WO2013182342A1 - Kapazitive sensoranordnung und berührungsempfindlicher bildschirm mit einer kapazitiven sensoranordnung - Google Patents

Kapazitive sensoranordnung und berührungsempfindlicher bildschirm mit einer kapazitiven sensoranordnung Download PDF

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WO2013182342A1
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capacitive
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touch
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Thomas Reinle
Manfred SÜSS
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Johnson Controls Automotive Electronics Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a capacitive sensor arrangement having at least one capacitive sensor and a coating applied to a front side of the at least one capacitive sensor.
  • the invention further relates to a touch-sensitive screen with at least one such capacitive sensor arrangement.
  • the touch-sensitive screens each comprise a display unit for displaying an image and a capacitive sensor arrangement for detecting touches of an operator.
  • the sensor arrangement is designed in such a way that upon contact with the latter, certain functions which are determined at predetermined positions and which are represented alphanumerically and symbolically at the same positions in the image are executed.
  • EP 1 81 1 364 A2 is a display device with
  • touch-sensitive surface which is a layer system for
  • the layer system is designed such that a capacitive and resistive readability is possible.
  • the layer system comprises a capacitive layer arrangement and a resistive
  • the capacitive sensor arrangement comprises at least one capacitive sensor and a coating applied to a front side of the at least one capacitive sensor. According to the invention comprises
  • Coating a multilayer layer structure which is formed of a plurality of layers arranged in layers and electrically connected in series capacitive layers.
  • the capacitive layers are directly on the front side of the capacitive
  • the capacitive layers each have the same individual electrical capacity.
  • the capacitive layers may also have a total capacity of the capacitive layers.
  • the capacitive layers of plastic and / or metal are formed and are thus characterized by a high
  • conductive layers and / or critical layers are separated by insulating layers to prevent diffusion or for other reasons. That's why all kinds of
  • Layers and a layer and layer structure can be used in arbitrary order, so that compared to a single-layer coating with higher Störkapaztician the reduced total capacity is achieved.
  • Under conductive layers are understood to be very thin metal layers or optically transparent metal layers. These have a low ohmic resistance and are electrically conductive. By diffusion, there is a risk that the conductive layers will change. This diffusion is avoided by the insulating layers.
  • critical layers are meant, for example, unstable layers, which oxidize in the presence of air. These are covered with insulating layers, can be stable and consistent
  • the capacitive layers are transparent, so that the capacitive sensor arrangement for
  • the capacitive layers are in particular formed as resist layers which are, for example, layers applied in a printing process.
  • the capacitive layers with a particularly small thickness and can be generated very easily with little effort. According to a possible development is between the capacitive
  • Layers each arranged an electrically insulating layer to electrically isolate the capacitive layers from each other and thus to minimize the individual capacitances of the layers and long term
  • the touch-sensitive screen according to the invention comprises at least one capacitive sensor arrangement according to the invention.
  • the input help can be an electrically conductive input pen or another special
  • Auxiliary for example, a prosthesis adapted to such operation.
  • the capacitive sensor arrangement is arranged on a front side or a rear side of a display unit.
  • the capacitive sensor arrangement is designed in particular in such a way that, when the sensor arrangement touches predetermined positions, specific functions are displayed which are displayed alphanumerically and symbolically on an image output by means of the display unit. This allows the multilayer
  • Figure 1 shows schematically a sectional view of a first
  • Figure 2 schematically a sectional view of a first embodiment of an inventive
  • touch-sensitive screen comprising a capacitive sensor arrangement according to FIG. 1,
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of a second one
  • FIG. 4 is a sectional view of a second embodiment of a touch-sensitive screen according to the invention, comprising a capacitive sensor arrangement according to Figure 3.
  • FIG. 1 shows a sectional representation of a first exemplary embodiment of a capacitive sensor arrangement 1 according to the invention, which comprises a capacitive sensor 2.
  • the capacitive sensor 2 can be any type of capacitive sensor 2, in particular a capacitive sensor 2, which changes its electrical capacitance when touched by a finger or an input aid. This change in the capacitance between a touched and a pristine state of the sensor 2 is used to control a program flow of a not shown, coupled with the capacitive sensor 2 technical device.
