DE102017127222A1 - A method of operating a capacitive input device; capacitive input device; motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer kapazitiven Eingabevorrichtung (1) mit mehreren Elektroden für ein Kraftfahrzeug (20), mit den Schritten:
- Erfassen einer Betätigung einer ersten der Elektroden (3), welche Teil eines ersten Bedienelements (4) der Eingabevorrichtung (1) ist, durch einen Nutzer,
- Ausgeben eines Bediensignals (12) abhängig von der erfassten Betätigung der ersten Elektrode (3).
Um die Bediensicherheit der kapazitiven Eingabevorrichtung (1) zu verbessern ist vorgesehen, dass gleichzeitig erfasst wird, ob an zumindest einer zweiten der Elektroden (5), welche als Teil eines zweiten Bedienelements (6) und/oder als Referenzelektrode (7) der Eingabevorrichtung (1) ausgebildet ist, eine Betätigung durch den Nutzer vorliegt, und
- das Bediensignal (12) nur dann ausgegeben wird, wenn die Betätigung der ersten Elektrode (3) erfasst wird und keine Betätigung der zumindest einen zweiten Elektrode (5) vorliegt.
The invention relates to a method for operating a capacitive input device (1) having a plurality of electrodes for a motor vehicle (20), comprising the steps:
Detecting an actuation of a first of the electrodes (3), which is part of a first operating element (4) of the input device (1), by a user,
- Outputting an operating signal (12) depending on the detected actuation of the first electrode (3).
In order to improve the operational safety of the capacitive input device (1), it is provided that it is detected whether at least a second of the electrodes (5) which is part of a second operating element (6) and / or reference electrode (7) of the input device (FIG. 1) is formed, an operation by the user is present, and
- The operating signal (12) is output only when the operation of the first electrode (3) is detected and there is no actuation of the at least one second electrode (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung mit mehreren Elektroden für ein Kraftfahrzeug. Außerdem betrifft die Erfindung eine Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating an input device with a plurality of electrodes for a motor vehicle. Moreover, the invention relates to an input device for a motor vehicle.
Aus dem Stand der Technik bekannt sind Eingabevorrichtungen, welche eines oder mehrere Bedienelemente umfassen. Die Bedienelemente können beispielsweise als kapazitive Bedienelemente, beispielsweise kapazitive Tasten, ausgeführt sein. Eine kostengünstige Umsetzung eines kapazitiven Bedienelements ist beispielsweise durch ein Metalleinlegeteil mit einem Federkontakt zu einer Elektrode einer Leiterplatte ermöglicht. Alternativ kann eine speziell geformte Feder zwischen einer Tastenkappe des Bedienelements und der Elektrode der Leiterplatte angeordnet sein. Eine Bedienung des Bedienelements kann beispielsweise durch Messen einer Kapazität der Elektrode der Leiterplatte erfasst werden.Input devices which comprise one or more operating elements are known from the prior art. The controls can be designed, for example, as capacitive operating elements, for example capacitive keys. A cost-effective implementation of a capacitive control element is made possible for example by a metal insert with a spring contact to an electrode of a printed circuit board. Alternatively, a specially shaped spring may be disposed between a key cap of the operating element and the electrode of the printed circuit board. An operation of the operating element can be detected, for example, by measuring a capacitance of the electrode of the printed circuit board.
Außerdem sind berührungsempfindliche Bildschirme bekannt, welche kapazitive Sensoren umfassen. Beispielsweise umfasst der berührungsempfindliche Bildschirm eine Punktmatrix berührungsempfindlicher Sensoren, welche bei einer Betätigung ihre Kapazität verändern. Auch hier kann eine Bedienung des berührungsempfindlichen Bildschirms durch Messen einer Kapazität der berührungsempfindlichen Sensoren erfasst werden.In addition, touch screens are known which include capacitive sensors. For example, the touch-sensitive screen comprises a dot matrix of touch-sensitive sensors which change their capacity when actuated. Again, an operation of the touch-sensitive screen can be detected by measuring a capacitance of the touch-sensitive sensors.
