EP2923339B1 - Türsystem mit berührungsloser zutrittskontrolle und berührungsloser türbedienung - Google Patents
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- EP2923339B1 EP2923339B1 EP13805731.0A EP13805731A EP2923339B1 EP 2923339 B1 EP2923339 B1 EP 2923339B1 EP 13805731 A EP13805731 A EP 13805731A EP 2923339 B1 EP2923339 B1 EP 2923339B1
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Definitions
- This invention relates to a door system which enables non-contact access control and, moreover, to a non-contact door operation.
- doors or proposals for doors with alternative unlocking methods instead of using a conventional key that has to be plugged into a door lock and turned.
- the electronic keys in credit card format, as they come in many hotels used. But even here, a key must still be carried, which can be lost.
- the doors after unlocking the lock, the doors must be opened manually by pressing a door latch or turning a knob, and then they must be pushed open, often against the force of a door driver. Also automatically opening and closing doors are known in many designs.
- iris recognition is a biometric method in which the iris of the eye is recorded with a special camera and their characteristic features are evaluated and compared with the templates already stored in the computer.
- the iris recognition method has significant disadvantages: in unfavorable conditions of the eye, e.g. in the case of spectacle wearers or people with Asian eyelids, even registered persons can not be recognized by the system.
- it takes a good while for a retinal scan to complete successfully. For the user, this is cumbersome and nerve-wracking, because he should keep his eye as steady as possible during this time and not blink. Users feel the scan as a sting in the eye, which is perceived as unpleasant to painful. Because of all these and other disadvantages, many of these institutes are moving back to a body contact identification process.
- a remote access control system including a signal transmitter for wireless signal transmission to a central access control system.
- the signal transmitter is electronically coupled to a remote access control on the door leaf, which operates the door by opening the door depending on the signal.
- the user carries a physical access key, which is inserted into a reader attached to the door.
- the data on the access key are then read in and, depending on the evaluation, a signal is generated for the authorized unlocking of the door.
- the user then opens the door by manually pressing the door knob or the door handle.
- a door system in which the essential components such as identification unit, electric door lock, communication and power supply unit are installed in the door leaf.
- the identification unit may also include a biometric sensor, such as a blood vessel scanner.
- the unlocking mechanism is a two-stage system: Partial unlocking takes place immediately after successful identification. Thereafter, the corresponding person has to open a conventional door lock with a conventional key.
- a door frame is made to be held together by longitudinal and transverse elements with dovetail connections.
- the Longitudinalelement on the side of the door opening is made of two templates, each having a bulge. Together, they form a cavity into which the above-mentioned units are installed.
- the door panels are mounted over the framework, the space formed due to the thickness of the frame members then being filled with a foam, such as a phenolic foam.
- the document discloses a central computer to which a plurality of such doors are connected to manage their accesses.
- the object of the present invention is to provide a door system, which on the one hand offers a non-contact individual access control and on the other hand also an automatic door opening and door closing, so that the opening and closing of the door can be done without contact . An authorized person can therefore simply pass through after a non-contact control and door opening.
- the object is further to provide such a door system, which can be used with minimal structural complexity by the door frame remains free of electronic circuits and therefore a subsequent installation of such a door system in an existing door frame is easily feasible.
- the door system is initially based on FIG. 1 presented. It consists of a door frame 1 and at least one door leaf 2, and a door drive 3 with associated control.
- the door leaf 2 is now equipped as a special feature with a hand vein scanner 4, for detecting the hand vein profile at spaced hand in front of this hand vein scanner 4.
- the hand is thus held only a few inches in front of the scanner, without touching anything.
- the system recognizes the user in question.
- a programmable computer unit 5 with storage element which is also housed as a special feature in the interior of the door panel 2, a number of user hand vein profiles can be stored.
- a hand vein profile recorded with the hand vein scanner 4 can then be adjusted by this computer unit by comparison with the hand vein profiles of the persons authorized to access the ventricular profiles stored in the memory element.
- a corresponding signal is in this case via a signal cable 6 or wirelessly to the control unit of the door drive 3, so that the door is actuated by the door drive 3, the access is thus released.
- the connection can be created via a signal cable 6 or via a wireless network interface 10.