  • the capacitive sensor 2 is provided on a front side with a multi-layer coating 3, which consists of several capacitive
  • the capacitive layers 3.1 to 3.n each have a capacitive coupling to each other and are in several layers arranged one above the other, so that there is a series connection of capacitors.
  • the layers 3.1 to 3.n can be layers of any kind, which are formed from plastic and / or metal and, in one possible embodiment, are transparent.
  • the layers 3.1 to 3.n are electrically conductive and electrical connected in series with each other.
  • the layers 3.1 to 3.n also in this embodiment each have a capacitive coupling to one another and form a series circuit of capacitors arranged one above the other in a plurality of layers.
  • the layers 3.1 to 3.n paint layers.
  • the layers 3.1 to 3.n are applied, for example, in a printing process directly on the capacitive sensor 2 or in an embodiment not shown on a arranged on the front side of the capacitive sensor 2 carrier plate.
  • electrically insulating layers 11, 12 are additionally arranged between the layers 3.1 to 3.n.
  • Layers 3.1 to 3.n reduces an effective total capacitance Cges compared to a single-layer or single-layer structure of the coating 3 according to the following equation, wherein a reciprocal of the
  • the coating 3 is formed for example from two capacitive layers 3.1, 3.2, which each have the same individual capacitance C1, C2, then the resulting total capacitance Cges is only half of one of the individual capacitances C1, C2. This total capacity Cges acts as
  • the coating 3 is formed from three capacitive layers 3.1, 3.2, 3.3, which each have the same individual capacitance C1, C2, C3, then the resulting total capacitance Cges is only one third of one of the individual capacitances C1, C2, C3. Due to the thus achieved reduction of the interference capacity compared to a single-layer coating 3 by two thirds of the sensor 2 is a further improved measurement signal with larger
  • the coating 3 is formed from four capacitive layers 3.1 to 3.4, which each have the same individual capacitance C1 to C4, then the resulting total capacitance Cges is only a quarter of one of the individual capacitances C1 to C4. Due to the reduction in the interference capacity compared with a single-layer coating 3 achieved by three quarters, the sensor 2 is compared to the embodiment with three layers 3.1 to 3.3 further improved measurement signal with a larger signal change and higher resolution at a touch of the capacitive sensor 2 detected and thus the susceptibility of the sensor assembly 1 is further reduced. Another advantage arises from the multi-layered training of
  • the effective total capacitance Cges would be so great that detection of a touch of the capacitive sensor 2 would be insufficient or even impossible since the change of a useful signal of the capacitive sensor 2 between untouched state and touched state is very small and thus difficult to detect.
  • a reproducible would be
  • the ideal total capacitance Cges of the coating 3 is zero, so that an increase in the number of capacitive layers 3.1 to 3.n leads to a continuous increase in the change in the useful signal of the capacitive sensor 2 between the untouched state and the touched state, ie. H. one
  • Figure 2 shows a sectional view of a first embodiment of a touch-sensitive screen according to the invention 4.
  • Screen 4 comprises a display unit 5, which is designed for example as an LCD display.
  • a display unit 5 which is designed for example as an LCD display.
  • other types of LCD such as an LCD display.
  • Display units 5 may be provided. On a front side of the display unit 5, the capacitive sensor arrangement 1 according to FIG. 1 is arranged.
  • the sensor arrangement 1, ie the capacitive sensor 2 and its coating 3, are transparent, so that in particular by means of the display unit 5
  • the capacitive sensor arrangement 1 is at a rear side of
  • Display unit 5 is arranged. The information displayed is stored in a connected to the screen 4, not shown control unit
  • control commands When the sensor arrangement 1 is touched, the capacitance of the capacitive sensor 2 changes, wherein a position of the contact on the sensor arrangement 1 can be determined from the magnitude of the change. From the determined position, it is derived which position the operator has selected on the image displayed by means of the display unit 5, and a control command assigned to the information displayed at this position is executed. By means of the control command the program flow of not shown and coupled to the screen 4 technical device is controlled.
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of a second exemplary embodiment of the capacitive sensor arrangement 1 according to the invention, wherein in each case electrically insulating layers 11, 12 are additionally arranged between the layers 3.1 to 3.n. These allow a long-term minimization of the individual capacities C1 to Cn.
  • FIG. 4 shows a sectional view of a second exemplary embodiment of the touch-sensitive screen 4 according to the invention.