Einen berührungsempfindlichen, kapazitiven Bildschirm offenbart beispielsweise die US 2016/03 13 850 A1. Der berührungsempfindliche Bildschirm ermöglicht indirekt die Erfassung einer Bedienkraft, mit welcher eine Bedienung erfolgt, indem die Bedienkraft mit einer Anzahl an berührungsempfindlichen Sensoren verknüpft wird, für welche ein Signal aufgrund der Bedienung einen Schwellwert überschreitet.For example, US 2016/03 13 850 A1 discloses a touch-sensitive capacitive screen. The touch-sensitive screen indirectly enables the detection of an operating force with which an operation is performed by linking the operating force to a number of touch-sensitive sensors for which a signal due to the operation exceeds a threshold value.
Die Kapazität der Elektrode eines kapazitiven Bedienelements kann sich beispielsweise auch dann verändern, wenn durch einen Nutzer nicht das Bedienelement betätigt wird, sondern seine Hand einen dem Bedienelement beziehungsweise der Elektrode benachbarten Bereich berührt. In diesem Fall kann eine Fehlbedienung des Bedienelements folgen. Beispielsweise können fälschlicherweise jeweilige Funktionen, welche mit zwei benachbarten Bedienelementen verknüpft sind, ausgelöst werden.The capacitance of the electrode of a capacitive operating element can also change, for example, if the operating element is not actuated by a user but its hand touches an area adjacent to the operating element or the electrode. In this case, a malfunction of the control element may follow. For example, erroneously trigger respective functions associated with two adjacent controls.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bediensicherheit einer kapazitiven Eingabevorrichtung zu verbessern. Das bedeutet, die Gefahr einer Fehlbedienung der kapazitiven Eingabevorrichtung soll verringert werden.It is an object of the present invention to improve the operating safety of a capacitive input device. This means that the risk of incorrect operation of the capacitive input device should be reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments with expedient developments are the subject of the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer kapazitiven Eingabevorrichtung mit mehreren Elektroden für ein Kraftfahrzeug umfasst folgende Schritte:
- - Erfassen einer Betätigung einer ersten der Elektroden, welche Teil eines ersten Bedienelements der Eingabevorrichtung ist, durch einen Nutzer, und
- - Ausgeben eines Bediensignals abhängig von der erfassten Betätigung der ersten Elektrode.
- Detecting an operation of a first one of the electrodes, which is part of a first operating element of the input device, by a user, and
- Outputting an operating signal depending on the detected operation of the first electrode.
Beispielsweise wird die Betätigung der ersten Elektrode genau dann erfasst, wenn das erste Bedienelement durch den Nutzer betätigt wird. Ein Steuergerät der Eingabevorrichtung kann die Betätigung der ersten Elektrode erfassen und abhängig von der erfassten Betätigung das Bediensignal ausgeben. Beispielsweise ist das erste Bedienelement, insbesondere für den Nutzer sichtbar, mit einer Funktion, vorzugsweise einer Funktion des Kraftfahrzeugs, verknüpft. Das Betätigen der ersten Elektrode beziehungsweise des ersten Bedienelements kann als Nutzereingabe zum Auslösen der Funktion vorgesehen sein. Die Funktion kann durch das Ausgeben des Bediensignals ausgelöst werden.For example, the actuation of the first electrode is detected precisely when the first operating element is actuated by the user. A controller of the input device may detect the operation of the first electrode and output the operation signal depending on the detected operation. For example, the first operating element, in particular visible to the user, is associated with a function, preferably a function of the motor vehicle. The actuation of the first electrode or the first operating element can be provided as a user input for triggering the function. The function can be triggered by the output of the operating signal.
