DE102023117452A1

DE102023117452A1 - touch-screen input system and input procedure

Info

Publication number: DE102023117452A1
Application number: DE102023117452.5A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Lehner
Original assignee: Keba Ind Automation GmbH; Keba Industrial Automation GmbH
Current assignee: Keba Ind Automation GmbH; Keba Industrial Automation GmbH
Priority date: 2023-07-03
Filing date: 2023-07-03
Publication date: 2025-01-09
Also published as: WO2025007174A3; WO2025007174A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Touch-Screen-Eingabesystem, das an mindestens einer Position mindestens eine visuell wahrnehmbare Schaltfläche aufweist, umfassend ein aktives, induktives Eingabegerät, das dazu eingerichtet ist, ein elektromagnetisches Wechselfeld zu erzeugen, eine berührungsempfindliche Schicht, die dazu eingerichtet ist, Betätigungen des Touch-Screen-Eingabesystems durch das Eingabegerät und erste Positionsinformationen des Eingabegeräts zu erfassen, eine Leiterschleifenschicht, die dazu eingerichtet ist, das elektromagnetische Wechselfeld zu detektieren und durch Vergleich von Induktions-Signalstärken zweite Positionsinformationen des Eingabegeräts zu ermitteln, und eine Recheneinrichtung, die dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob die ersten Positionsinformationen, die zweiten Positionsinformationen und die Schaltflächenposition übereinstimmen, und falls ja, bei einer durch die berührungsempfindliche Schicht erfassten Betätigung die Schaltfläche auszulösen. Es wird weiterhin ein Eingabeverfahren und ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt.

The invention relates to a touch screen input system that has at least one visually perceptible button at at least one position, comprising an active, inductive input device that is designed to generate an alternating electromagnetic field, a touch-sensitive layer that is designed to detect actuations of the touch screen input system by the input device and first position information of the input device, a conductor loop layer that is designed to detect the alternating electromagnetic field and to determine second position information of the input device by comparing induction signal strengths, and a computing device that is designed to check whether the first position information, the second position information and the button position match and, if so, to trigger the button when actuated by the touch-sensitive layer. An input method and a computer program product are also provided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Touch-Screen-Eingabesystem und ein Eingabeverfahren dazu.The invention relates to a touch screen input system and an input method therefor.

Touch-Screen-Eingabesysteme, auch Touch-Screens genannt, sind Bildschirme, die auf Berührung durch beispielsweise Finger oder Eingabegeräte reagieren, und werden beispielsweise bei der Bedienung von Maschinen und Geräten verwendet, und dabei ist in verschiedenen Anwendungsfällen eine Sicherheit gewünscht oder sogar vorgeschrieben, um Gefahren von Personen abzuwenden, d.h. eine Verletzung auszuschließen. Um eine sichere Bedienung von Maschinen und Geräten gewährleisten zu können, muss verhindert werden, dass unbeabsichtigte Berührungen ungewollte Aktionen oder Vorgänge auslösen.Touch screen input systems, also called touch screens, are screens that respond to touch by fingers or input devices, for example, and are used, for example, in the operation of machines and devices. In various applications, safety is desired or even required in order to avert danger to people, i.e. to prevent injury. In order to ensure safe operation of machines and devices, it must be prevented that unintentional touches trigger unwanted actions or processes.

Vorläufer der modernen Touch-Screens waren Systeme, die auf Stiften basieren, die wenn sie auf eine Kathodenstrahlröhre gesetzt wurde, das vorhandene Signal verstärkte und ergänzte. Damit konnten auf Bildschirmen Zeichnungen dargestellt werden. Weiterentwicklungen ermöglichten es Fernschreibstifte von ihren mechanischen Verbindungen zu trennen, so dass durch die Übertragung auf einen Computer das, was ein Benutzer auf einem Bildschirm zeichnete, gespeichert werden konnte.The forerunners of modern touch screens were systems based on pens that, when placed on a cathode ray tube, amplified and supplemented the existing signal. This made it possible to display drawings on screens. Further developments made it possible to separate teletype pens from their mechanical connections so that what a user drew on a screen could be stored by transferring it to a computer.

Später wurden Touch-Screens entwickelt, die unabhängig vom Licht des Bildschirms funktionierten, da eine Matrix aus kollimierten, also parallel gerichtete, Lichtstrahlen verwendet wurden, die orthogonal über die Oberfläche des Touchscreens strahlten. Wurde ein Strahl durch einen Stift unterbrochen, konnten Photodetektoren, die kein Signal mehr empfangen, die Stelle der Unterbrechung, und so die Position des Stiftes bestimmen.Later, touch screens were developed that worked independently of the light from the screen, because they used a matrix of collimated, i.e. parallel, light beams that shone orthogonally across the surface of the touch screen. If a beam was interrupted by a pen, photodetectors that no longer received a signal could determine the point of interruption and thus the position of the pen.

Die nächsten Weiterentwicklungen waren fingergesteuerte Touch-Screens, die die Berührung des Touch-Screens mit einem Finger erfassen konnte, später dann auch sogenannte Multi-Touch-Screens, die mehrere Finger gleichzeitig erfassen konnten.The next developments were finger-controlled touch screens, which could detect the touch of the touch screen with one finger, and later also so-called multi-touch screens, which could detect several fingers at the same time.

Mit der Einführung von Multi-Touch-System verloren Eingabe Stifte, wie Touch-Stifte zunehmend an Bedeutung, jedoch führten die Vorteile der stiftähnlichen Bedienung später dazu, dass wieder vermehrt Stifte zur handschriftlichen Erfassung, zum Zeichnen und auch zum Bedienen von beispielsweise Schaltflächen eingesetzt wurden. Viele moderne High-End-Geräte wie beispielsweise Smartphones, Tablets und Laptops können auch mit Stiften gemachte Eingaben erfassen und darüber auch verschiedene Zusatzfunktionen realisieren. With the introduction of multi-touch systems, input pens such as touch pens became less important, but the advantages of pen-like operation later led to pens being used more frequently for handwriting, drawing and operating buttons, for example. Many modern high-end devices such as smartphones, tablets and laptops can also record inputs made with pens and also implement various additional functions.

Darüber hinaus werden Touch-Screens eingesetzt, um Maschinen zu bedienen, Informationen dazustellen, wie beispielsweise in Kaufhäusern oder Bahnhöfen, Transaktionen durchzuführen, wie beispielsweise an Geldautomaten oder Fahrkartenautomaten, oder auch für kombinierte Zwecke, wie beispielsweise in Fahrzeugen zur Kommunikation, Information und Steuerung.In addition, touch screens are used to operate machines, to display information, for example in department stores or train stations, to carry out transactions, for example at ATMs or ticket machines, or for combined purposes, such as in vehicles for communication, information and control.

In den vergangenen Jahren wurden vermehrt Hybrid-Touch Systeme vorgestellt, die sowohl Eingaben durch bloße Berührung durch einen Finger eines Benutzers, etwa zum Betätigen von Schaltflächen oder für Eingaben über grafisch auf einem unterlagerten Display dargestellten Tastaturen ermöglichen, als auch positionsgenaue feine Eingaben mittels eines Eingabestiftes. Diese Hybrid-Touch Systeme weisen resistive oder kapazitive Touch-Sensoren für die Erfassung von Berührungen mittels Finger als auch Leiterschleifenschichten für die Erfassung der Position induktiver Eingabestifte auf, wobei diese Eingabestifte bei geeigneter Ausgestaltung sowohl über die Leiterschleifenschicht als auch über den Touch-Sensor erfassbar sind. Solche Hybrid-Touch Systeme kommen beispielsweise bei hochpreisigen Tablet-Computern zum Einsatz.In recent years, hybrid touch systems have been increasingly introduced that allow inputs to be made by simply touching a user's finger, for example to operate buttons or for inputs via keyboards shown graphically on a subordinate display, as well as precise, fine inputs using a stylus. These hybrid touch systems have resistive or capacitive touch sensors for detecting touches using fingers, as well as conductor loop layers for detecting the position of inductive styluses, whereby these styluses can be detected both via the conductor loop layer and via the touch sensor if they are suitably designed. Such hybrid touch systems are used, for example, in high-priced tablet computers.

Bei der Anwendung solcher Hybrid-Touch Systeme hat sich bisher, soweit beide Sensoriken zeitgleich freigeschaltet sind und der Benutzer nicht eine der beiden Eingabemethoden manuell voreinstellen muss, vor allem das Problem ungewollter Berührungen der Touch-Fläche mit der Hand während der eigentlichen Eingabe mittels des Eingabestiftes ergeben.When using such hybrid touch systems, the main problem that has arisen so far, as long as both sensors are activated at the same time and the user does not have to manually preset one of the two input methods, is unwanted contact with the touch surface with the hand during the actual input using the stylus.

Die US 11,221,688 beschreibt ein Eingabegerät mit einem Stiftanzeigepositionsdetektor, der eine Stiftposition erkennt, die von einem von einem Benutzer auf einer Eingabeoberfläche gehaltenen elektronischen Stift angezeigt wird, einen Berührungspositionsdetektor, der eine vom Benutzer auf der Eingabeoberfläche berührte Berührungsposition erkennt.The US 11,221,688 describes an input device having a pen display position detector that detects a pen position indicated by an electronic pen held by a user on an input surface, a touch position detector that detects a touch position touched by the user on the input surface.

Die EP 2 631 749 beschreibt Ein Hybrid-Touchscreen-Gerät, das auf ein elektrisches Gerät angewendet wird, und ein Eingabeereignis durch eine direkte Berührung erkennt. Das Stift-Touchpanel erkennt eine Touch-Pen-Eingabe und ein Eingabeereignis anhand einer Eingabe in einen vorgegebenen Erkennungsabstand vor einer Berührung. Ein Eingabeereignis des Touch-Stifts und ein Eingabeereignis des Touchpanels werden unabhängig voneinander erkannt.The EP 2 631 749 describes A hybrid touch screen device that is applied to an electrical device and detects an input event by a direct touch. The pen touch panel detects a touch pen input and an input event by an input at a predetermined detection distance before a touch. A touch pen input event and a touch panel input event are detected independently.