  • the capacitive sensor arrangement 1 according to FIG. 3 is arranged on a front side of the display unit 5. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Sensoranordnung (1) mit zumindest einem kapazitiven Sensor (2) und einer, auf einer Vorderseite des zumindest einen kapazitiven Sensors (2) aufgebrachten Beschichtung (3). Erfindungsgemäß umfasst die Beschichtung (3) einen mehrlagigen Schichtaufbau, welcher aus mehreren in Lagen angeordneten und elektrisch in Reihe geschalteten kapazitiven Schichten (3.1 bis 3.n) gebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen berührungsempfindlichen Bildschirm (4), umfassend zumindest eine solche kapazitive Sensoranordnung (1).

Description

Kapazitive Sensoranordnung und berührungsempfindlicher Bildschirm mit einer kapazitiven Sensoranordnung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine kapazitive Sensoranordnung mit zumindest einem kapazitiven Sensor und einer, auf einer Vorderseite des zumindest einen kapazitiven Sensors aufgebrachten Beschichtung.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen berührungsempfindlichen Bildschirm mit zumindest einer solchen kapazitiven Sensoranordnung.
Aus dem Stand der Technik sind allgemein berührungsempfindliche
Bildschirme bekannt, mittels welchen durch Berührung des Bildschirms ein Programmablauf eines technischen Gerätes steuerbar ist. Hierzu umfassen die berührungsempfindlichen Bildschirme jeweils eine Anzeigeeinheit zur Darstellung eines Bildes und eine kapazitive Sensoranordnung zur Erfassung von Berührungen eines Bedieners. Die Sensoranordnung ist derart ausgebildet, dass bei Berührungen dieser an vorgegebenen Positionen bestimmte, auf dem Bild alphanumerisch und symbolisch an den gleichen Positionen dargestellte Funktionen ausgeführt werden.
Aus der EP 1 81 1 364 A2 ist eine Anzeigevorrichtung mit
berührungssensibler Oberfläche bekannt, die ein Schichtsystem zur
Bestimmung der Position eines die Oberfläche der Anzeigevorrichtung berührenden oder kurz vor der Berührung stehenden Objekts, zum Beispiel eines Fingers, umfasst. Dabei ist das Schichtsystem derart ausgebildet, dass eine kapazitive und resistive Auswertbarkeit möglich ist. Hierzu umfasst das Schichtsystem eine kapazitive Schichtanordnung und eine resistive
Schichtanordnung, wobei die kapazitive Schichtanordnung eine leitfähige, als Kondensatorelektroden genutzte Schicht und eine, auf einer Vorderseite dieser Schicht angeordnete flexible Isolatorschicht umfasst.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte kapazitive Sensoranordnung und einen
berührungsempfindlichen Bildschirm mit einer solchen kapazitiven
Sensoranordnung anzugeben.
Hinsichtlich der kapazitiven Sensoranordnung wird die Aufgabe
erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des berührungsempfindlichen Bildschirms durch die im
Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
Die kapazitive Sensoranordnung umfasst zumindest einen kapazitiven Sensor und eine, auf einer Vorderseite des zumindest einen kapazitiven Sensors aufgebrachte Beschichtung. Erfindungsgemäß umfasst die
Beschichtung einen mehrlagigen Schichtaufbau, welcher aus mehreren in Lagen angeordneten und elektrisch in Reihe geschalteten kapazitiven Schichten gebildet ist.
Aufgrund dieses mehrlagigen Schichtaufbaus mit mehreren elektrisch in Reihe geschalteten kapazitiven Schichten wird eine gegenüber einer aus einer einzigen kapazitiven Schicht gebildeten einlagigen Beschichtung verringerte Gesamtkapazität der Beschichtung erzielt. Somit ist eine von der Beschichtung erzeugte, so genannte Störkapazität stark verringert. Hieraus ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise, dass eine signifikante Erhöhung einer Differenz eines Nutzsignals des kapazitiven Sensors zwischen unberührtem Sensor und berührten Sensor gegenüber der einlagigen Beschichtung erzielt wird. Somit sind der berührte Zustand und der unberührte Zustand sicher voneinander zu unterscheiden, so dass aufgrund robuster und gleichzeitig reproduzierbarer Messungen eine robuste, sichere und weniger störanfällige Auswertung realisierbar ist. Weiterhin wird ermöglicht, dass Materialien mit größerer Dicke und und/oder Werkstoffe mit speziellen Eigenschaften zwischen dem kapazitiven Sensor und einer Bedieneroberfläche anordbar sind.