Das Bedienelement ist als kapazitives Bedienelement ausgeführt. Beispielsweise umfasst das Bedienelement eine Taste, welche durch den Nutzer betätigt wird. Durch die Betätigung der Taste kann dann die Elektrode betätigt werden. Das Bedienelement kann ohne bewegliche Teile gebildet sein. In diesem Fall ist das Bedienelement vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Elektrode durch Berührung durch den Finger ausgelöst wird.The control is designed as a capacitive control element. For example, the operating element comprises a button which is actuated by the user. By pressing the button, the electrode can then be actuated. The operating element can be formed without moving parts. In this case, the operating element is preferably configured such that the electrode is triggered by contact by the finger.
Um die Bediensicherheit der kapazitiven Eingabevorrichtung zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
- - gleichzeitig erfasst wird, ob an zumindest einer zweiten der Elektroden, welche als zweites Bedienelement und/oder Referenzelektrode der Eingabevorrichtung ausgebildet ist, eine Betätigung durch den Nutzer vorliegt, und
- - das Bediensignal nur dann ausgegeben wird, wenn die Betätigung der ersten Elektrode erfasst wird und keine Betätigung der zumindest einen zweiten Elektrode vorliegt.
- - Is detected at the same time, whether at least a second of the electrodes, which is designed as a second operating element and / or reference electrode of the input device, an actuation by the user is present, and
- - The operating signal is output only when the operation of the first electrode is detected and there is no actuation of the at least one second electrode.
Die kapazitive Eingabevorrichtung kann neben dem Bedienelement zumindest ein kapazitives zweites Bedienelement umfassen. Die zumindest eine zweite Elektrode kann Teil des zumindest einen zweiten Bedienelements sein. Beispielsweise ist das zweite Bedienelement, insbesondere für den Nutzer sichtbar, mit einer weiteren Funktion, vorzugsweise einer Funktion des Kraftfahrzeugs, verknüpft. Das Betätigen des zumindest einen zweiten Bedienelements kann zum Auslösen der weiteren Funktion vorgesehen sein. Das erste Bedienelement und das zumindest eine zweite Bedienelement können gleichartig ausgeführt sein. Insbesondere ist das zweite Bedienelement bezüglich einer Mehrzahl an Bedienelementen der kapazitiven Eingabevorrichtung benachbart zu dem ersten Bedienelement angeordnet.The capacitive input device may comprise at least one capacitive second operating element in addition to the operating element. The least a second electrode may be part of the at least one second operating element. For example, the second operating element, in particular visible to the user, is associated with a further function, preferably a function of the motor vehicle. The actuation of the at least one second operating element can be provided for triggering the further function. The first operating element and the at least one second operating element can be designed similarly. In particular, the second operating element is arranged adjacent to the first operating element with respect to a plurality of operating elements of the capacitive input device.
Alternativ oder zusätzlich kann die zumindest eine zweite Elektrode als Referenzelektrode ausgeführt sein. Die Referenzelektrode ist insbesondere nicht zum Auslösen einer Funktion vorgesehen. Weist die kapazitive Eingabevorrichtung mehrere zweite Elektroden auf, so kann eine der zweiten Elektroden als Teil des zumindest einen zweiten Bedienelements ausgebildet sein und eine andere der zweiten Elektroden als Referenzelektrode ausgebildet sein.Alternatively or additionally, the at least one second electrode may be designed as a reference electrode. In particular, the reference electrode is not intended to trigger a function. If the capacitive input device has a plurality of second electrodes, then one of the second electrodes may be formed as part of the at least one second operating element and another of the second electrodes may be formed as a reference electrode.