- This network interface 10 forms together with the signal cable for the door drive 3, the only electronic or electrical connection between the door leaf and the door frame or even all elements outside It can be realized, for example, as a USB connection or even as a wireless interface, for example based on Near Field Communication technology, Bluetooth, infrared or ultrasound.
- the programmable computer unit 5 and its memory element for the evaluation of the sensor signals are thus embedded in the door leaf 2, with an opening in the door leaf edge 8 or in the edge region 9 of the door leaf 2 network interface 10 for programming and power supply.
- the computer unit 5 is also programmable for all later changes, and in operation the same network interface 10 is designed to connect a power supply.
- FIG. 2 This door is shown in half-open condition. As soon as a person holds his hand a few centimeters in front of the hand vein scanner 4 with the door closed, the access authorization of the computer unit 5 in the door leaf 2 checked and if the person is authorized to enter, the door opens automatically and the person can pass through the door frame. Thereafter, the door closes automatically, either after an adjustable period of time, or beyond the doorframe, when a motion sensor detects that nobody is moving in the door area. In this FIG. 2 one recognizes the network interface 10 in the front side of the longitudinal side of the door leaf 2. Also, the signal cable 6 is laid there with advantage.
- FIG. 3 an embodiment of the door system is shown with hinged doors.
- the hand vein scanner 4 is accommodated in one of the two door leaves or door leaves 2, as well as the computer unit 5 with its memory. Everything works the same as with a single door leaf, except that the control signal in this case goes to two door drives 3, which are connected via a cable.
- the FIG. 4 shows an embodiment with a sliding door 2.
- the hand vein scanner 4 is positioned close to the door leaf edge, which is pushed over the door width. The hand vein scanner 4 then remains visible and accessible, even if the sliding door as shown with the arrow was pushed to the left and is fully open.
- the controller can also be designed so that the open door can be closed via hand vein scanner 4 targeted only authorized persons. If the door is to be opened only by authorized persons, and then automatically close again, the hand vein scanner 4 can also be arranged elsewhere in the door leaf.
- the big advantage of this door system is that everything is housed in the door leaf, which has to do with the access control. It therefore needs no structural changes, if subsequently such a control should be established. This is a huge simplification and otherwise saves high installation costs.
- the external computer 7 can stand anywhere, and it is only temporarily connected via a USB interface or even wirelessly to the computer unit 5 inside the door panel to program them.
- This door system can be implemented on all conceivable doors, in particular also on garage doors, on letter boxes, courtyard entrance doors, portals, stable doors, shop doors, storage doors, etc. Attractive is the time recording, which of course allows the system. Thanks to the system, it is easy to see who passes the door and at what time in which direction.
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Description
- Diese Erfindung betrifft ein Türsystem, welches eine berührungslose Zutrittskontrolle ermöglicht, und überdies auch eine berührungslose Türbedienung. Es gibt verschiedene Türen oder Vorschläge zu Türen mit alternativen Entsperr-Methoden anstelle der Benutzung eines konventionellen Schlüssels, der in ein Türschloss gesteckt und gedreht werden muss. Bekannt sind die elektronischen Schlüssel im Kreditkartenformat, wie sie in vielen Hotels zur Anwendung kommen. Doch auch hier muss immer noch ein Schlüssel mitgetragen werden, welcher verloren gehen kann. Ausserdem müssen die Türen nach dem Entsperren des Schlosses von Hand geöffnet werden, durch Drücken einer Türfalle oder Drehen eines Türknaufs, und sie müssen dann aufgestossen werden, oft gegen die Kraft eines Türtreibers. Auch automatisch öffnende und schliessende Türen sind in vielerlei Ausführungen bekannt.
