Mittel, insbesondere aufgrund eines neuronalen Netzwerks, erfolgt.
13. Sensor (20; 30; 40; 50; 60; 65; 120) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lokalisierung der Störung (81 ) mittels einer Mustererkennung in dem Sig nal (80) erfolgt.
14. Gerät, insbesondere Lenkrad (1 10), mit einer Oberfläche, welche von einem Sensor (20; 30; 40; 50; 60; 65; 1 20) nach einem der vorstehenden Ansprüche be netzt ist, wobei der Sensor (20; 30; 40; 50; 60; 65; 120) eingerichtet ist, Berührungen des Geräts und Gesten in einer Umgebung des Geräts zu detektieren.
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