Dadurch, dass das Bediensignal nur dann ausgegeben wird, wenn die Betätigung der ersten Elektrode erfasst wird und keine Betätigung der zumindest einen zweiten Elektrode vorliegt, ist sichergestellt, dass das Bediensignal nur dann ausgegeben wird, wenn eine gezielte Betätigung des ersten Bedienelements vorliegt. Berührt beispielsweise die Hand des Nutzers einen Bereich zwischen dem ersten Bedienelement und dem zumindest zweiten Bedienelements beziehungsweise der Referenzelektrode, so ist nicht sicher, ob der Nutzer die Funktion, der das erste Bedienelement zugeordnet ist, auslösen möchte. Daher wird in diesem Fall das Befehlssignal nicht ausgegeben beziehungsweise das Ausgeben des Befehlssignals unterdrückt, um eine Fehlbedienung der kapazitiven Eingabevorrichtung zu vermeiden.Characterized in that the operating signal is output only when the operation of the first electrode is detected and there is no actuation of the at least one second electrode, it is ensured that the operating signal is output only when there is a targeted actuation of the first operating element. If, for example, the user's hand touches a region between the first operating element and the at least second operating element or the reference electrode, it is not certain whether the user wishes to trigger the function associated with the first operating element. Therefore, in this case, the command signal is not output or the outputting of the command signal is suppressed to avoid misoperation of the capacitive input device.
Beispielsweise wird die Betätigung der ersten Elektrode und/oder der zumindest einen zweiten Elektrode durch Messen einer Kapazität an der ersten Elektrode beziehungsweise der zumindest einen zweiten Elektrode erfasst. Beispielsweise ändert sich die Kapazität der ersten Elektrode und/oder der zumindest einen zweiten Elektrode, wenn die jeweilige Elektrode betätigt wird. Ist eine der Elektroden als Teil eines Bedienelements ausgeführt, kann sich die Kapazität an der Elektrode bei Betätigung des jeweiligen Bedienelements verändern. Beispielsweise verändert sich die Kapazität an der Elektrode durch eine Bewegung eines bewegbaren Teils, beispielsweise einer Tastenkappe, des jeweiligen Bedienelements. Alternativ oder zusätzlich kann die Kapazität der ersten Elektrode und/oder der zweiten Elektrode durch die Annäherung eines Fingers des Nutzers verändert werden. In allen Fällen kann durch Messen der Kapazität eine jeweilige Bedienung der Elektrode erfasst werden. Die Kapazität einer der Elektroden kann indirekt gemessen werden. Beispielsweise resultiert aus dem Anlegen einer konstanten Spannung an die Elektrode bei einer Änderung der Kapazität an der Elektrode ein Stromfluss. Anhand des Stromflusses kann die Kapazitätsänderung ermittelt werden.For example, the actuation of the first electrode and / or the at least one second electrode is detected by measuring a capacitance at the first electrode or the at least one second electrode. For example, the capacitance of the first electrode and / or the at least one second electrode changes when the respective electrode is actuated. If one of the electrodes is designed as part of a control element, the capacitance on the electrode can change when the respective control element is actuated. For example, the capacitance at the electrode changes by a movement of a movable part, for example a key cap, of the respective operating element. Alternatively or additionally, the capacitance of the first electrode and / or the second electrode can be changed by the approach of a finger of the user. In all cases, by measuring the capacitance, a respective operation of the electrode can be detected. The capacitance of one of the electrodes can be measured indirectly. For example, the application of a constant voltage to the electrode results in a current flow when the capacitance on the electrode changes. Based on the current flow, the capacitance change can be determined.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Betätigung der zumindest einen zweiten Elektrode ausschließlich dazu erfasst wird, um bei Vorliegen der Betätigung das Ausgeben des Bediensignals zu unterdrücken. In diesem Fall handelt es sich bei der zumindest einen zweiten Elektrode insbesondere um die Referenzelektrode. Die Betätigung der Referenzelektrode wird nicht dazu erfasst, um bei Vorliegen der Betätigung ein Befehlssignal auszugeben oder eine Funktion auszulösen. Die zumindest eine zweite Elektrode beziehungsweise die Referenzelektrode ist somit nur dazu vorgesehen, um die Fehlbedienung des ersten Bedienelements zu erkennen und bei erkannter Fehlbedienung das Ausgeben des Befehlssignals zu verhindern.A further development provides that the actuation of the at least one second electrode is detected exclusively in order to suppress the outputting of the operating signal in the presence of the actuation. In this case, the at least one second electrode is in particular the reference electrode. The operation of the reference electrode is not detected to output a command signal or to initiate a function when the operation is present. The at least one second electrode or the reference electrode is thus provided only to detect the incorrect operation of the first operating element and to prevent the output of the command signal when detected incorrect operation.