- Es gibt Tür-Zutrittskontrollen und automatische Türen, die wohl ohne Schlüssel, aber immer noch mit einer körperlichen Berührung bedienbar sind, zum Beispiel mit Hilfe eines Fingerprint-Sensors, welcher beim Auflegen einer Fingerbeere auf einen Sensor, der oft in der Wand neben der Türe verbaut ist oder aber im Türblatt, die individuellen Minutien, das heisst die Endungen und Verzweigungen der Papillarleisten des menschlichen Fingerabdrucks, lesen und identifizieren kann. Ein solches System ist zum Beispiel in
WO 2012/022398 offenbart. Aus hygienischen Gründen ist aber eine Lösung gefragt, welche völlig ohne eine körperliche Berührung auskommt, weder für die Zutrittskontrolle, noch für die Türbedienung, sodass eine Person, welche die Türe passiert, keinerlei Spuren an der Oberfläche derselben hinterlässt. Gerade in Spitälern und sonstigen Gebäuden, wo erhöhte Hygieneanforderungen herrschen, wäre so eine Lösung sehr willkommen, weil die Türen bisher eine der Haupt-Überträger für Bakterien und Viren aller Art sind. Jede Person, die ein und aus geht, fasst den Türgriff an, welcher daher als eigentlicher Zwischenspeicher und Überträger dieser Mikroorganismen funktioniert. Die automatisch betätigten Türen, bei denen weder ein Türgriff noch das Türblatt angefasst werden, vermeiden eine derartige Übertragung. Sie funktionieren mittels Bewegungssensoren. Sobald eine Person vor die Türe tritt, öffnet sie sich. Wenn nun aber nur ganz bestimmte Personen Zutritt erhalten sollen, so gibt es hierfür noch kein wirklich überzeugendes System. - Was bisher vor allem in Hochsicherheitstrakten und Tresorräumen von Finanzinstituten angewendet wurde, ist die Identifizierung von Personen mittels der sogenannten Iris-Erkennung. Dies ist eine biometrische Methode, bei der mit einer speziellen Kamera die Iris des Auges aufgenommen und deren charakteristische Merkmale ausgewertet und mit den bereits im Rechner gespeicherten Templates abgeglichen werden. Allerdings hat das Iris-Erkennungs-Verfahren wesentliche Nachteile: Bei ungünstigen Aufnahmebedingungen des Auges, z.B. bei Brillenträgern oder bei Menschen mit asiatisch geprägten engen Augenlidern, können selbst erfasste Personen vom System nicht erkannt werden. Zudem dauert es eine gute Weile, bis ein Retina-Scan erfolgreich abgeschlossen ist. Für den Benutzer ist dies umständlich und nervenaufreibend, weil er das Auge in dieser Zeit möglichst stillhalten und nicht blinzeln sollte. Die Benutzer spüren den Scan als Stich ins Auge, was als unangenehm bis schmerzhaft empfunden wird. Aufgrund all dieser und weiterer Nachteile steigen viele dieser Institute wieder auf einen Identifikationsprozess mit Körperkontakt um.
- Es gibt heute neben der kontaktlosen Iris-Erkennung auch Handvenen-Scanner, welche die Venen eines Handtellers in einem Abstand von wenigen Millimetern bis Zentimetern zu scannen vermögen und mit dem einem aufgenommenen Muster vergleichen können, sodass eine Übereinstimmung feststellbar ist, wenn es ein- und dieselbe Hand war. Solche Scanner sind zum Beispiel in
WO 2012/041826 beschrieben. Sie werden bisher für allerlei Zutrittskontrollen eingesetzt, etwa auch separat zu einer Türe, die nach einer ausgelösten Entriegelung von Hand geöffnet und wieder geschlossen wird, oder mittels händischem Betätigen eines Knopfes oder Schalters motorisch geöffnet oder geschlossen werden, also nicht berührungslos. - Ein erweitertes Konzept wird in
US 6 720 861 vorgeschlagen. Darin offenbart ist ein Fernzugriffssteuerungssystem, das einen Signalsender zur drahtlosen Signalübermittlung an ein zentrales Zugangskontrollsystem enthält. Dabei ist der Signalsender elektronisch an eine Fernzugangssteuerung am Türblatt gekoppelt, welche die Türe bedient, indem sie die Türe je nach Signal öffnet. Der Benutzer trägt einen physischen Zugangsschlüssel auf sich, welcher in ein an der Türe angebrachtes Einlesegerät eingeschoben wird. Die Daten auf dem Zugangsschlüssel werden sodann eingelesen und je nach Auswertung wird ein Signal generiert, zum autorisierten Entriegeln der Türe. Der Benutzer öffnet die Türe anschliessend durch händisches Betätigen des Türknaufs bzw. der Türklinke. - In