EP 2 674 849 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung einer Berührungseingabe eines Terminals. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer Berührungsposition, wenn eine Berührungseingabe erfasst wird, und das Festlegen eines Teilbereichs eines Berührungsfelds, einschließlich der bestimmten Berührungsposition, als effektive Berührungsfläche des Berührungsfelds. Das Verfahren kann ferner bestimmen, ob es sich bei der Berührungseingabe um eine Stiftberührungseingabe handelt.EP 2 674 849 describes a method for controlling a touch input of a terminal. The method comprises determining a touch position when a touch input is detected and defining a portion of a touch pad, including the specific touch position as the effective touch area of the touch pad. The method may further determine whether the touch input is a pen touch input.

Im Bereich industrieller Maschinensteuerungen kommen herkömmliche Touch-Screens, die jedoch noch keine oben beschriebenen Hybrid-Merkmale aufweisen, mit kapazitivem oder resistivem Touch-Sensor seit vielen Jahren zum Einsatz und werden dort für flexible und intuitive Bedienkonzepte in Verbindung mit grafischen Schaubildern und Prozessdarstellungen genutzt. Abhängig von der Art der Maschine oder des Prozesses können von bestimmten Bedienhandlungen oder Einstellungen mitunter erhebliche potenzielle Gefahren insbesondere für Leben und Gesundheit von Menschen aber auch für Sachwerte ausgehen. Es ist daher durch geeignete Maßnahmen sicherzustellen, dass solche Bedienhandlungen nur bewusst, irrtumsfrei und nur von unterwiesenen und dazu befugten Personen ausgeführt werden. Zudem ist sicherzustellen, dass einzelne technische Defekte oder Störungen im Steuerungssystem und den damit verbundenen Bedieneinrichtungen nicht zur ungewollten Auslösung solcher Funktionen und somit zu einer Gefährdung von Personen führen können.In the field of industrial machine controls, conventional touch screens with capacitive or resistive touch sensors, which do not yet have the hybrid features described above, have been used for many years and are used there for flexible and intuitive operating concepts in conjunction with graphic diagrams and process representations. Depending on the type of machine or process, certain operating actions or settings can sometimes pose significant potential risks, particularly to people's lives and health, but also to property. Suitable measures must therefore be taken to ensure that such operating actions are only carried out consciously, without error and only by trained and authorized persons. In addition, it must be ensured that individual technical defects or malfunctions in the control system and the associated operating devices cannot lead to the unintentional triggering of such functions and thus endanger people.

Während bestimmte zeitunkritische Eingaben, etwa Parameteränderungen, durch Sicherheitsabfragen und zusätzliche Bestätigungen gegen unbewusste und unbefugte Veränderungen gesichert werden können, ist dies bei Funktionen mit unmittelbarem zeitlichem Zusammenhang zwischen Betätigung und Ausführung nicht praktikabel. Dies betrifft beispielsweise das Verfahren von Maschinenachsen oder Robotern nur solange und soweit ein befugter Benutzer ein zugeordnetes Bedienelement betätigt (sog. Hold-to-run Funktion). Das betrifft insbesondere Sonderbetriebszustände von Maschinen, bei denen andere Schutzmaßnahmen wie Schutztüren oder Umzäunungen vorübergehend geöffnet und damit außer Funktion gesetzt sind z.B. im Zuge von Einstell-, Rüst-, Reparatur- oder Wartungsarbeiten an Maschinen (z.B. bei Spritzgießmaschinen oder Werkzeugmaschinen).While certain non-time-critical inputs, such as parameter changes, can be secured against unconscious and unauthorized changes by means of security queries and additional confirmations, this is not practical for functions with a direct temporal connection between actuation and execution. This applies, for example, to the movement of machine axes or robots only as long as and to the extent that an authorized user operates an assigned control element (so-called hold-to-run function). This particularly applies to special operating states of machines in which other protective measures such as safety doors or fences are temporarily opened and thus rendered inoperable, e.g. during adjustment, set-up, repair or maintenance work on machines (e.g. injection molding machines or machine tools).

Bislang kommen im industriellen Umfeld für das zeitlich unmittelbare Auslösen potenziell gefahrbringender Funktionen und Bewegungen nur speziell sichere, insbesondere zweikreisig ausgeführte Schaltelemente und Steuerungskomponenten zum Einsatz, wobei die zugeordnete Maschinenfunktion jeweils nur dann ausgelöst wird, wenn beide Kreise (z.B. zwei Kontakte) übereinstimmend eine Betätigung signalisieren.To date, only specially safe switching elements and control components, particularly those with two circuits, have been used in industrial environments for the immediate triggering of potentially dangerous functions and movements, whereby the associated machine function is only triggered when both circuits (e.g. two contacts) signal an actuation at the same time.

Die Befugnis von Bedienpersonen wird beispielsweise durch Verwendung von Passwortabfragen oder Schlüsselschaltern überprüft.The authority of operators is checked, for example, by using password queries or key switches.

Nachteil der Lösungen aus dem Stand der Technik ist ein erheblicher zusätzlicher Platzbedarf für solche sicheren Bedienelemente, die damit verbundenen Kosten und die gleichzeitig fehlende Flexibilität bei der Anzahl, Positionierung oder Funktionszuordnung. Zudem ist die Befugnis einer Bedienperson nur über zusätzliche Abfragen oder durch Schlüsselschalter oder dergleichen überprüfbar, nicht aber unmittelbar im Zuge einer Bedienhandlung, so dass es nach einer positiven Überprüfung einer Zugriffsberechtigung einer Bedienperson und der Freischaltung bestimmter Funktionalitäten durchaus dazu kommen kann, dass in der Folge eine andere, unbefugte Person Bedienhandlungen vornimmt während z.B. die zuvor autorisierte Person das Bedienterminal zwischenzeitlich verlässt und Teile der Anlage oder Maschine inspiziert oder Arbeiten daran durchführt.The disadvantage of the state-of-the-art solutions is the considerable additional space required for such secure operating elements, the associated costs and the lack of flexibility in terms of number, positioning or function assignment. In addition, the authorization of an operator can only be checked via additional queries or by key switches or the like, but not directly during an operating action, so that after a positive check of an operator's access authorization and the activation of certain functionalities, it may well happen that another, unauthorized person subsequently carries out operating actions while, for example, the previously authorized person leaves the operating terminal in the meantime and inspects parts of the system or machine or carries out work on it.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und die Sicherheit von Touch-Screens zu verbessern, und ein flexibles Touch-Eingabesystem für die Ausführung gefährlicher beziehungsweise sicherheitskritischer Maschinenfunktionen mit verbesserter Sicherheit gegen äußere Störeinflüsse, technische Defekte und unbefugte sowie ungewollte Bedienhandlungen zu schaffen.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to improve the safety of touch screens, and to create a flexible touch input system for the execution of dangerous or safety-critical machine functions with improved safety against external interference, technical defects and unauthorized and unwanted operating actions.

Es wird ein Touch-Screen-Eingabesystem, ein Eingabeverfahren für ein Touch-Screen-Eingabesystem und ein Computerprogramprodukt bereitgestellt.A touch screen input system, an input method for a touch screen input system, and a computer program product are provided.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen.The object of the invention is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous further developments can be found in the dependent claims.

Gelöst wird diese Aufgabe insbesondere durch Verwendung eines Eingabesystems mit zumindest zwei unabhängig wirksamen Sensorsystemen, also mit Hybrid-Touch-Merkmalen, zum im Wesentlichen gleichzeitigen und unabhängigen Erfassen der Position eines Touch-Stiftes auf einer Eingabefläche, dem Überprüfen der jeweilig erfassten Position auf Übereinstimmung mit der Fläche eines auf der Eingabefläche definierten Bedienelementes durch eine Recheneinheit und dem Auslösen einer dem Bedienelement steuerungstechnisch zugeordneten Maschinenfunktion durch die Recheneinheit.This object is achieved in particular by using an input system with at least two independently effective sensor systems, i.e. with hybrid touch features, for essentially simultaneous and independent detection of the position of a touch pen on an input surface, checking the respectively detected position for agreement with the surface of an operating element defined on the input surface by a computing unit and triggering a machine function assigned to the operating element in terms of control technology by the computing unit.

Durch die Verwendung zweier technologisch diversitär ausgeführter Sensorsysteme für die Erfassung der Betätigung und der Eingabeposition ist sichergestellt, dass eine fehlerhafte Betätigung oder Positionserfassung etwa durch einen einzelnen technischen Defekt, durch Verschmutzung, durch Nässe oder durch elektromagnetische Störeinflüsse oder auch durch bloß ungewollte Berührung mit der Hand nicht durch beide Sensorsysteme und nicht in gleicher Weise erfolgt und durch eine Plausibilisierung der Ergebnisse beider Sensoriken eine ungewollte Auslösung der Funktion sicher vermieden wird.The use of two technologically diverse sensor systems for detecting the actuation and the input position ensures that incorrect actuation or position detection, for example due to a single technical defect, contamination, moisture or electromagnetic interference or Even if the hand is merely touched unintentionally, this is not done by both sensor systems and not in the same way, and an unintentional activation of the function is reliably avoided by checking the plausibility of the results of both sensors.

Zudem erfordert die Auslösung potenziell kritischer Maschinenfunktionen die Verwendung eines Touch Stiftes, wohingegen am selben Bedienterminal unkritische Einstellungen oder Zustandsabfragen beispielsweise auch ohne Touch-Stift und unter alleiniger Verwendung des herkömmlichen Touch-Sensors vorgenommen werden können, so dass dem Touch Stift und seiner Zuordnung zu einer befugten Bedienperson bereits in dieser einfachen Form eine gewisse Funktion als Schlüssel zukommt.In addition, the activation of potentially critical machine functions requires the use of a touch pen, whereas non-critical settings or status queries can be made on the same operating terminal, for example, without a touch pen and using only the conventional touch sensor, so that the touch pen and its assignment to an authorized operator already have a certain function as a key in this simple form.