Gemäß einer Ausgestaltung der kapazitiven Sensoranordnung sind die kapazitiven Schichten unmittelbar auf der Vorderseite des kapazitiven
Sensors oder auf einer auf der Vorderseite des kapazitiven Sensors angeordneten Trägerschicht aufgebracht. Diese Anordnung ist einfach erzeugbar.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die kapazitiven Schichten jeweils die gleiche elektrische Einzelkapazität auf. Somit ist eine
Gesamtkapazität der kapazitiven Schichten besonders einfach vorgebbar. In weiteren Ausgestaltungen können die kapazitiven Schichten auch
unterschiedliche Einzelkapazitäten aufweisen.
In einer Weiterbildung sind die kapazitiven Schichten aus Kunststoff und/oder Metall gebildet und zeichnen sich somit durch eine hohe
Widerstandsfähigkeit aus.
Gemäß einer Ausgestaltung werden leitende Schichten und/oder kritische Schichten zur Verhinderung von Diffusionen oder aus anderen Gründen durch isolierende Schichten getrennt. Deshalb können alle Arten von
Schichten und ein Lagen- und Schichtaufbau in frei wählbarer Reihenfolge verwendet werden, so dass gegenüber einer einlagigen Beschichtung mit höherer Störkapazität die verringerte Gesamtkapazität erreicht wird.
Unter leitenden Schichten werden dabei sehr dünne Metallschichten oder optisch transparente Metallschichten verstanden. Diese weisen einen niedrigen ohmschen Widerstand auf und sind elektrisch leitfähig ausgebildet. Durch Diffusion besteht das Risiko, dass sich die leitenden Schichten durch verändern. Diese Diffusion wird durch die isolierenden Schichten vermieden.
Unter kritischen Schichten werden beispielsweise instabile Schichten verstanden, welche in Gegenwart von Luft oxidieren. Sind diese mit den isolierenden Schichten bedeckt, können stabile und gleichbleibende
Eigenschaften realisiert werden und eine Alterung und Veränderung der kritischen Schichten können in Abhängigkeit der Zeit, insbesondere bei der Verwendung von zwei isolierenden Schichten, minimiert werden.
In einer möglichen Ausgestaltung sind die kapazitiven Schichten transparent ausgebildet sind, so dass sich die kapazitive Sensoranordnung zur
Verwendung in einem berührungsempfindlichen Bildschirm eignet. Ferner sind die kapazitiven Schichten insbesondere als Lackschichten ausgebildet, welche beispielsweise in einem Druckverfahren aufgebrachte Schichten sind. Hierdurch sind die kapazitiven Schichten mit besonders geringer Dicke und sehr einfach mit geringem Aufwand erzeugbar. Gemäß einer möglichen Weiterbildung ist zwischen den kapazitiven
Schichten jeweils eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet, um die kapazitiven Schichten elektrisch voneinander zu isolieren und somit die Einzelkapazitäten der Schichten zu minimieren und langfristig
sicherzustellen.
Der erfindungsgemäße berührungsempfindliche Bildschirm umfasst zumindest eine erfindungsgemäße kapazitive Sensoranordnung.