WO 2006/104383 schliesslich wird ein Türsystem offenbart, bei dem die wesentlichen Bestandteile wie Identifikationseinheit, elektrisches Türschloss, Kommunikations- und Stromversorgungseinheit im Türblatt eingebaut sind. Dabei kann die Identifikationseinheit auch einen biometrischen Sensor einschliessen, etwa ein Blutgefäss-Scanner. Die Entriegelungsmechanik ist ein Zwei-Stufen-System: Eine Teil-Entriegelung erfolgt unmittelbar nach erfolgreicher Identifizierung. Danach muss die entsprechende Person mit einem herkömmlichen Schlüssel ein konventionelles Türschloss aufschliessen. Für den Einbau der oben erwähnten Einheiten wird ein Türrahmen so geschaffen, dass er aus Longitudinal- und Transversalelementen mit Schwalbenschwanz-Verbindungen zusammengehalten wird. Das Longitudinalelement auf der Seite der Türöffnung wird aus zwei Schablonen angefertigt, welche je eine Ausbuchtung vorweisen. Zusammengefügt bilden sie einen Hohlraum, in den die oben genannten Einheiten eingebaut werden. Die Türblätter werden über das Rahmenwerk montiert, wobei der aufgrund der Dicke der Rahmenelemente gebildete Zwischenraum dann mit einem Schaum, etwa einem Phenol-Schaum, gefüllt wird. Das Dokument offenbart einen zentralen Rechner, an welchem eine Vielzahl solcher Türen zur Verwaltung ihrer Zugänge angeschlossen sind. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Türsystem anzugeben, welches einerseits eine berührungslose individuelle Zutrittskontrolle bietet und andererseits auch eine automatische Türöffnung und Türschliessung, sodass auch das Öffnen und Schliessen der Türe berührungslos erfolgen kann. Eine zutrittsberechtigte Person kann also nach berührungsloser Kontrolle und Türöffnung einfach durchschreiten. Die Aufgabe ist es weiter, ein solches Türsystem anzugeben, welches mit einem minimalen baulichen Aufwand einsetzbar ist, indem der Türrahmen frei von elektronischen Schaltungen bleibt und daher auch ein nachträglicher Einbau eines solchen Türsystems in einen bestehenden Türrahmen leicht realisierbar ist.
- Diese Aufgabe wird gelöst von einem Türsystem nach dem Patentanspruch 1 mit seinem Oberbegriff und seinen kennzeichnenden Merkmalen.
- Anhand der Zeichnungen wird dieses Türsystem vorgestellt und sein Aufbau und seine Funktion wird nachfolgend erläutert.
- Es zeigt:
- Figur 1 :
- Eine geschlossene Türe mit einem Handvenen-Sensor im Türblatt;
- Figur 2 :
- Eine halb geöffnete Türe mit einem Handvenen-Sensor im Türblatt;
- Figur 3 :
- Eine Türe mit zwei Flügeln, ausgerüstet mit einem Handvenen-Sensor im einen der beiden Türblätter;
- Figur 4 :
- Eine Schiebetüre, ausgerüstet mit einem Handvenen-Sensor im einen der beiden Türblätter;
- Das Türsystem wird zunächst anhand von
Figur 1 vorgestellt. Es besteht aus einem Türrahmen 1 und mindestens einem Türblatt 2, sowie einem Türantrieb 3 mit zugehöriger Steuerung. Das Türblatt 2 ist nun als Besonderheit mit einem Handvenen-Scanner 4 ausgerüstet, zur Erfassung des Handvenen-Profils bei beabstandetem Hinhalten der Hand vor diesen Handvenen-Scanner 4. Die Hand wird also bloss einige Zentimeter vor den Scanner gehalten, ohne irgendetwas zu berühren. Damit erkennt das System den betreffenden Benutzer. In einer programmierbaren Rechnereinheit 5 mit Speicherelement, welche ebenfalls als Besonderheit im Innern des Türblattes 2 untergebracht ist, ist eine Anzahl von Benutzer-Handvenenprofilen speicherbar. Ein mit dem Handvenen-Scanner 4 erfasstes Handvenen-Profil kann dann von dieser Rechnereinheit durch Vergleichen mit den im Speicherelement abgespeicherten Handvenen-Profilen der zutrittsberechtigten Personen abgeglichen werden. Ein entsprechendes Signal geht in diesem Fall über ein Signalkabel 6 oder aber kabellos an die Steuereinheit des Türantriebs 3, sodass die Tür durch den Türantrieb 3 betätigbar ist, der Zugang also freigegeben wird. Die Programmierung der Rechnereinheit 5 erfolgt über einen externen Rechner 