Ein weiterer Vorteil der zwingenden Verwendung des Touch-Stiftes für sicherheitskritische Maschinenbefehle liegt darin, dass für den Benutzer eindeutig ist, welche von gegebenenfalls mehreren dargestellten Schaltflächen er mit der Spitze des Stiftes auswählt und damit aktiviert. Die bloße Berührung einer solchen Schaltfläche mit einem Finger oder dem Handballen kann einerseits entweder ignoriert werden oder kann fallweise auch dazu genutzt werden, den Benutzer auf die zwingende Verwendung eines Touch-Stiftes hinzuweisen. In dem Fall würde die Betätigung von Schaltflächen registriert und nichtkritische Funktionen hinter den entsprechenden Schaltflächen werden auch ausgeführt, sicherheitskritische Funktionen jedoch werden nicht ausgeführt, und der Bediener darauf hingewiesen, dass eine solche kritische Funktion nur durch einen, ggf. gesondert berechtigten, Touch-Stift erlaubt ist.Another advantage of the mandatory use of the touch pen for safety-critical machine commands is that it is clear to the user which of several displayed buttons he selects with the tip of the pen and thus activates. Simply touching such a button with a finger or the palm of the hand can either be ignored or, in some cases, can also be used to inform the user that a touch pen is mandatory. In this case, the actuation of buttons would be registered and non-critical functions behind the corresponding buttons would also be carried out, but safety-critical functions would not be carried out, and the operator would be informed that such a critical function is only permitted with a touch pen, possibly with special authorization.

Weiterhin ist bei der Benutzung eines nicht autorisierten oder autorisierenden Touch-Stiftes ein entsprechender Hinweis denkbar, der den Bediener darauf hinweist, dass der Bediener mit dem verwendeten Eingabegerät die beabsichtigte Funktion nicht ausführen kann.Furthermore, when using an unauthorized or authorizing touch pen, a corresponding notice is conceivable, informing the operator that the operator cannot perform the intended function with the input device used.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der induktive Touch Stift dem von ihm erzeugten bzw. beeinflussten Magnetfeld eine den jeweiligen Stift identifizierende und von der Leiterschleifenschicht erfassbare Codierung aufmoduliert, was den Touch-Stift von anderen, ansonsten baugleichen Stiften technisch unterscheidbar macht und somit die Funktionalität als Schlüssel zur Überprüfung der Befugnis einer Bedienperson noch erheblich erweitert bzw. im industriellen Umfeld eine selektivere Zuteilung von Befugnissen an einzelne Benutzer ermöglicht.An advantageous further development provides that the inductive touch pen modulates a code that identifies the respective pen and can be detected by the conductor loop layer onto the magnetic field it generates or influences, which makes the touch pen technically distinguishable from other, otherwise identical pens and thus significantly expands the functionality as a key for checking the authorization of an operator or, in an industrial environment, enables a more selective allocation of authorizations to individual users.

Für einige Einsatzzwecke ist eine besondere Sicherheit bei der Eingabe gewünscht oder erforderlich. Die vorliegende Erfindung kann hierbei über eine sichere Touch-Eingabe zusätzliche Schaltelemente reduzieren und/oder zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten und Funktionen realisieren.For some applications, a particular level of security during input is desired or required. The present invention can reduce additional switching elements and/or realize additional application possibilities and functions by means of secure touch input.

In folgenden werden die Ausführungsformen der Erfindung dargelegt, wobei darauf hingewiesen wird, dass die Ausführungsformen in aller Regel sowohl das System als auch die alternativen Implementierungsformen (Verfahren, Computerprogrammprodukt, etc.) betreffen können.In the following, the embodiments of the invention are set out, whereby it is pointed out that the embodiments can generally relate both to the system and to the alternative implementation forms (method, computer program product, etc.).

In einem ersten Aspekt, gemäß einer ersten Ausführungsform, wird ein Touch-Screen-Eingabesystem bereitgestellt, das an mindestens einer Position mindestens eine visuell wahrnehmbare Schaltfläche aufweist. Das Touch-Screen-Eingabesystem umfasst ein aktives, induktives Eingabegerät, das dazu eingerichtet ist, ein elektromagnetisches Wechselfeld zu erzeugen, eine berührungsempfindliche Schicht, die dazu eingerichtet ist, Betätigungen des Touch-Screen-Eingabesystems durch das Eingabegerät und erste Positionsinformationen des Eingabegeräts zu erfassen, eine Leiterschleifenschicht, die dazu eingerichtet ist, das elektromagnetische Wechselfeld zu detektieren und durch Vergleich von Induktions-Signalstärken zweite Positionsinformationen des Eingabegeräts zu ermitteln und eine Recheneinrichtung, die dazu eingerichtet ist zu überprüfen, ob die ersten Positionsinformationen, die zweiten Positionsinformationen und die Schaltflächenposition übereinstimmen und falls ja, bei einer durch die berührungsempfindliche Schicht erfassten Betätigung die Schaltfläche auszulösen.In a first aspect, according to a first embodiment, a touch screen input system is provided which has at least one visually perceptible button at at least one position. The touch screen input system comprises an active, inductive input device which is designed to generate an alternating electromagnetic field, a touch-sensitive layer which is designed to detect actuations of the touch screen input system by the input device and first position information of the input device, a conductor loop layer which is designed to detect the alternating electromagnetic field and to determine second position information of the input device by comparing induction signal strengths, and a computing device which is designed to check whether the first position information, the second position information and the button position match and, if so, to trigger the button when actuated by the touch-sensitive layer.

Eine Übereinstimmung in Sinne dieses Dokuments muss keine exakte Übereinstimmung sein, sondern kann toleranzbehaftet sein, das heißt, dass beispielsweise für die Betätigung einer Schaltfläche ein vorbestimmbarer Randbereich einer Schaltfläche auch zur Betätigung führt. Ein Übereinstimmen der Positionen wird demnach auch bei Abweichungen der jeweils verglichenen Koordinaten bzw. Bereiche in technisch bedingtem Ausmaß festgestellt. Dabei handelt es sich insbesondere um Abweichungen, die in der Größenordnung der Erfassungsgenauigkeit liegen, also beispielsweise wenige Millimeter betragen oder die kleiner sind als die Zwischenräume zweier benachbarter Schaltflächen.A match within the meaning of this document does not have to be an exact match, but can be subject to tolerance, i.e., for example, when a button is pressed, a predeterminable edge area of a button also leads to the button being pressed. A match in positions is therefore also determined if there are deviations in the coordinates or areas being compared to a technical extent. This particularly concerns deviations that are in the order of magnitude of the detection accuracy, for example a few millimeters or that are smaller than the gaps between two adjacent buttons.

Vorteilhaft ist hierbei, dass die Schaltfläche nur dann ausgelöst wird, wenn die Position des Eingabegeräts durch zwei Systeme übereinstimmend ermittelt wurde. Dadurch kann die Schaltfläche nicht zufällig ausgelöst werden, durch beispielsweise einen aufgelegten Handballen oder dadurch, dass mit einem Körperteil an das Touch-Screen-Eingabegerät gestoßen wurde. Darüber hinaus kann damit eine dreifache Bestätigung ermöglicht werden, da die beiden ermittelten Positionen mit der bekannten Position der Schaltfläche übereinstimmen müssen.The advantage here is that the button is only triggered if the position of the input device has been determined by two systems in agreement. This means that the button cannot be triggered accidentally, for example by the palm of the hand being placed on the screen or by a part of the body hitting the touch screen input device. In addition, this enables triple confirmation, since the two determined positions must match the known position of the button.

In einer weiteren Ausführungsform, hat hierbei jede der mindestens einen Schaltfläche jeweils eine feste Position auf dem Touch-Screen-Eingabesystem.In a further embodiment, each of the at least one button has a fixed position on the touch screen input system.

Die feste Positionierung von Schaltflächen ermöglicht es sicherheitsrelevante Funktionen an Stellen anzubringen, die seltener zufällig berührt werden, z. B. im oberen Touch-Screen-Bereich.The fixed positioning of buttons makes it possible to place safety-relevant functions in places that are less likely to be touched accidentally, for example in the upper touch screen area.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Eingabegerät weiterhin dazu eingerichtet, zusätzliche Eingabegerätinformationen auf das elektromagnetische Wechselfeld aufzumodulieren. Die Recheneinrichtung ist dann weiterhin dazu eingerichtet, aus dem detektierten elektromagnetischen Wechselfeld die zusätzlichen Eingabegerätinformationen zu ermitteln und die Betätigung der Schaltfläche nur dann auszulösen, wenn die zusätzlichen Eingabegerätinformationen Kriterien, die für die Schaltfläche hinterlegt sind, erfüllen.In a further embodiment, the input device is further configured to modulate additional input device information onto the alternating electromagnetic field. The computing device is then further configured to determine the additional input device information from the detected alternating electromagnetic field and to trigger the actuation of the button only if the additional input device information meets criteria stored for the button.

Das hat den Vorteil, dass Eingabegeräten beispielsweise eine Berechtigung zugeteilt werden kann, und somit bestimmte Funktionen nur von berechtigten Eingabegeräten ausgeführt werden können.This has the advantage that, for example, input devices can be assigned an authorization, meaning that certain functions can only be performed by authorized input devices.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Eingabegerät eine Druckerfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Druck zu erfassen, mit dem das Eingabegerät auf das Touch-Screen-Eingabesystem gedrückt wird, und die zusätzlichen Eingabegerätinformationen den erfassten Druck umfassen. Das Eingabegerät kann auch alternativ oder zusätzlich einen Fingerabdruckleser und die zusätzlichen Eingabegerätinformationen einen gelesenen Fingerabdruck umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das das Eingabegerät eine Identifikationsinformation gespeichert haben, und die zusätzlichen Eingabegerätinformationen die Identifikationsinformation umfassen.In a further embodiment, the input device comprises a pressure detection device which is designed to detect the pressure with which the input device is pressed onto the touch screen input system, and the additional input device information comprises the detected pressure. The input device can also alternatively or additionally comprise a fingerprint reader and the additional input device information can comprise a read fingerprint. Alternatively or additionally, the input device can have stored identification information and the additional input device information can comprise the identification information.