Aufgrund des mehrlagigen Schichtaufbaus der Beschichtung der kapazitiven Sensoranordnung und der daraus resultierenden verringerten Störkapazität sind Berührungen mit einem Finger oder einer Eingabehilfe sicher erfassbar, so dass eine robuste und störunanfällige Steuerung eines Programmablaufs eines mit dem berührungsempfindlichen Bildschirms gekoppelten
technischen Gerätes realisierbar ist. Bei der Eingabehilfe kann es sich um einen elektrisch leitfähigen Eingabestift oder ein anderes spezielles
Hilfsmittel, beispielsweise eine an eine solche Bedienung angepasste Prothese handeln.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die kapazitive Sensoranordnung an einer Vorderseite oder einer Rückseite einer Anzeigeeinheit angeordnet. Dabei ist die kapazitive Sensoranordnung insbesondere derart ausgebildet, dass bei Berührungen der Sensoranordnung an vorgegebenen Positionen bestimmte, auf einem mittels der Anzeigeeinheit ausgegebenen Bild alphanumerisch und symbolisch an den gleichen Positionen dargestellte Funktionen ausgeführt werden. Dabei ermöglicht der mehrlagige
Schichtaufbau vor der Anzeigeeinheit und einer mittels dieser realisierten Bedientafel die Realisierung eines so genannten Blackpaneleffekts, so dass optimale Kontrastergebnisse bei gleichzeitig minimalen Reflexionen an einer Bedieneroberfläche erzeugt werden können. Somit sind reflexionsmindernde Schichten und beliebige optische Effekte erzeugbar. Diese Vorteile sind dagegen mit einem einschichtigen Aufbau bei minimierter Störkapazität nicht oder nur mit sehr großem Aufwand realisierbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Figur 1 schematisch eine Schnittdarstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoranordnung, Figur 2 schematisch eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
berührungsempfindlichen Bildschirms, umfassend eine kapazitive Sensoranordnung gemäß Figur 1 ,
Figur 3 schematisch eine Schnittdarstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoranordnung, und Figur 4 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen berührungsempfindlichen Bildschirms, umfassend eine kapazitive Sensoranordnung gemäß Figur 3.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt in einer Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoranordnung 1 , welche einen kapazitiven Sensor 2 umfasst. Bei dem kapazitiven Sensor 2 kann es sich um jede Art eines kapazitiven Sensors 2 handeln, insbesondere um einen kapazitiven Sensor 2, welcher bei Berührung mit einem Finger oder einer Eingabehilfe seine elektrische Kapazität ändert. Diese Änderung der Kapazität zwischen einem berührten und einem unberührten Zustand des Sensors 2 wird dazu verwendet, einen Programmablauf eines nicht gezeigten, mit dem kapazitiven Sensor 2 gekoppelten technischen Gerätes zu steuern.
Der kapazitive Sensor 2 ist an einer Vorderseite mit einer mehrlagigen Beschichtung 3 versehen, welche aus mehreren kapazitiven
Schichten 3.1 bis 3.n gebildet ist. Die kapazitiven Schichten 3.1 bis 3.n weisen jeweils eine kapazitive Kopplung zueinander auf und sind in mehreren Lagen übereinander angeordnet, so dass sich eine Reihenschaltung von Kondensatoren ergibt. Bei den Schichten 3.1 bis 3.n kann es sich um Schichten jeglicher Art handeln, welche aus Kunststoff und/oder Metall gebildet und in einer möglichen Ausgestaltung transparent ausgebildet sind.
In einer möglichen Ausführungsform sind die Schichten 3.1 bis 3.n elektrisch leitfähig und elektrische miteinander in Reihe geschaltet. Somit weisen die Schichten 3.1 bis 3.n auch in dieser Ausführung jeweils eine kapazitive Kopplung zueinander auf und bilden in mehreren Lagen übereinander angeordnet eine Reihenschaltung von Kondensatoren.
In einer möglichen Ausführung sind die Schichten 3.1 bis 3.n Lackschichten. Die Schichten 3.1 bis 3.n sind beispielsweise in einem Druckverfahren direkt auf den kapazitiven Sensor 2 oder in einer nicht gezeigten Ausführung auf eine auf der Vorderseite des kapazitiven Sensors 2 angeordnete Trägerplatte aufgebracht.
In einem alternativen, in Figur 3 näher dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen den Schichten 3.1 bis 3.n zusätzlich jeweils elektrisch isolierende Schichten 11 , 12 angeordnet.
Aufgrund der elektrischen Reihenschaltung der kapazitiven
Schichten 3.1 bis 3.n reduziert sich eine wirksame Gesamtkapazität Cges gegenüber einem einschichtigen bzw. einlagigen Aufbau der Beschichtung 3 gemäß folgender Gleichung, wobei sich ein Kehrwert der
Gesamtkapazität Cges aus der Summe der Kehrwerte von
Einzelkapazitäten C1 bis Cn der kapazitiven Schichten 3.1 bis 3.n ergibt:
1 1 1 1
=— +— + ... +—
Cges Cl C2 Cn (1 ) Somit ist die resultierende Gesamtkapazität geringer als die größte
Einzelkapazität C1 bis Cn einer der kapazitiven Schichten 3.1 bis 3.n.
