DE10332614B4

DE10332614B4 - Input device for a data processing system

Info

Publication number: DE10332614B4
Application number: DE2003132614
Authority: DE
Inventors: Walter Engl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Qualcomm Inc; Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: DE10332614A1

Abstract

Eingabegerät (TB) für eine Datenverarbeitungsanlage (MT) mit folgenden Merkmalen:
einem im Querschnitt ringförmigen drehbar gelagerten Bedienelement (BE), in Abhängigkeit von dessen Drehung ein Steuersignal für die Datenverarbeitungsanlage (MT) erzeugt wird;
einer im Querschnitt ringförmigen Struktur (RS), welche im Inneren des Bedienelements (BE) angeordnet ist und entlang ihres Umfangs eine Mehrzahl von Ausnehmungen (VT) aufweist;
einer magnetisch wechselwirkenden Kugel (MK), die im Inneren der im Querschnitt ringförmigen Struktur (RS) beweglich und in einer der Mehrzahl von Ausnehmungen (VT) aufnehmbar ist;
einem magnetisch wechselwirkenden Element (EM), das außerhalb des Bedienelements angeordnet ist und dafür ausgelegt ist, die magnetisch wechselwirkende Kugel (MK) in eine der Mehrzahl von Ausnehmungen (VT) zu ziehen, um so einen mechanischen Widerstand bei einer Drehung des Bedienelements zu bewirken.Input device (TB) for a data processing system (MT) with the following features:
a rotatably mounted control element (BE) of annular cross-section, in response to the rotation of which a control signal for the data processing system (MT) is generated;
a ring-shaped in cross-section structure (RS), which is arranged in the interior of the operating element (BE) and along its periphery a plurality of recesses (VT);
a magnetically interacting ball (MK) which is movable in the interior of the cross-sectionally annular structure (RS) and in one of the plurality of recesses (VT) is receivable;
a magnetically-interacting element (EM) disposed outside the control element and adapted to pull the magnetically-interacting ball (MK) into one of the plurality of recesses (VT) so as to provide mechanical resistance upon rotation of the control element ,

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Eingabegerät für eine Datenverarbeitungsanlage, und insbesondere betrifft sie ein Eingabegerät in der Form eines Trackballs, der einem Benutzer ein haptisches Feedback bei der Bedienung vermittelt.The The present invention relates to an input device for a data processing system. and more particularly to an input device in the form of a trackball, which gives a user a haptic feedback during operation.

Der Trend bei Mobiltelefonen oder auch bei PDAs (PDA: Personal Digital Assistant) geht zu immer mehr Funktionen sowie zu immer größer werdenden Displays, welche auch eine immer höher werdende Auflösung aufweisen. Derartige Displays gestatten die Darstellung von Benutzeroberflächen beispielsweise mit einer Vielzahl von so genannten Icons, die entweder mittels einer Zeigeeinrichtung (Mauszeiger) oder mittels Tasten anwählbar sind. Insbesondere die Bedienung derartiger komplexer Benutzeroberflächen bzw. das Auswählen von Icons aus derartigen Benutzeroberflächen gestaltet sich mit einem herkömmlichen Navikey, einer in vier Richtungen verkippbaren Taste, sehr umständlich. Es werden somit Eingabeelemente benötigt, um den Komfort bei der Bedienung zu erhöhen. Eine Möglichkeit dabei besteht darin, die Bedienung der Benutzeroberfläche mittels eines sogenannten Trackballs (einer drehbar gelagerten Bedienkugel, in Abhängigkeit von deren Drehung Steuersignale erzeugt werden) zu verbessern. Der Nachteil bei herkömmlichen Trackballs besteht darin, dass sie dem Benutzer keine spürbare Rückmeldung bzw. kein haptisches Feedback über das Ausmaß einer Drehung geben, so dass der Benutzer beispielsweise bei der Bedienung eines Menüs nicht weiß, wie weit er noch bis zu einem bestimmten Menüpunkt bzw. zu einem Icon drehen muss.Of the Trend in mobile phones or PDAs (PDA: Personal Digital Assistant) goes to more and more functions as well as to ever-increasing ones Displays, which also have an ever-increasing resolution. Such displays allow the display of user interfaces, for example with a variety of so-called icons, either by means of a pointing device (mouse pointer) or by means of buttons are selectable. Especially the operation of such complex user interfaces or selecting of icons from such user interfaces is designed with a usual Navikey, a four-way tiltable button, very awkward. There are thus input elements needed to the comfort of the Increase operation. A possibility It consists in the operation of the user interface by means of a so-called trackball (a rotatably mounted control ball, dependent on from whose rotation control signals are generated) to improve. Of the Disadvantage with conventional trackballs is that it gives the user no noticeable feedback or haptic feedback on the Extent of a Give rotation, allowing the user, for example, in the operation a menu do not know, how far he still turns to a certain menu item or to an icon got to.