In einer weiteren Ausführungsform ist die berührungsempfindliche Schicht weiterhin dazu eingerichtet, direkte Betätigungen des Touch-Screen-Eingabesystems durch einen Bediener und dritte Positionsinformationen der direkten Betätigung zu erfassen, und die Recheneinrichtung ist weiterhin dazu eingerichtet für eine erste Gruppe von Schaltflächen, die nur durch ein Eingabegerät auszulösen sind, einen Hinweis auszugeben, die die Notwendigkeit eines Eingabegerätes anzeigt; und für eine zweite Gruppe von Schaltflächen, die auch ohne Eingabegerät auszulösen sind, zu überprüfen, ob die dritten Positionsinformationen und die Schaltflächenposition übereinstimmen, und falls ja, bei einer durch die berührungsempfindliche Schicht erfassten direkten Betätigung die Schaltfläche auszulösen.In a further embodiment, the touch-sensitive layer is further configured to detect direct actuations of the touch screen input system by an operator and third position information of the direct actuation, and the computing device is further configured to output a notice indicating the need for an input device for a first group of buttons that can only be triggered by an input device; and for a second group of buttons that can also be triggered without an input device, to check whether the third position information and the button position match, and if so, to trigger the button in the event of a direct actuation detected by the touch-sensitive layer.

Dadurch kann vorteilhafterweise ein gemischter Eingabemodus (sog. Mixed-Mode) realisiert werden, in der beispielsweise Schaltflächen einer ersten Gruppe, die dann beispielsweise sicherheitskritische Operation auslösen können, nur durch die Verwendung eines Eingabegerätes betätigt werden können. Dadurch kann zusätzliche Sicherheit geschaffen werden, da das Risiko einer unbeabsichtigten Betätigung durch den Bediener reduziert werden kann. Die Schaltflächen einer zweiten Gruppe, die dann beispielsweise nichtkritische Aktionen auslösen können, wie beispielsweise Menüsteuerungs-Schaltflächen oder Schaltflächen, die die Anzeige beeinflussen, können dagegen ohne Eingabegerät ausgelöst werden. Die Bezeichnung „direkte Betätigung“ meint hierbei eine Betätigung durch den Bediener ohne Eingabegerät, und kann sich auf Berührungen mit einem oder mehreren Fingern, einem Handballen, einem Unterarm, einem Ellbogen, oder anderen Körperteilen beziehen.This makes it possible to advantageously implement a mixed input mode (so-called mixed mode), in which, for example, buttons in a first group, which can then trigger safety-critical operations, for example, can only be activated using an input device. This can create additional safety, as the risk of unintentional activation by the operator can be reduced. The buttons in a second group, which can then trigger non-critical actions, such as menu control buttons or buttons that influence the display, can, however, be activated without an input device. The term "direct activation" here means activation by the operator without an input device, and can refer to touches with one or more fingers, the palm of a hand, a forearm, an elbow, or other parts of the body.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst eines der für die Schaltfläche hinterlegten Kriterien eine Identifikationsinformation eines vorbestimmten Eingabegerätes aus einer Menge mehrerer gleichartiger Eingabegeräte, wobei die Identifikationsinformation des vorbestimmten Eingabegerätes durch einen Benutzer unter Verwendung des bestimmten Eingabegerätes in den hinterlegten Kriterien registriert ist.In a further embodiment, one of the criteria stored for the button comprises identification information of a predetermined input device from a set of several similar input devices, wherein the identification information of the predetermined input device is registered in the stored criteria by a user using the specific input device.

Dadurch, dass ein Eingabegerät erst genutzt werden kann, wenn es mit einer zusätzlichen Registrierung aktiviert wurde, kann ein verlorenes Eingabegerät einfach ersetzt werden, und eine Vertauschung von Eingabegeräten kann keine nachteiligen Folgen haben. Außerdem befähigt ein verlorenes oder entwendetes Eingabegerät keinen unberechtigten Dritten zur Bedienung des Systems.Because an input device can only be used once it has been activated with an additional registration, a lost input device can be easily replaced and mixing up input devices cannot have any negative consequences. In addition, a lost or stolen input device does not enable an unauthorized third party to operate the system.

Dies sind vorteilhafte Weiterbildungen, die im weiteren Verlauf der Beschreibung erläutert werden.These are advantageous further developments, which will be explained in the further course of the description.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Eingabeverfahren für ein Touch-Screen-Eingabesystem beschrieben, wobei das Verfahren ein Erfassen einer Betätigung des Touch-Screen-Eingabesystems mit dem Eingabegerät durch die berührungsempfindliche Schicht, ein Erfassen der ersten Positionsinformationen des Eingabegeräts durch die berührungsempfindliche Schicht, ein Detektieren des elektromagnetischen Wechselfeldes, durch die Leiterschleifenschicht, und ein Ermitteln der zweiten Positionsinformationen des Eingabegeräts, durch die Leiterschleifenschicht, durch Vergleich von Induktions-Signalstärken, ein Überprüfen, durch die Recheneinrichtung, ob die ersten Positionsinformationen, die zweiten Positionsinformationen und die Schaltflächenposition übereinstimmen, und bei Übereinstimmung, ein Auslösen der Schaltfläche bei erfasster Betätigung des Touch-Screen-Eingabesystems umfasst.According to a further aspect of the invention, an input method for a touch screen input system is described, wherein the method comprises detecting an actuation of the touch screen input system with the input device by the touch-sensitive layer, detecting the first position information of the input device by the touch-sensitive layer, detecting the electromagnetic alternating field by the conductor loop layer, and determining the second position information of the input device by the conductor loop layer by comparing induction signal strengths, checking by the computing device whether the first position information, the second position information and the button position match, and if they match, triggering the button when the touch screen input system is activated.

Vorteilhaft ist hierbei ebenfalls, dass die Schaltfläche nur dann ausgelöst wird, wenn die Position des Eingabegeräts durch zwei Systeme übereinstimmend ermittelt wurde. Dadurch kann die Schaltfläche nicht zufällig ausgelöst werden, durch beispielsweise einen aufgelegten Handballen oder dadurch, dass mit einem Körperteil an das Touch-Screen-Eingabegerät gestoßen wurde. Darüber hinaus kann damit eine dreifache Bestätigung ermöglicht werden, da die beiden ermittelten Positionen mit der bekannten Position der Schaltfläche übereinstimmen müssen.Another advantage here is that the button is only triggered if the position of the input device has been determined by two systems in agreement. This means that the button cannot be triggered accidentally, for example by the palm of the hand being placed on the screen or by a part of the body hitting the touch screen input device. In addition, this enables triple confirmation, since the two determined positions must match the known position of the button.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Eingabeverfahren weiterhin ein Aufmodulieren, durch das Eingabegerät, von zusätzlichen Eingabegerätinformationen auf das elektromagnetische Wechselfeld, und ein Ermitteln, durch die Recheneinrichtung, der zusätzlichen Eingabegerätinformationen aus dem erfassten elektromagnetischen Wechselfeld, wobei das Auslösen der Schaltfläche nur dann erfolgt, wenn die zusätzlichen Eingabegerätinformationen Kriterien, die für die Schaltfläche hinterlegt sind, erfüllen.In a further embodiment, the input method further comprises modulating, by the input device, additional input device information onto the alternating electromagnetic field, and determining, by the computing device, the additional input device information from the detected alternating electromagnetic field, wherein the button is only triggered if the additional input device information meets criteria stored for the button.

Das hat ebenfalls den Vorteil, dass Eingabegeräten beispielsweise eine Berechtigung zugeteilt werden kann, und somit bestimmte Funktionen nur von berechtigten Eingabegeräten ausgeführt werden können.This also has the advantage that, for example, input devices can be assigned an authorization, meaning that certain functions can only be carried out by authorized input devices.

In einer weiteren Ausführungsform umfassen die zusätzlichen Eingabegerätinformationen den Druck, mit dem das Eingabegerät auf das Touch-Screen-Eingabesystem gedrückt wird, einen Fingerabdruck und/oder Identifikationsinformation des Eingabegeräts umfassen. In a further embodiment, the additional input device information includes the pressure with which the input device is pressed onto the touch screen input system, a fingerprint and/or identification information of the input device.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Erfassen einer direkten Betätigung des Touch-Screen-Eingabesystems durch einen Bediener durch die berührungsempfindliche Schicht, ein Erfassen von dritten Positionsinformationen der direkten Betätigung durch die berührungsempfindliche Schicht. Für eine erste Gruppe von Schaltflächen, die nur durch ein Eingabegerät auszulösen sind, wird dann ein Hinweis ausgegeben, der die Notwendigkeit eines Eingabegerätes zur Betätigung anzeigt, und für eine zweite Gruppe von Schaltflächen, die auch ohne Eingabegerät auszulösen sind, umfasst das Verfahren ein Überprüfen, durch die Recheneinrichtung, ob die dritten Positionsinformationen die Schaltflächenposition übereinstimmen, und bei Übereinstimmung, ein Auslösen der Schaltfläche bei erfasster direkter Betätigung des Touch-Screen-Eingabesystems.In a further embodiment, the method further comprises detecting a direct actuation of the touch screen input system by an operator through the touch-sensitive layer, detecting third position information of the direct actuation through the touch-sensitive layer. For a first group of buttons that can only be triggered by an input device, a note is then issued indicating the need for an input device for actuation, and for a second group of buttons that can also be triggered without an input device, the method comprises checking, by the computing device, whether the third position information matches the button position, and if they match, triggering the button when direct actuation of the touch screen input system is detected.

Diese vorteilhaften Weiterbildungen, werden im weiteren Verlauf der Beschreibung erläutert.These advantageous further developments will be explained in the further course of the description.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt beschrieben, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuereinrichtung eines Touch-Screen-Eingabesystems ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte eines zuvor beschriebenen Eingabeverfahrens auszuführen, wenn das Programmprodukt auf der Steuereinrichtung ausgeführt wird.According to a further aspect of the invention, a computer program product is described which can be loaded directly into a memory of a programmable control device of a touch screen input system, with program code means for carrying out all steps of a previously described input method when the program product is executed on the control device.

Die Ausführungsformen zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind. Insbesondere können der Merkmale des Systems auch in einem Verfahren umgesetzt werden und umgekehrt.The embodiments show possible variants, whereby the invention is not limited to the specifically illustrated variants, but rather combinations of the individual variants with each other are also possible. In particular, the features of the system can also be implemented in a method and vice versa.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

1 ein Touch-Screen-Eingabesystem gemäß beispielhafter Ausführungsformen,
2 ein beispielhaftes Eingabegerät des Touch-Screen-Eingabesystems, und
3 ein schematisches Flussdiagramm gemäß beispielhafter Ausführungsformen.