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Ausgeben des Bediensignals nach Vorliegen der Betätigung der zumindest einen zweiten Elektrode für eine vorbestimmte Zeitspanne unterdrückt wird. Im Falle der Fehlbedienung der kapazitiven Eingabevorrichtung ist es möglich, dass die erste Elektrode und die zumindest eine zweite Elektrode nicht zeitgleich sondern in zeitlichem Abstand voneinander betätigt werden. Beispielsweise kann der Finger des Nutzers abrutschen und mehrere Elektroden fehlerhafterweise betätigen. Diese Art der Fehlbedienung kann auf diese Weise vermieden werden.A further development provides that the outputting of the operating signal after the actuation of the at least one second electrode is suppressed for a predetermined period of time. In the case of incorrect operation of the capacitive input device, it is possible that the first electrode and the at least one second electrode are not actuated at the same time but at a time interval from each other. For example, the user's finger may slip off and erroneously actuate multiple electrodes. This type of incorrect operation can be avoided in this way.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit
- - einem ersten Bedienelement, welches eine erste Elektrode umfasst,
- - zumindest einer zweiten Elektrode, und
- - einer Steuereinrichtung zum Erfassen einer Betätigung der ersten Elektrode durch einen Nutzer und zum Ausgeben eines Bediensignals abhängig von der erfassten Betätigung der ersten Elektrode,
- - die zumindest eine zweite Elektrode als Teil eines zweiten Bedienelements und/oder als Referenzelektrode ausgeführt ist, und
- - die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, gleichzeitig zu erfassen, ob an der zumindest einen zweiten Elektrode eine Betätigung durch den Nutzer vorliegt, und das Bediensignal nur dann auszugeben, wenn die Betätigung der ersten Elektrode erfasst wird und keine Betätigung der zumindest einen zweiten Elektrode vorliegt.
- a first operating element, which comprises a first electrode,
- - At least a second electrode, and
- a control device for detecting an actuation of the first electrode by a user and for outputting an operating signal depending on the detected actuation of the first electrode,
- - The at least one second electrode is designed as part of a second operating element and / or as a reference electrode, and
- - The control device is adapted to simultaneously detect whether at the at least one second electrode actuation by the user is present, and only output the operating signal when the operation of the first electrode is detected and there is no actuation of the at least one second electrode.
Die im vorherigen in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmale gelten analog auch für die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung und werden daher nicht nochmals erläutert. Im Folgenden genannte Merkmale des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs bilden analog auch das erfindungsgemäße Verfahren weiter.The features described above in connection with the method according to the invention apply analogously to the input device according to the invention and will therefore not be explained again. The following features of the motor vehicle according to the invention analogously also form the method according to the invention.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Eingabevorrichtung mehrere zweite Elektroden umfasst, wobei eine der zweiten Elektroden als zweites Bedienelement und eine andere der zweiten Elektroden als Referenzelektrode ausgeführt ist und die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, das Bediensignal nur dann auszugeben, wenn die Betätigung keiner der zweiten Elektroden vorliegt. Insbesondere ist das zweite Bedienelement bezüglich einer Mehrzahl an Bedienelementen benachbart zu dem ersten Bedienelement angeordnet.A development provides that the input device comprises a plurality of second electrodes, wherein one of the second electrodes is designed as a second control element and another of the second electrodes as a reference electrode and the control device is adapted to output the control signal only if the operation of none of the second Electrodes present. In particular, the second operating element is arranged adjacent to the first operating element with respect to a plurality of operating elements.