Ist die Beschichtung 3 beispielsweise aus zwei kapazitiven Schichten 3.1 , 3.2 gebildet, welche jeweils die gleiche Einzelkapazität C1 , C2 aufweisen, dann beträgt die resultierende Gesamtkapazität Cges lediglich die Hälfte einer der Einzelkapazitäten C1 , C2. Diese Gesamtkapazität Cges wirkt als
Störkapazität auf den kapazitiven Sensor 2. Aufgrund der Verringerung der Störkapazität gegenüber einer einlagigen Beschichtung 3 um die Hälfte ist vom Sensor 2 ein größeres Messsignal bei einer Berührung des kapazitiven Sensors 2 erfassbar. Dieses größere Messsignal ergibt sich durch eine größere Signaländerung mit höherer Auflösung zwischen berührtem und unberührtem Zustand des Sensors 2 und führt somit zu einer geringeren Störanfälligkeit der Sensoranordnung 1 .
Ist die Beschichtung 3 aus drei kapazitiven Schichten 3.1 , 3.2, 3.3 gebildet, welche jeweils die gleiche Einzelkapazität C1 , C2, C3 aufweisen, dann beträgt die resultierende Gesamtkapazität Cges nur noch ein Drittel einer der Einzelkapazitäten C1 , C2, C3. Aufgrund der damit erzielten Verringerung der Störkapazität gegenüber einer einlagigen Beschichtung 3 um zwei Drittel ist vom Sensor 2 ein weiter verbessertes Messsignal mit größerer
Signaländerung und höherer Auflösung bei einer Berührung des kapazitiven Sensors 2 erfassbar und somit ist die Störanfälligkeit der Sensoranordnung 1 weiter verringert.
Ist die Beschichtung 3 aus vier kapazitiven Schichten 3.1 bis 3.4 gebildet, welche jeweils die gleiche Einzelkapazität C1 bis C4 aufweisen, dann beträgt die resultierende Gesamtkapazität Cges nur noch ein Viertel einer der Einzelkapazitäten C1 bis C4. Aufgrund der damit erzielten Verringerung der Störkapazität gegenüber einer einlagigen Beschichtung 3 um drei Viertel ist vom Sensor 2 ein gegenüber der Ausführung mit drei Schichten 3.1 bis 3.3 weiter verbessertes Messsignal mit größerer Signaländerung und höherer Auflösung bei einer Berührung des kapazitiven Sensors 2 erfassbar und somit ist die Störanfälligkeit der Sensoranordnung 1 weiter verringert. Als weiterer Vorteil ergibt sich aus der mehrlagigen Ausbildung der
Beschichtung 3 mit mehreren kapazitiven Schichten 3.1 bis 3.n, dass eine Farbdeckung und eine Farbsättigung gegenüber der Ausführung mit einer einlagigen bzw. einschichtigen Ausbildung der Beschichtung 3 verbessert werden. Bei einer solchen einlagigen bzw. einschichtigen Ausbildung der Beschichtung 3 mit einer vergleichbar hohen Farbdeckung und Farbsättigung wäre die wirksame Gesamtkapazität Cges derart groß, dass eine Erfassung einer Berührung des kapazitiven Sensors 2 nur noch unzureichend oder gar nicht mehr möglich wäre, da die Änderung eines Nutzsignals des kapazitiven Sensors 2 zwischen unberührtem Zustand und berührtem Zustand sehr klein und somit nur schwer erfassbar ist. Somit wäre eine reproduzierbare
Messung und Auswertung nicht mehr möglich.
Die ideale Gesamtkapazität Cges der Beschichtung 3 ist Null, so dass eine Erhöhung der Anzahl der kapazitiven Schichten 3.1 bis 3.n zu einer stetigen Erhöhung der Änderung des Nutzsignals des kapazitiven Sensors 2 zwischen unberührtem Zustand und berührtem Zustand, d. h. einer
Signaländerung zwischen diesen Zuständen, zu einer stetigen Erhöhung der Auflösung und zu einer stetigen Reduzierung der Störanfälligkeit der
Sensoranordnung 1 führt.
Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen berührungsempfindlichen Bildschirms 4. Der
Bildschirm 4 umfasst eine Anzeigeeinheit 5, welche beispielsweise als LCD- Anzeige ausgebildet ist. Alternativ können auch andere Arten von
Anzeigeeinheiten 5 vorgesehen sein. Auf einer Vorderseite der Anzeigeeinheit 5 ist die kapazitive Sensoranordnung 1 gemäß Figur 1 angeordnet. Die Sensoranordnung 1 , d. h. der kapazitive Sensor 2 und dessen Beschichtung 3 sind transparent ausgebildet, so dass mittels der Anzeigeeinheit 5 insbesondere
alphanumerisch und/oder symbolisch dargestellte Informationen von einem Bediener erfassbar sind. In einer alternativen nicht gezeigten Ausgestaltung ist die kapazitive Sensoranordnung 1 an einer Rückseite der
Anzeigeeinheit 5 angeordnet. Den dargestellten Informationen sind in einer mit dem Bildschirm 4 verbundenen, nicht näher dargestellten Steuereinheit hinterlegte
Steuerbefehle zugeordnet. Bei einer Berührung der Sensoranordnung 1 ändert sich die Kapazität des kapazitiven Sensors 2, wobei aus der Größe der Änderung eine Position der Berührung auf der Sensoranordnung 1 ermittelbar ist. Aus der ermittelten Position wird abgeleitet, welche Position der Bediener auf dem mittels der Anzeigeeinheit 5 dargestellten Bild ausgewählt hat und ein der an dieser Position dargestellten Information zugeordneter Steuerbefehl wird ausgeführt. Mittels des Steuerbefehls wird der Programmablauf des nicht gezeigten und mit dem Bildschirm 4 gekoppelten technischen Gerätes gesteuert.
In Figur 3 ist eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoranordnung 1 dargestellt, wobei zwischen den Schichten 3.1 bis 3.n zusätzlich jeweils elektrisch isolierende Schichten 11 , 12 angeordnet sind. Diese ermöglichen eine langfristige Minimierung der Einzelkapazitäten C1 bis Cn.
Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen berührungsempfindlichen Bildschirms 4. Auf einer Vorderseite der Anzeigeeinheit 5 ist dabei die kapazitive Sensoranordnung 1 gemäß Figur 3 angeordnet. Bezugszeichenliste
1 Sensoranordnung 2 Sensor
3 Beschichtung
3.1 bis 3.n Schicht
4 Bildschirm
5 Anzeigeeinheit C1 bis Cn Einzelkapazität Cges Gesamtkapazität 11 , 12 Schicht

Claims

Patentansprüche
1 . Kapazitive Sensoranordnung (1 ) mit zumindest einem kapazitiven
Sensor (2) und einer, auf einer Vorderseite des zumindest einen kapazitiven Sensors (2) aufgebrachten Beschichtung (3),
dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3) einen mehrlagigen Schichtaufbau umfasst, welcher aus mehreren in Lagen angeordneten und elektrisch in Reihe geschalteten kapazitiven Schichten (3.1 bis 3.n) gebildet ist.
2. Kapazitive Sensoranordnung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiven Schichten (3.1 bis 3.n) unmittelbar auf der Vorderseite des kapazitiven Sensors (2) oder auf einer auf der Vorderseite des kapazitiven Sensors (2) angeordneten Trägerschicht aufgebracht sind.
3. Kapazitive Sensoranordnung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiven Schichten (3.1 bis 3.n) jeweils die gleiche elektrische Einzelkapazität (C1 bis Cn) aufweisen.
4. Kapazitive Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiven Schichten (3.1 bis 3.n) aus Kunststoff und/oder Metall gebildet sind.
5. Kapazitive Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiven Schichten (3.1 bis 3.n) transparent ausgebildet sind.
6. Kapazitive Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiven Schichten (3.1 bis 3.n) Lackschichten sind.
7. Kapazitive Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiven Schichten (3.1 bis 3.n) in einem Druckverfahren aufgebrachte Schichten sind.
8. Kapazitive Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den kapazitiven
Schichten (3.1 bis 3. n) jeweils eine elektrisch isolierende Schicht (11 , 12) angeordnet ist.
9. Kapazitive Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen leitenden Schichten und/oder kritischen Schichten jeweils zumindest eine isolierende Schicht angeordnet ist.
10. Berührungsempfindlicher Bildschirm (4), umfassend zumindest eine kapazitive Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
1 1 . Berührungsempfindlicher Bildschirm (4) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Sensoranordnung (1 ) an einer Vorderseite oder einer Rückseite einer Anzeigeeinheit (5) angeordnet ist.
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