For a better understanding of the invention, it is explained in more detail using the following figures. They each show in a highly simplified, schematic representation:

1 a touch screen input system according to exemplary embodiments,
2 an exemplary input device of the touch screen input system, and
3 a schematic flow diagram according to exemplary embodiments.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.By way of introduction, it should be noted that in the variously described embodiments, identical parts are provided with identical reference symbols or identical component designations, whereby the disclosures contained in the entire description apply analogously to identical parts with identical same reference symbols or the same component designations. The position information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc., also refers to the figure directly described and shown, and if the position changes, these position information must be transferred to the new position accordingly.

Gegenüber bekannten Systemen kann eine höhere Sicherheit beispielsweise über eine zweikanalige Architektur realisiert werden.Compared to known systems, higher security can be achieved, for example, via a two-channel architecture.

Steuerungsarchitekturen wurden durch die Norm DIN EN 954-1 in Kategorien eingeteilt, die die Einstufung der sicherheitsbezogenen Teile einer Steuerung bezüglich ihres Widerstands gegen Fehler und ihres nachfolgenden Verhaltens bei einem Fehler beschreibt. Es waren fünf Steuerungskategorien definiert, (B, 1, 2, 3, 4), bei denen Kategorie 3 und 4 zweikanalige Architekturen betraf.Control architectures were divided into categories by the DIN EN 954-1 standard, which describes the classification of the safety-related parts of a control system with regard to their resistance to faults and their subsequent behaviour in the event of a fault. Five control categories were defined (B, 1, 2, 3, 4), with categories 3 and 4 relating to two-channel architectures.

Seit 2009 wurden die Kategorien durch Performancelevel abgelöst, die in DIN EN ISO 13849-1 festgelegt sind. Die Performancelevel, PL, sind mit den Buchstaben a bis e gekennzeichnet, und definieren die Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls je Stunde, beispielsweise PL d: 1/1.000.000 bis 1/10.000.000. Durch die hier vorgeschlagene Lösung kann ein PL d oder e erreicht werden.Since 2009, the categories have been replaced by performance levels, which are DIN EN ISO 13849-1 The performance levels, PL, are marked with the letters a to e and define the probability of a dangerous failure per hour, for example PL d: 1/1,000,000 to 1/10,000,000. The solution proposed here can achieve a PL d or e.

1 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines Touch-Screen-Eingabesystems 1 in schematischer Darstellung. Es umfasst eine berührungsempfindliche Schicht 5, eine Leiterschleifenschicht 6, und visuell wahrnehmbare Schaltflächen 2, von denen beispielhaft auf jeder Schicht drei abgebildet sind. 1 shows an exemplary structure of a touch screen input system 1 in a schematic representation. It comprises a touch-sensitive layer 5, a conductor loop layer 6, and visually perceptible buttons 2, of which three are shown on each layer as an example.

Die berührungsempfindliche Schicht 5 kann ein resistives System, ein oberflächenkapazitives System, ein projiziert-kapazitives System, ein induktives System, ein wellen- oder schallwellen-gesteuertes System (engl. Surface Acoustic Wave, SAW), ein optisches System, z.B. mit einem Infrarotlicht-Gitter, oder ein Dispersive-Signal-Technology-System umfassen.The touch-sensitive layer 5 can comprise a resistive system, a surface capacitive system, a projected capacitive system, an inductive system, a wave- or sound-wave-controlled system (Surface Acoustic Wave, SAW), an optical system, e.g. with an infrared light grid, or a dispersive signal technology system.

Die eigentliche Anzeige der Schaltflächen kann hierbei durch eine herkömmliche Anzeige erfolgen, die mit der berührungsempfindlichen Schicht 5 als integrierte Schicht ausgestaltet sein kann. Alternativ kann die berührungsempfindliche Schicht 5 lediglich eine durchsichtige Schicht sein, und eine Anzeigeschicht zwischen der berührungsempfindlichen Schicht 5 und der Leiterschleifenschicht 6 angeordnet sein.The actual display of the buttons can be done by a conventional display, which can be designed as an integrated layer with the touch-sensitive layer 5. Alternatively, the touch-sensitive layer 5 can only be a transparent layer, and a display layer can be arranged between the touch-sensitive layer 5 and the conductor loop layer 6.

Die Anzahl der Schaltflächen 2 ist beliebig wählbar und vom Einsatzzweck und den Ausgestaltungsmöglichkeiten abhängig. Es ist denkbar, dass nur eine Schaltfläche 2 (z.B. Maschinenstart oder Schaltflächen zum Öffnen oder Schließen einer Spritzgussform) über die zweite Schicht abgesichert wird, es ist auch denkbar, dass eine komplette Tastatur mit bis zu 100 oder mehr Schaltflächen umgesetzt wird. Ein Beispiel mit zwei Schaltflächen 2 wären Schaltflächen 2 zum Verfahren von Maschinenachsen oder dergleichen, bei denen beide, also mit einer UND-Verknüpfung verschaltete, Kreise betätigt werden müssen. Nicht alle Schaltflächen des Touch-Screens müssen über die zweite Schicht gesichert sein. Es ist denkbar, dass einige Schaltflächen nur über die berührungsempfindliche Schicht 5 oder nur über die Leiterschleifenschicht 6 ausgelöst werden können.The number of buttons 2 can be freely selected and depends on the intended use and the design options. It is conceivable that only one button 2 (e.g. machine start or buttons for opening or closing an injection mold) is protected by the second layer; it is also conceivable that a complete keyboard with up to 100 or more buttons is implemented. An example with two buttons 2 would be buttons 2 for moving machine axes or the like, where both circuits, i.e. those connected with an AND link, must be activated. Not all buttons on the touch screen have to be protected by the second layer. It is conceivable that some buttons can only be triggered by the touch-sensitive layer 5 or only by the conductor loop layer 6.

Das System 1 umfasst weiterhin ein induktives Eingabegerät 3, das in 1 beispielhaft als Stift dargestellt ist. Das induktive Eingabegerät 3 kann ein elektromagnetisches Wechselfeld 4 erzeugen, das von der Leiterschleifenschicht 6 erfasst werden kann. Das Wechselfeld 4 wird in 1 durch gestrichelte Kreissegmente angedeutet, die eine wellenartige Ausbreitung symbolisieren sollen.The system 1 further comprises an inductive input device 3, which 1 shown as a pen. The inductive input device 3 can generate an electromagnetic alternating field 4, which can be detected by the conductor loop layer 6. The alternating field 4 is 1 indicated by dashed circle segments, which are intended to symbolize a wave-like spread.

2 zeigt das Eingabegerät 3 nochmals, mit den optionalen Komponenten Druckerfassungseinrichtung 8 und Fingerabdruckleser 9. Die Position dieser optionalen Komponenten ist ebenfalls nur schematisch. Beispielsweise kann der Fingerabdruckleser 9 so angebracht sein, dass bei Benutzung des Eingabegeräts 3 als Stift, der Fingerabdruck des Benutzers durch den Fingerabdruckleser 9 ausgelesen werden kann. Alternativ kann der Fingerabdruckleser 9 auch an einer Stelle angebracht werden, die bei der Benutzung nicht berührt wird, so dass beispielsweise das Eingabegerät 3 vor der Benutzung durch einen Fingerabdruck entsperrt werden muss. Gleiches gilt für die Druckerfassungseinrichtung 8. Diese kann in der Nähe der Spitze, d.h. dem Teil, der zum Berühren des Touch-Screens verwendet wird, liegen und den Druck, mit dem die Spitze auf den Touch-Screen aufgepresst wird, erfassen. Alternativ kann die Druckerfassungseinrichtung 8 auch an anderer Stelle des Eingabegeräts 3 angebracht werden, je nachdem wie der Aufbau des Eingabegeräts 3 ausgestaltet ist. Eine anders gestaltete Druckerfassungseinrichtung kann auch dazu dienen einen vom Benutzer auf das Eingabegerät 3 ausgeübten Druck zu erfassen, und so eine gewollte Betätigung einer Schaltfläche 2 zu bestätigen. 2 shows the input device 3 again, with the optional components pressure detection device 8 and fingerprint reader 9. The position of these optional components is also only schematic. For example, the fingerprint reader 9 can be attached in such a way that when the input device 3 is used as a pen, the user's fingerprint can be read by the fingerprint reader 9. Alternatively, the fingerprint reader 9 can also be attached in a place that is not touched during use, so that, for example, the input device 3 must be unlocked with a fingerprint before use. The same applies to the pressure detection device 8. This can be located near the tip, i.e. the part that is used to touch the touch screen, and can detect the pressure with which the tip is pressed onto the touch screen. Alternatively, the pressure detection device 8 can also be attached elsewhere on the input device 3, depending on how the structure of the input device 3 is designed. A differently designed pressure detection device can also be used to detect a pressure exerted by the user on the input device 3 and thus to confirm an intentional actuation of a button 2.

Das Eingabegerät 3 kann beispielsweise ein Handschuh sein, mit dem der Touch-Screen bedient wird.The input device 3 can, for example, be a glove with which the touch screen is operated.

Für die Induktionsfunktion des Eingabegeräts 3 wird Energie benötigt. Das Eingabegerät kann diese Energie über ein Kabel beziehen, oder einen eingebauten oder wechselbaren Energiespeicher (beispielsweise Akku oder Batterie) aufweisen. Der Energiespeicher kann wiederaufladbar sein, und beispielsweise durch eine Induktionsladevorrichtung geladen werden. Diese Induktionsladevorrichtung kann beispielsweise in oder an einer Lagerungseinrichtung verbaut sein, in oder an der das Eingabegerät 3 während der Nichtbenutzung aufbewahrt wird. Das Eingabegerät 3 kann auch direkt durch Induktion Energie zugeführt werden, die es beispielsweise aus einer im Touch-Screen-Eingabesystem 1 verbauten Induktionsspule erhält.Energy is required for the induction function of the input device 3. The input device can obtain this energy via a cable or have a built-in or replaceable energy storage device (e.g. rechargeable battery or battery). The energy storage device can be rechargeable and can be charged, for example, by an induction charging device. This induction charging device can be installed, for example, in or on a storage device in or on which the input device 3 is kept when not in use. The input device 3 can also be supplied with energy directly by induction, which it receives, for example, from an induction coil installed in the touch screen input system 1.