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das erste Bedienelement eine Kennzeichnung umfasst, welche die Funktion, insbesondere Fahrzeugfunktion, beschreibt, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, das Bediensignal zum Auslösen der Funktion, insbesondere Fahrzeugfunktion auszugeben. Mit anderen Worten umfasst das erste Bedienelement die Kennzeichnung, bei dem Nutzer durch die Kennzeichnung visualisiert ist, mit welcher Funktion das erste Bedienelement verknüpft ist. Durch die Kennzeichnung ist dargestellt, dass das erste Bedienelement zum Auslösen der Funktion vorgesehen ist.A further development provides that the first operating element comprises a marking which describes the function, in particular vehicle function, wherein the control device is designed to output the operating signal for triggering the function, in particular vehicle function. In other words, the first operating element comprises the marking, in which the user is visualized by the marking with which function the first operating element is linked. The marking shows that the first operating element is provided for triggering the function.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die zumindest eine zweite Elektrode die erste Elektrode bezüglich einer Bedienoberfläche der Eingabevorrichtung zumindest teilweise umgibt. In diesem Fall ist die zumindest eine zweite Elektrode vorzugsweise als Bezugselektrode ausgeführt. Beispielsweise umrahmt die zumindest eine zweite Elektrode das erste Bedienelement in einer Ebene der Bedienoberfläche zumindest teilweise. Die zweite Elektrode, welche als Bezugselektrode ausgeführt ist und die erste Elektrode beziehungsweise das erste Bedienelement zumindest teilweise umgibt, kann in mehrere Teilbereiche unterteilt sein. Die Teilbereiche formen gemeinsam die als Bezugselektrode ausgeführte zweite Elektrode. Die Teilbereiche können einander berühren und/oder zueinander beanstandet sein.A development provides that the at least one second electrode at least partially surrounds the first electrode relative to a user interface of the input device. In this case, the at least one second electrode is preferably designed as a reference electrode. For example, the at least one second electrode at least partially frames the first operating element in a plane of the user interface. The second electrode, which is designed as a reference electrode and at least partially surrounds the first electrode or the first operating element, can be subdivided into a plurality of subregions. The subregions jointly form the second electrode designed as a reference electrode. The subregions may touch one another and / or be mutually objectionable.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer kapazitiven Eingabevorrichtung der oben genannten Art. Insbesondere ist die kapazitive Eingabevorrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeugs, beispielsweise an einem Armaturenbrett oder einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs, angeordnet.A third aspect of the invention relates to a motor vehicle with a capacitive input device of the type mentioned above. In particular, the capacitive input device is arranged in the interior of the motor vehicle, for example on a dashboard or a center console of the motor vehicle.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Erfindung soll dabei nicht auf die folgenden Ausführungsbeispiele beschränkt sein.The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. The invention should not be limited to the following embodiments.
Dabei zeigen:
-
1 eine kapazitive Eingabevorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels; -
2 kapazitive Eingabevorrichtungen gemäß weiterer Ausführungsbeispiele; -
3 Signale an zwei Elektroden der Eingabevorrichtung in einem ersten Betätigungszustand; -
4 Signale an den zwei Elektroden der Eingabevorrichtung in einem zweiten Betätigungszustand; -
5 Signale an den zwei Elektroden der Eingabevorrichtung in einem dritten Betätigungszustand; und -
6 in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug mit der Eingabevorrichtung.
-
1 a capacitive input device according to a first embodiment; -
2 capacitive input devices according to further embodiments; -
3 Signals to two electrodes of the input device in a first operating state; -
4 Signals at the two electrodes of the input device in a second operating state; -
5 Signals at the two electrodes of the input device in a third operating state; and -
6 in a schematic side view of a motor vehicle with the input device.
Die Funktion der Bedienelemente
Die Kapazität an der Elektrode
Die Bedienfläche
Die kapazitive Eingabevorrichtung
Die
Die Steuereinheit
Vorzugsweise ist die Referenzelektrode
Die
Gemäß
Gemäß
Gemäß
Anhand
Die Elektrode
Durch die Ausführungsbeispiele ist gezeigt, wie die Bediensicherheit der kapazitiven Eingabevorrichtung
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