Die Druckschrift DE 299 03 348 U1 offenbart eine Rolleinrichtung in Form eines Codierrades. Der Mechanismus zur Erzeugung des haptischen Feedbacks beinhaltet eine ringförmige Struktur mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen im Inneren eines Bedienelements, es erfolgt jedoch keine magnetische Wechselwirkung mit einer Kugel, sondern ein Positionierteil wird durch Federn in die Ausnehmungen gedrückt.The publication DE 299 03 348 U1 discloses a rolling device in the form of a Codierrades. The mechanism for generating the haptic feedback includes an annular structure having a plurality of recesses in the interior of a control element, but there is no magnetic interaction with a ball, but a positioning member is pressed by springs into the recesses.

Die Druckschrift DE 197 00 647 C1 offenbart ein Eingabegerät für eine Datenverarbeitungsanlage mit einem im Querschnitt ringförmigen drehbar gelagerten Bedienelement, in Abhängigkeit von dessen Drehung ein Steuersignal für die Datenverarbeitungsanlage erzeugt wird, einer im Querschnitt ringförmigen Struktur, welche an dem Bedienelement ausgebildet ist und entlang des Umfangs des Bedienelements eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten magnetisch wechselwirkenden Komponenten aufweist, und einem magnetisch wechselwirkenden Element, das außerhalb des Bedienelements angeordnet ist und dafür ausgelegt ist, auf die magnetisch wechselwirkenden Komponenten eine Anziehungskraft auszuüben, um so einen mechanischen Widerstand bei einer Drehung des Bedienelements zu bewirken.The publication DE 197 00 647 C1 discloses an input device for a data processing system with an annular in cross-section rotatably mounted control element, in response to the rotation of a control signal for the data processing system is generated, a ring-shaped in cross-section structure which is formed on the control element and along the periphery of the control element a plurality of each other spaced magnetically interacting components, and a magnetically interacting element, which is arranged outside of the operating element and is adapted to exert on the magnetically interacting components an attractive force, so as to effect a mechanical resistance upon rotation of the operating element.