Unabhängig von der Art der Energiezufuhr, kann das Eingabegerät 3 eine Sicherungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Draht oder ein Kabel umfassen, mit dem es an einer bestimmten Stelle festgemacht ist oder festgemacht werden kann. Damit kann sichergestellt werden, dass das Eingabegerät 3 nicht verloren geht.Regardless of the type of energy supply, the input device 3 can comprise a securing device, such as a wire or a cable, with which it is or can be secured to a specific location. This can ensure that the input device 3 is not lost.

Das System 1 umfasst außerdem eine Recheneinrichtung 7. Die Recheneinrichtung 7 kann hierbei im Bildschirm-Teil des Systems 1 verbaut sein, die Recheneinrichtung 7 kann aber auch ein eigenständiger Rechner sein, dem die Signale aus den Komponenten des Systems, die den Bildschirm darstellen zugeleitet werden. Die Recheneinrichtung 7 kann aber auch den Teil einer zu bedienenden Maschine bezeichnen, die eine Steuerungsfunktion, also der Controller, für die Maschine ausführt.The system 1 also includes a computing device 7. The computing device 7 can be installed in the screen part of the system 1, but the computing device 7 can also be an independent computer to which the signals from the components of the system that display the screen are fed. The computing device 7 can also refer to the part of a machine to be operated that carries out a control function, i.e. the controller, for the machine.

Die berührungsempfindliche Schicht 5 und die Leiterschleifenschicht 6 sind in 1 zur bessern Verständlichkeit versetzt voneinander dargestellt, diese liegen aber in der Regel deckungsgleich übereinander. Die berührungsempfindliche Schicht 5 liegt hierbei oberhalb, d.h. näher zur bedienenden Person, der Leiterschleifenschicht 6.The touch-sensitive layer 5 and the conductor loop layer 6 are in 1 For better understanding, they are shown offset from each other, but they are usually positioned one above the other. The touch-sensitive layer 5 is located above, ie closer to the person operating it, the conductor loop layer 6.

Es ist jedoch auch denkbar, dass die Leiterschleifenschicht 6 nur einen Teil der berührungsempfindlichen Schicht 5 bedeckt, um nur den der Leiterschleifenschicht 6 entsprechenden Teil der berührungsempfindlichen Schicht 5 durch eine zweite Positionierung des Eingabegeräts 3 abzusichern.However, it is also conceivable that the conductor loop layer 6 covers only a part of the touch-sensitive layer 5 in order to secure only the part of the touch-sensitive layer 5 corresponding to the conductor loop layer 6 by a second positioning of the input device 3.

3 zeigt ein schematisches Flussdiagramm anhand dessen nun das Touch-Screen-Eingabesystem 1 und das Eingabeverfahren 100 dafür beschrieben werden. Optionale Merkmale sind gestrichelt dargestellt. 3 shows a schematic flow chart based on which the touch screen input system 1 and the input method 100 therefor are now described. Optional features are shown in dashed lines.

Zuerst wird in Schritt 110 eine Betätigung des Touch-Screen-Eingabesystems 1 mit dem Eingabegerät 3 durch die berührungsempfindliche Schicht 5 erfasst. Wie bereits beschrieben kann die berührungsempfindliche Schicht 5 gemäß einem bekannten Funktionsprinzip aufgebaut sein. Die berührungsempfindliche Schicht 5 erfasst in Schritt 120 weiterhin erste Positionsinformationen des Eingabegeräts 3, also die Stelle, an der das Eingabegerät 3 die berührungsempfindliche Schicht 5 berührt.First, in step 110, an actuation of the touch screen input system 1 with the input device 3 is detected by the touch-sensitive layer 5. As already described, the touch-sensitive layer 5 can be constructed according to a known functional principle. In step 120, the touch-sensitive layer 5 also detects first position information of the input device 3, i.e. the location at which the input device 3 touches the touch-sensitive layer 5.

In Schritt 130 detektiert die Leiterschleifenschicht 6 das elektromagnetische Wechselfeld 4 des Eingabegeräts 3 und ermittelt zweite Positionsinformationen des Eingabegeräts 3, Vergleichen von Induktions-Signalstärken. Hierbei werden von der Leiterschleifenschicht 6 Induktions-Signalstärken an den einzelnen Leiterschleifen der Leiterschleifenschicht 6 gemessen, und durch den Vergleich die Position des Eingabegeräts 3 bestimmt.In step 130, the conductor loop layer 6 detects the alternating electromagnetic field 4 of the input device 3 and determines second position information of the input device 3 by comparing induction signal strengths. In this case, the conductor loop layer 6 measures induction signal strengths at the individual conductor loops of the conductor loop layer 6 and determines the position of the input device 3 by comparing them.

Es ist anzumerken, dass die Schritt 110, 120 und 130 in beliebiger Reihenfolge und sogar zeitgleich ablaufen können.It should be noted that steps 110, 120 and 130 can occur in any order and even simultaneously.

Im nächsten Schritt 140, überprüft die Recheneinrichtung 7, ob die ersten Positionsinformationen, die zweiten Positionsinformationen und die Schaltflächenposition übereinstimmen. Hierbei werden die ersten Positionsinformationen von der berührungsempfindlichen Schicht 5 erhalten, die zweiten Positionsinformationen von der Leiterschleifenschicht 6, und die Schaltflächenposition von der Einheit, die die Darstellung der Schaltflächen 2 auf der Anzeigeschicht oder der berührungsempfindlichen Schicht 5 mit Anzeigefunktion ansteuert.In the next step 140, the computing device 7 checks whether the first position information, the second position information and the button position match. Here, the first position information is obtained from the touch-sensitive layer 5, the second position information from the conductor loop layer 6, and the button position from the unit that controls the representation of the buttons 2 on the display layer or the touch-sensitive layer 5 with display function.

Es ist anzumerken, dass die Übereinstimmung der Positionen mit einer gewissen Toleranz erfolgen kann, um Messungenauigkeiten auszugleichen. Die Toleranz kann in Abhängigkeit der verwendeten Bauteile, des verwendeten Eingabegeräts 3, der Größe der Schaltflächen 2 und/oder Erfahrungswerten eingestellt werden.It should be noted that the positions can be aligned with a certain tolerance in order to compensate for measurement inaccuracies. The tolerance can be set depending on the components used, the input device 3 used, the size of the buttons 2 and/or empirical values.

Stimmen die drei Positionen überein, so erfolgt in Schritt 150 ein Auslösen der Schaltfläche bei erfasster Betätigung des Touch-Screen-Eingabesystems 1. Mit Auslösen der Schaltfläche 2 wird hierbei das Übermitteln der mit der Schalfläche 2 verknüpften Funktion oder des Befehls an die entsprechende Gegenstelle. Wird also das Touch-Screen-Eingabesystem 1 betätigt, d.h. durch das Eingabegerät 3 berührt, und kann die Berührungsposition, die durch die ersten Positionsinformationen angezeigt wird, zweifach verifiziert werden, d.h. durch die zweiten Positionsinformationen und die bekannte Schaltflächenposition, so wird die Funktion oder der Befehl, die/der mit der berührten Schaltfläche 2 verknüpft ist, auch ausgelöst.If the three positions match, the button is triggered in step 150 when the touch screen input system 1 is activated. When button 2 is activated, the function or command linked to button 2 is transmitted to the corresponding counterpart. If the touch screen input system 1 is activated, i.e. touched by the input device 3, and the touch position indicated by the first position information can be verified twice, i.e. by the second position information and the known button position, the function or command linked to the touched button 2 is also triggered.

Optional können eine oder mehrere der Schaltflächen jeweils eine feste Position auf dem Touch-Screen-Eingabesystem haben. Diese Schaltfläche können dann auch beispielsweise aufgedruckt werden, oder durch Aufkleber markiert werden, so dass im Falle des Versagens der Anzeigeeinrichtung oder -funktion eine Schaltfläche 2 trotzdem gefunden und betätigt werden kann. Dies kann auch ein Einbrennen verhindern, denn während normale Schaltflächen in gewissen zeitlichen Abständen an anderen Positionen dargestellt werden können, um ein Einbrennen zu verhindern, ist dies möglicherweise bei sicherheitsrelevanten Funktionen nicht möglich oder erlaubt.Optionally, one or more of the buttons can each have a fixed position on the touch screen input system. These buttons can then also be printed on, for example, or marked with stickers, so that in the event of a failure of the display device or function, a button 2 can still be found and pressed. This can also prevent burn-in, because while normal buttons can be displayed at different positions at certain time intervals to prevent burn-in, this may not be possible or permitted for safety-relevant functions.

Das Eingabegerät kann optional in einem Schritt 105, der vor dem Schritt 110 ausgeführt werden kann, zusätzliche Eingabegerätinformationen auf das elektromagnetische Wechselfeld aufmodulieren. Damit wird bewirkt, dass das Wechselfeld 4 zusätzliche Informationen übertragen kann, die von der Recheneinrichtung 7 ermittelt und ausgewertet werden können. Die Recheneinrichtung 7 kann dann das Auslösen der Schaltfläche 2 bei Übereinstimmung der Positionsinformationen davon abhängig machen, ob die übermittelten zusätzlichen Eingabegerätinformationen vorbestimmten Kriterien genügen. Die Kriterien können hierbei für jede Schaltfläche 2 definiert werden oder auch für die gesamte Betätigung des Touch-Screen-Eingabesystems 1.The input device can optionally modulate additional input device information onto the electromagnetic alternating field in a step 105, which can be carried out before step 110. This means that the alternating field 4 can transmit additional information that can be determined and evaluated by the computing device 7. The computing device 7 can then make the triggering of the button 2, if the position information matches, dependent on whether the transmitted additional input device information meets predetermined criteria. The criteria can be defined for each button 2 or for the entire operation of the touch screen input system 1.

Das Aufmodulieren kann als Winkelmodulation, als Amplitudenmodulation, daraus abgeleiteten Modulationsverfahren oder Pulsmodulation in das Wechselfeld 4 eingearbeitet werden.The modulation can be incorporated into the alternating field 4 as angle modulation, as amplitude modulation, as modulation methods derived therefrom or as pulse modulation.