7, zum Beispiel in Form eines Personal Computers. Dieser kann irgendwo stehen. Er wird nur temporär mit der Rechnereinheit 5 im Türblatt verbunden, um diese zu programmieren. Die Verbindung kann dabei über ein Signalkabel 6 erstellt sein oder über eine drahtlose Netzwerk-Schnittstelle 10. Diese Netzwerk-Schnittstelle 10 bildet nebst dem Signalkabel für den Türantrieb 3 die einzige elektronische bzw. elektrische Verbindung zwischen dem Türblatt und dem Türrahmen oder überhaupt allen Elementen ausserhalb des Türblattes 2. Sie kann zum Beispiel als eine USB-Verbindung realisiert sein oder eben als drahtlose Schnittstelle, zum Beispiel auf der Basis von Near Field Communication Technologie, Bluetooth, Infrarot oder Ultraschall. Die programmierbare Rechnereinheit 5 und ihr Speicherelement für die Auswertung der Sensor-Signale sind also im Türblatt 2 eingebettet, mit einer im Türblattrand 8 oder im Randbereich 9 des Türblattes 2 mündenden Netzwerk-Schnittstelle 10 für die Programmierung und Energieversorgung. Durch einen temporären Anschluss eines externen Rechners 7 an diese Netzwerk-Schnittstelle 10 ist die Rechnereinheit 5 auch für alle späteren Änderungen programmierbar, und im Betrieb ist dieselbe Netzwerk-Schnittstelle 10 zum Anschluss einer Stromversorgung ausgelegt. - In
Figur 2 ist diese Tür in halboffenem Zustand dargestellt. Sobald eine Person bei geschlossener Türe ihre Hand einige Zentimeter vor den Handvenen-Scanner 4 hält, wird die Zutrittsberechtigung von der Rechnereinheit 5 im Türblatt 2 geprüft und wenn die Person zutrittsberechtigt ist, öffnet sich die Türe automatisch und die Person kann den Türrahmen durchschreiten. Danach schliesst die Türe automatisch, entweder nach einer einstellbaren Zeitperiode, oder indem jenseits des Türrahmens ein Bewegungssensor feststellt, dass sich niemand mehr im Türbereich bewegt. In dieserFigur 2 erkennt man die Netzwerk-Schnittstelle 10 in der Stirnseite der Längsseite des Türblattes 2. Auch das Signalkabel 6 ist mit Vorteil dort verlegt. - In
Figur 3 ist eine Ausführung des Türsystems mit Flügeltüren dargestellt. In diesem Fall wird der Handvenen-Scanner 4 im einen der beiden Türblätter oder Türflügel 2 untergebracht, wie auch die Rechnereinheit 5 mit ihrem Speicher. Alles funktioniert identisch wie mit einem einzigen Türblatt, bloss dass das Steuersignal in diesem Fall an zwei Türantriebe 3 geht, die über ein Kabel verbunden sind. - Die
Figur 4 zeigt eine Ausführung mit einer Schiebetüre 2. Im gezeigten Beispiel ist der Handvenen-Scanner 4 nahe an dem Türblattrand positioniert, welcher über die Türbreite geschoben wird. Der Handvenen-Scanner 4 bleibt dann immer noch sichtbar und zugänglich, selbst wenn die Schiebetüre wie mit dem Pfeil eingezeichnet nach links geschoben wurde und ganz geöffnet ist. Damit kann die Steuerung auch so ausgelegt werden, dass die offene Türe via Handvenen-Scanner 4 gezielt nur von berechtigten Personen geschlossen werden kann. Wenn die Türe nur von berechtigten Personen geöffnet werden soll, und hernach automatisch wieder schliessen soll, so kann der Handvenen-Scanner 4 auch anderswo im Türblatt angeordnet sein. - Der grosse Vorteil dieses Türsystems besteht darin, dass alles im Türblatt untergebracht ist, was mit der Zutrittskontrolle zu tun hat. Es braucht daher keine baulichen Änderungen, wenn nachträglich eine solche Kontrolle eingerichtet werden soll. Das ist eine enorme Vereinfachung und spart sonst hohe Installationskosten ein. Der externe Rechner 7 kann irgendwo stehen, und er wird nur vorübergehend über eine USB-Schnittstelle oder gar drahtlos mit der Rechnereinheit 5 im Innern des Türblattes verbunden, um diese zu programmieren. Dieses Türsystem ist an allen denkbaren Türen umsetzbar, so insbesondere auch an Garagentoren, an Briefkästen, Hof-Eingangstüren, Portalen, Stalltüren, Ladentüren, Lagertüren etc. Attraktiv ist die Zeiterfassung, welche das System natürlich ermöglicht. So kann dank des Systems leicht erfasst werden, wer zu welchem Zeitpunkt die Türe in welcher Richtung passiert.