Die zusätzlichen Eingabegerätinformationen können beispielsweise eine Geräte-ID des Eingabegeräts 3 sein. Damit können verschiedene Eingabegeräte 3 verschiedene Berechtigungen zugewiesen werden. Beispielsweise kann ein bestimmtes Eingabegerät 3 erforderlich sein, um eine bestimmte Funktion durchführen zu können, z.B. Beginn eines Wartungsmodus. Es ist auch denkbar, dass für mehrere Maschinen am gleichen Ort verschiedene Eingabegeräte 3 erforderlich sind, also beispielsweise ein erstes Eingabegerät 3 für eine erste Maschine, und ein zweites Eingabegerät 4 für eine zweite Maschine.The additional input device information can be, for example, a device ID of the input device 3. This allows different input devices 3 to be assigned different authorizations. For example, a specific input device 3 may be required to be able to perform a specific function, e.g. starting a maintenance mode. It is also conceivable that different input devices 3 are required for several machines at the same location, for example a first input device 3 for a first machine and a second input device 4 for a second machine.

Die zusätzlichen Eingabegerätinformationen können auch den Benutzer betreffen, falls das Eingabegerät 3 einem bestimmten Benutzer zugeordnet ist. Damit kann beispielsweise abgespeichert werden, welcher Benutzer zu welcher Zeit welche Funktion ausgeführt hat. Es können auch mehrere Benutzer oder Eingabegeräte 3 zu Gruppen zusammengefasst werden, und die Berechtigung verschiedene Schaltflächen auszuführen kann von der jeweiligen Gruppe abhängen.The additional input device information can also relate to the user if the input device 3 is assigned to a specific user. This can be used, for example, to store which user performed which function at which time. Several users or input devices 3 can also be grouped together, and the authorization to execute various buttons can depend on the respective group.

Die Berechtigung eines Eingabegerätes, um beispielsweise eine Sonderbetriebsart in Gang zu setzen, oder eine spezielle Funktionsschaltfläche zu betätigen, kann auch von einem zuvor durch den Benutzer durchzuführenden Login-Vorgang abhängig sein. Das bedeutet, dass es zwar eine Mehrzahl von grundsätzlich berechtigten Eingabegeräten gibt, aber nach einem Login eines Benutzers an einer Maschine ausschließlich das für den Login verwendete Eingabegerät dieses Benutzers berechtigt ist und diese Berechtigung auch nur unter Verwendung des berechtigten Eingabegerätes oder durch eine andere autorisierte Bedienhandlung des Benutzers wieder aufgehoben werden kann. Eingabegeräte können dabei jeweils eine eindeutige Kennung aufweisen, die im Zuge des Login-Vorganges eines Benutzers temporär für die Dauer des Logins als Eingabegerät dieses Benutzers registriert würde. Dadurch kann eine separate Rechteverwaltung für die Eingabegeräte entfallen, sondern es kann auf die Rechte der Personen zurückgegriffen werden. Vorteilhaft hierbei ist, dass ein verlorenes Eingabegerät einfach ersetzt werden kann, und eine Vertauschung von Eingabegeräten keine nachteiligen Folgen hat. Außerdem befähigt ein verlorenes oder entwendetes Eingabegerät keinen unberechtigten Dritten zur Bedienung des Systems.The authorization of an input device, for example to start a special operating mode or to press a special function button, can also depend on a login process that the user has previously carried out. This means that although there are a number of input devices that are basically authorized, after a user has logged in to a machine, only the input device used by that user for the login is authorized and this authorization can only be revoked by using the authorized input device or by another authorized user action. Input devices can each have a unique identifier that would be temporarily registered as the user's input device during the login process for the duration of the login. This means that separate rights management for the input devices is no longer necessary, and the rights of the people can be used instead. The advantage here is that a lost input device can be easily replaced and mixing up input devices has no negative consequences. In addition, a lost or stolen input device does not enable unauthorized third parties to operate the system.

Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, kann neben dem Eingabegerät eine weitere Identifikation oder Authentifikation erforderlich sein, beispielsweise durch einen Schlüssel, eine Magnet- oder RFID-Karte, ein Smart Device wie ein Wearable oder ein Mobiltelefon, TAN-Token, biometrische Verfahren oder Ähnliches.To further increase security, additional identification or authentication may be required in addition to the input device, for example through a key, a magnetic or RFID card, a smart device such as a wearable or a mobile phone, TAN tokens, biometric procedures or similar.

Die ausschließliche Berechtigung des Eingabegerätes des jeweils eingeloggten Benutzers erhöht die Sicherheit insbesondere in Verbindung mit sogenannten Sonderbetriebsarten einer Maschine. Sonderbetriebsarten können beispielsweise eine Wartung sein, bei der sonst wirksame Schutzmaßnahmen außer Kraft gesetzt sind, wie beispielsweise Lichtschranken, Schutztüren, Schutzbleche oder -schirme. Auch ein Test-, Rüst- oder Einstellbetrieb könnte eine Sonderbetriebsart sein. Solange ein Benutzer an der Maschine eingeloggt ist, er eine solche Sonderbetriebsart aktiviert hat und er sein Eingabegerät mit sich führt, kann keine andere Person sicherheitskritische Maschinenfunktionen (z.B. Aktivierung von Antrieben, Werkzeugen oder Energiequellen oder Deaktivierung von Bremsen oder Haltevorrichtungen) auslösen und auch kein anderes Eingabegerät berechtigen. Dies schützt den eingeloggten Benutzer, während er Reparaturen, Inspektionen, Einstellarbeiten oder ähnliche Handlungen an für andere Personen möglicherweise nicht einsehbaren Teilen einer weitläufigen Maschine oder Anlage durchführt. Der eingeloggte und mit den Wartungsarbeiten befasste Benutzer kann jedoch jederzeit und ohne Umstände, d.h. ohne jedes Mal, sobald er das Bedienpanel verlässt die Maschine sperren bzw. anschließend wieder entsperren zu müssen, solche sicherheitskritischen Funktionen mit seinem Eingabegerät auslösen. Dies vereinfacht die temporäre exklusive Zuordnung der Bedienbefugnis zu genau einem Benutzer erheblich, erhöht damit die Akzeptanz bei den Benutzern und verbessert so die Sicherheit.The exclusive authorization of the input device of the logged-in user increases security, particularly in connection with so-called special operating modes of a machine. Special operating modes can be, for example, maintenance in which otherwise effective protective measures are deactivated, such as light barriers, protective doors, protective plates or screens. Testing, setup or adjustment operations could also be a special operating mode. As long as a user is logged in to the machine, has activated such a special operating mode and is carrying his input device, no other person can trigger safety-critical machine functions (e.g. activation of drives, tools or energy sources or deactivation of brakes or holding devices) or authorize any other input device. This protects the logged-in user while he carries out repairs, inspections, adjustment work or similar actions on parts of a large machine or system that may not be visible to other people. However, the user who is logged in and carrying out maintenance work can trigger such safety-critical functions with his input device at any time and without any problems, i.e. without having to lock and unlock the machine every time he leaves the control panel. This simplifies the temporary exclusive assignment of operating authorization to exactly one user significantly increases acceptance among users and thus improves security.

Die zusätzlichen Eingabegerätinformationen können auch die Betätigung einer Taste am Eingabegerät 3 anzeigen, oder die Informationseingabe über andere Wege am Eingabegerät 3. Beispielsweise könnte ein Eingabegerät 3 ein Stellrad aufweisen, um durch Menüstrukturen zu blättern, so dass im Ansprechen auf ein Betätigen des Stellrades verschiedene Schaltflächen 2 angezeigt werden.The additional input device information may also indicate the actuation of a button on the input device 3, or the input of information via other means on the input device 3. For example, an input device 3 could have a scroll wheel for scrolling through menu structures, so that different buttons 2 are displayed in response to an actuation of the scroll wheel.

Zusätzlich oder alternativ zu den eben beschriebenen Verfahren kann das Eingabegerät 3 die zusätzlichen Eingabegerätinformationen auch über einen weiteren Kommunikationsweg an das Touch-Screen-Eingabesystem 1 übermitteln. Beispiele hierfür sind Bluetooth, Netzwerkkommunikation (LAN, WLAN), Infrarot, Kurzwellen-Funk und NFC.In addition or as an alternative to the methods just described, the input device 3 can also transmit the additional input device information to the touch screen input system 1 via another communication path. Examples of this are Bluetooth, network communication (LAN, WLAN), infrared, shortwave radio and NFC.

Es kann auch ein Kriterium sein, dass überhaupt eine zusätzliche Eingabegerätinformationen, die einen Benutzer oder ein Eingabegerät 3 identifiziert, übermittelt wird.It may also be a criterion that additional input device information identifying a user or an input device 3 is transmitted at all.

Weiterhin können die durch das System 1 dreifach bestätigten Positionsinformationen, zusätzlich durch eine vierte Vorrichtung bestätigt werden. Dies kann beispielsweise eine visuelle Erfassungsvorrichtung sein, wie etwa eine Kamera, eine Infrarot-Kamera oder ähnliches, oder eine akustische Erfassungsvorrichtung, wie etwa ein Mikrophon, sein, durch das eine Spracheingabe, die der auszulösenden Schaltfläche 2 entspricht, durch den Benutzer erfasst wird. Durch diese vierte Vorrichtung kann gegebenenfalls auch die Identität des Benutzers bestimmt werden, und die Schaltflächen entsprechend aktiviert, deaktiviert oder angepasst werden.Furthermore, the position information confirmed three times by the system 1 can also be confirmed by a fourth device. This can be, for example, a visual detection device, such as a camera, an infrared camera or the like, or an acoustic detection device, such as a microphone, by which a voice input by the user that corresponds to the button 2 to be triggered is detected. This fourth device can also determine the identity of the user if necessary, and the buttons can be activated, deactivated or adapted accordingly.

Das System 1 kann auch, sobald ein Eingabegerät 3 erfasst wird (von der Leiterschleifenschicht 6 oder im Falle der weiteren Kommunikationswege durch die entsprechenden Bauteile des Touch-Screen-Eingabesystems 1), diese zusätzlichen Eingabegerätinformationen verarbeiten oder weiterleiten, so dass die für den aktuellen Benutzer oder das aktuelle Eingabegerät 3 nicht verfügbaren Schaltflächen ausgeblendet werden oder anders als nicht verfügbar markiert werden.The system 1 can also, as soon as an input device 3 is detected (by the conductive loop layer 6 or, in the case of the further communication paths, by the corresponding components of the touch screen input system 1), process or forward this additional input device information so that the buttons that are not available for the current user or the current input device 3 are hidden or otherwise marked as unavailable.

Das Eingabegerät 3 kann darüber hinaus weitere Funktionen umfassen. Beispielsweise kann das Eingabegerät 3 eine Druckerfassungseinrichtung 8 umfassen, die dazu eingerichtet ist, den Druck zu erfassen, mit dem das Eingabegerät 3 auf das Touch-Screen-Eingabesystem 1 gedrückt wird. Die zusätzlichen Eingabegerätinformationen können dann den erfassten Druck umfassen. Zum einen kann damit eine zusätzliche Ebene für Funktionen hergestellt werden, da für eine Schaltfläche für leichten Druck ein anderer Befehl oder eine andere Funktion hinterlegt werden kann als für starken Druck.The input device 3 can also include additional functions. For example, the input device 3 can include a pressure detection device 8 that is designed to detect the pressure with which the input device 3 is pressed onto the touch screen input system 1. The additional input device information can then include the detected pressure. On the one hand, this can create an additional level for functions, since a different command or function can be stored for a button for light pressure than for strong pressure.

Außerdem kann eine weitere Sicherheitsstufe eingeführt werden, und über eine lange vorbestimmte Zeitdauer konstanter Druck kann als Ausfall des Eingabegeräts interpretiert werden oder das Eingabegerät wird als abgelegt betrachtet.In addition, an additional level of security can be introduced and constant pressure over a long predetermined period of time can be interpreted as a failure of the input device or the input device is considered to be discarded.

Zusätzlich kann auch die berührungsempfindliche Schicht 5 mit einem Drucksensor ausgestattet sein, und die beiden ermittelten Werte können als weitere Sicherheitsfunktion auf ein Übereinstimmen geprüft werden.In addition, the touch-sensitive layer 5 can also be equipped with a pressure sensor, and the two determined values can be checked for agreement as an additional safety function.

Das Eingabegerät 3 kann auch alternativ oder zusätzlich einen Fingerabdruckleser 9 und die zusätzlichen Eingabegerätinformationen einen gelesenen Fingerabdruck umfassen. Der Fingerabdruckleser 9 kann hierbei an einer Stelle angebracht sein, bei der bei herkömmlicher Bedienung ein Finger eines Benutzers zum Liegen kommt. Der Fingerabdruckleser 9 kann aber auch an einer Stelle angebracht sein, die ein Einlesen des Fingerabdrucks während der Benutzung nicht ermöglicht. Dann muss das Eingabegerät 3 vor der Benutzung aktiviert werden. Es kann auch erforderlich sein, vor einer besonders kritischen Operation den Fingerabdruckleser 9 zu benutzen, um eine Berechtigung die Operation auszuführen zu erlangen.The input device 3 can also alternatively or additionally comprise a fingerprint reader 9 and the additional input device information can comprise a read fingerprint. The fingerprint reader 9 can be attached in a location where a user's finger would rest during conventional operation. However, the fingerprint reader 9 can also be attached in a location that does not allow the fingerprint to be read during use. In this case, the input device 3 must be activated before use. It may also be necessary to use the fingerprint reader 9 before a particularly critical operation in order to obtain authorization to carry out the operation.

Alternativ oder zusätzlich kann das das Eingabegerät 3 eine Identifikationsinformation gespeichert haben, und die zusätzlichen Eingabegerätinformationen die Identifikationsinformation umfassen, wie bereits zuvor beschrieben.Alternatively or additionally, the input device 3 may have stored identification information, and the additional input device information may comprise the identification information, as previously described.

Eine weitere Ausführungsform ist ein Computerprogrammprodukt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, eines der oben dargelegten Verfahren auszuführen.A further embodiment is a computer program product comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to perform one of the methods set out above.

Eine weitere Ausführungsform ist ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt gespeichert ist.Another embodiment is a computer-readable medium on which the computer program product is stored.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.The embodiments show possible embodiment variants, whereby it should be noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiment variants thereof, but rather various combinations of the individual embodiment variants with one another are also possible.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.The scope of protection is determined by the claims. The description and the drawings are, however, to be used to interpret the claims. Individual features or combinations of features from the different embodiments shown and described can represent independent inventive solutions in themselves. The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.All information on value ranges in the description in question is to be understood as including any range and all subranges thereof, e.g. the information 1 to 10 is to be understood as including all subranges starting from the lower limit 1 and the upper limit 10, i.e. all subranges start with a lower limit of 1 or greater and end with an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.Finally, for the sake of clarity, it should be noted that, in order to better understand the structure, some elements have been shown not to scale and/or enlarged and/or reduced.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11: Touch-Screen-Eingabesystemtouch-screen input system
22: Schaltflächenbuttons
33: induktives Eingabegerätinductive input device
44: elektromagnetisches Wechselfeldalternating electromagnetic field
55: berührungsempfindliche Schichttouch-sensitive layer
66: Leiterschleifenschichtconductor loop layer
77: Recheneinrichtungcomputing device
88: Druckerfassungseinrichtungpressure detection device
99: Fingerabdruckleserfingerprint reader
100100: Eingabeverfahreninput procedure
105105: Aufmodulieren von zusätzlichen EingabegerätinformationenModulating additional input device information
110110: Erfassen einer Betätigungrecording an actuation
120120: Erfassen erster Positionsinformationencollecting initial position information
130130: Erfassen zweiter Positionsinformationencapturing second position information
140140: Überprüfen von Übereinstimmung der PositionsinformationenChecking the consistency of the position information
145145: Ermitteln der zusätzlichen EingabegerätinformationenDetermining the additional input device information
150150: Auslösen der Schaltflächetriggering the button

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 11,221,688 [0010]
EP 2 631 749 [0011]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN EN ISO 13849-1 [0056]

Claims

Touch screen input system (1) which has at least one visually perceptible button (2) at at least one position, comprising: an active, inductive input device (3) which is designed to generate an alternating electromagnetic field (4); a touch-sensitive layer (5) which is designed to detect actuations of the touch screen input system (1) by the input device (3) and first position information of the input device (3); a conductor loop layer (6) which is designed to detect the alternating electromagnetic field (4) and to determine second position information of the input device (3) by comparing induction signal strengths; and a computing device (7) which is designed to check whether the first position information, the second position information and the button position match, and if so, to trigger the button (2) when actuated by the touch-sensitive layer.

Touch-screen input system (1) according to claim 1 , wherein each of the at least one button (2) has a fixed position on the touch screen input system (1).

Touch-screen input system (1) according to claim 1 or 2 , wherein the input device (3) is further configured to modulate additional input device information onto the alternating electromagnetic field (4); and the computing device (7) is further configured to determine the additional input device information from the detected alternating electromagnetic field (4) and to trigger the button (2) only if the additional input device information meets criteria stored for the button (2).

Touch-screen input system (1) according to claim 3 , wherein the input device (3) comprises a pressure detection device (8) which is designed to detect the pressure with which the input device (3) is pressed onto the touch screen input system (1), and the additional input device information comprises the detected pressure; the input device (3) comprises a fingerprint reader (9), and the additional input device information comprises a read fingerprint; and/or the input device (3) has stored identification information, and the additional input device information comprises the identification information.

Touch screen input system (1) according to one of the Claims 3 or 4 , wherein one of the criteria stored for the button (2) comprises identification information of a predetermined input device (3) from a set of several similar input devices (3), wherein the identification information of the predetermined input device (3) is registered in the stored criteria by a user using the specific input device (3).

Touch screen input system (1) according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the touch-sensitive layer (5) is further configured to detect direct actuations of the touch screen input system (1) by an operator and third position information of the direct actuation; and the computing device (7) is further configured to output a notice for a first group of buttons (2) that can only be triggered by an input device (3), indicating the need for an input device (3) for actuation; and for a second group of buttons (2) that can also be triggered without an input device (3), to check whether the third position information and the button position match, and if so, to trigger the button (2) in the event of a direct actuation detected by the touch-sensitive layer.

Input method (100) for a touch screen input system (1) according to one of the Claims 1 until 6 , with: detecting (110) an actuation of the touch screen input system (1) with the input device (3) by the touch-sensitive layer (5); detecting (120) the first position information of the input device (3) by the touch-sensitive layer (5); detecting (130) the electromagnetic alternating field (4) by the conductor loop layer (6), and determining (135) the second position information of the input device (3) by the conductor loop layer (6) by comparing induction signal strengths; checking (140) by the computing device (7) whether the first position information, the second position information and the button positions tion; and if there is a match, triggering (150) of the button (2) when the touch screen input system (1) is actuated.

Input procedure (100) according to claim 7 for a touch screen input system (1) according to one of the Claims 1 until 6 , further comprising: modulating (105), by the input device (3), additional input device information onto the alternating electromagnetic field (4); and determining (145), by the computing device (7), the additional input device information from the detected alternating electromagnetic field (4); wherein the triggering (150) of the button (2) only occurs when the additional input device information meets criteria stored for the button (2).

Input procedure (100) according to claim 8 for a touch screen input system (1) according to one of the Claims 1 until 6 , wherein: the additional input device information comprises the pressure with which the input device (3) is pressed onto the touch screen input system (1); the additional input device information comprises a fingerprint; and/or the additional input device information comprises identification information of the input device (3).

Input procedure (100) according to claim 7 or 8 for a touch screen input system (1) according to one of the Claims 1 until 6 , wherein: one of the criteria stored for the button (2) comprises identification information of a predetermined input device (3) from a set of several similar input devices (3), wherein the identification information of the predetermined input device (3) was registered in the stored criteria by a user using the specific input device (3).

Input method (100) according to one of the Claims 7 until 10 for a touch screen input system (1) according to one of the Claims 1 until 6 , further comprising: detecting a direct actuation of the touch screen input system (1) by an operator through the touch-sensitive layer (5); detecting (120) third position information of the direct actuation through the touch-sensitive layer (5); and for a first group of buttons (2) that can only be triggered by an input device (3), outputting a message that indicates the need for an input device (3) for actuation; and for a second group of buttons (2) that can also be triggered without an input device (3), checking (140) by the computing device (7) whether the third position information matches the button position; and if there is a match, triggering (150) the button (2) when direct actuation of the touch screen input system (1) is detected.

Computer program product which can be loaded directly into a memory of a programmable control device of a touch screen input system (1), with program code means for carrying out all steps of an input method according to one of the Claims 6 until 10 when the program product is executed on the control device.