Claims (8)
- Türsystem, bestehend aus einem Türrahmen (1) und mindestens einem Türblatt (2), wobei das mindestens eine Türblatt (2) mit einem Handvenen-Scanner (4) ausgerüstet ist, zur Erfassung des Handvenen-Profils bei beabstandetem Hinhalten der Hand vor diesen Handvenen-Scanner (4), einer programmierbaren Rechnereinheit (5) mit Speicherelement, in welchem eine Anzahl von Benutzer-Handvenenprofilen speicherbar ist, wobei die programmierbare Rechnereinheit (5) und ihr Speicherelement im Türblatt (2) eingebettet sind und die programmierbare Rechnereinheit (5) dazu ausgebildet ist, ein mit dem Handvenen-Scanner (4) erfasstes Handvenen-Profil mit den im Speicherelement der Rechnereinheit (5) gespeicherten Handvenen-Profilen zur Erkennung des betreffenden Benutzers zu vergleichen, damit bei einer vorhandenen Übereinstimmung die Tür betätigbar ist, und einer in den Türblattrand (8) oder Randbereich (9) des Türblattes (2) mündenden Netzwerk-Schnittstelle (10), die für die Energieversorgung dient und die im Betrieb zum Anschliessen einer Stromversorgung ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Türsystem weiter aus einem portablen externen Rechner (7), einem Türantrieb (3) mit Steuereinheit, sowie einem Signalkabel (6) besteht, wobei die programmierbare Rechenreinheit (5) dazu ausgebildet ist, ein Steuersignal über das Signalkabel (6) an die Steuereinheit des Türantriebs (3) abzugeben, sodass die Tür mittels des Türantriebs (3) betätigbar ist, dass die Netzwerk-Schnittstelle (10) auch für die Programmierung dient und die Netzwerk-Schnittstelle (10), neben dem Signalkabel (6) für die Steuereinheit des Türantriebs (3), die einzige Schnittstelle zwischen Türblatt (2) und Türrahmen (1) ist, wobei die Netzwerk-Schnittstelle (10) dazu ausgebildet ist, ein lokales temporäres Anschliessen des portablen externen Rechners (7) für die Programmierung der programmierbaren Rechnereinheit (5) zu ermöglichen. - Türsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerk-Schnittstelle eine USB-Schnittstelle ist.
- Türsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerk-Schnittstelle eine drahtlose Bluetooth Schnittstelle ist.
- Türsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerk-Schnittstelle eine drahtlose Near Field Communication-Technologie Schnittstelle ist.
- Türsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerk-Schnittstelle eine drahtlose Infrarot Schnittstelle ist.
- Türsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerk-Schnittstelle eine drahtlose Ultraschall Schnittstelle ist.
- Türsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Türe als zweiflüglige Türe ausgebildet ist, wobei einer der beiden Türflügel mit dem Handvenen-Scanner (4) und der Rechnereinheit (5) ausgerüstet ist.
- Türsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Türe als Schiebetüre ausgebildet ist.
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