Ähnliches ist auch aus der Druckschrift DE 43 33 079 C2 bekannt, welche einen Bedienring umfassend eine ringförmige Struktur mit einer Mehrzahl von voneinander beabstandeten magnetisch wechselwirkenden Komponenten aufweist, wobei der Rotationswinkel des Bedienrings durch eine diesen umgebende Struktur mit magnetisch wechselwirkenden Elementen erfassbar ist.Similar is also from the document DE 43 33 079 C2 which has an operating ring comprising an annular structure with a plurality of magnetically interacting components spaced apart from one another, wherein the rotational angle of the operating ring can be detected by a structure with magnetically interacting elements surrounding it.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur Bedienung einer Datenverarbeitungsanlage zu schaffen, bei der der Benutzer ein verbessertes haptisches Feedback erhält.It is thus the object of the present invention, a possibility to provide for the operation of a data processing system in which the user receives improved haptic feedback.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is solved by the independent claims. advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Eingabegerät für eine Datenverarbeitungsanlage umfasst dabei ein im Querschnitt ringförmiges drehbar gelagertes Bedienelement, in Abhängigkeit von dessen Drehung ein Steuersignal für die Datenverarbeitungsanlage erzeugt wird. Das Bedienelement kann dabei die Form eines Ringes, eines Zylinders oder auch die einer Kugel aufweisen. Hat das Bedienelement die Form einer Kugel, so kann man bei dem Eingabegerät von einem so genannten Trackball sprechen. Ferner hat das Eingabegerät eine im Querschnitt ringförmige Struktur, welche im Inneren des Bedienelements angeordnet ist und entlang ihres Umfangs eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist. Diese ringförmige Struktur kann kraftschlüssig oder aber auch form- und kraftschlüssig zu dem Bedienelement angeordnet sein, d.h. die ringförmige Struktur soll derart angeordnet sein, dass sie eine Kraft auf das Bedienelement überträgt. Ferner ist es auch möglich, die ringförmige Struktur einstückig mit dem Bedienelement auszubilden. Das Eingabegerät hat ferner eine magnetisch wechselwirkende Kugel, die im Inneren der im Querschnitt ringförmigen Struktur beweglich ist und in einer der Mehrzahl von Ausnehmungen aufnehmbar ist. Schließlich hat das Eingabegerät noch ein magnetisch wechselwirkendes Element, das außerhalb des Bedienelements angeordnet ist und dafür ausgelegt ist, die magnetisch wechselwirkende Kugel in eine der Mehrzahl von Ausnehmungen zu ziehen, um so einen mechanischen Widerstand bei einer Drehung des Bedienelements zu bewirken. Anders ausgedrückt, wird die von dem magnetisch wechselwirkenden Element auf die Kugel ausgeübte Kraft über die ringförmige Struktur auf das Bedienelement übertragen, so dass ein Benutzer, der versucht, das Bedienelement zu drehen, einen Widerstand erfährt.An input device for a data processing system in this case comprises a ring-shaped in cross-section rotatably mounted operating element, in response to the rotation of a control signal for the data processing system is generated. The control element may have the shape of a ring, a cylinder or even a ball. If the control element has the form of a sphere, then one can speak of a so-called trackball in the input device. Furthermore, the input device has an annular cross-section structure which is arranged in the interior of the operating element and has a plurality of recesses along its circumference. This annular structure may be arranged non-positively or else positively and non-positively to the operating element, ie, the annular structure should be arranged such that it transmits a force to the operating element. Furthermore, it is also possible to form the annular structure in one piece with the operating element. The input device further has a magnetically interacting ball, which is movable in the interior of the cross-sectionally annular structure and in one of the plurality of recesses is receivable. Finally, the input device still has a magnetically interacting element which is arranged outside the operating element and is designed to pull the magnetically interacting ball into one of the plurality of recesses so as to bring about a mechanical resistance during a rotation of the operating element. In other words, the force exerted on the ball by the magnetically interacting element is transferred over transmit the annular structure to the operating element so that a user attempting to rotate the operating element experiences a resistance.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Mehrzahl von Ausnehmungen der ringförmigen Struktur derart ausgelegt sein, dass die magnetisch wechselwirkende Kugel bei einem bestimmten Drehwinkel des Bedienelements ausgehend von einer Stellung benachbart zu dem magnetisch wechselwirkenden Element aus der gerade aufgenommenen Ausnehmung in eine Ausnehmung in der Nähe des magnetisch wechselwirkenden Elements gezogen wird. Das heißt, es wird von der Ausgangsstellung ausgegangen, bei der sich die magnetisch wechselwirkende Kugel in einer Ausnehmung befindet, welche auf einer Linie zwischen der Mitte des ringförmigen Bedienelements und dem magnetisch wechselwirkenden Element (außerhalb des Bedienelements) liegt. Wird das Bedienelement nun um einen bestimmten Winkel gedreht, so entfernt sich die Ausnehmung mit der magnetisch wechselwirkenden Kugel von dem magnetisch wechselwirkenden Element. Da sich bei größer werdender Entfernung der magnetisch wechselwirkenden Kugel sich die Kraft zum Halten der Kugel in der Ausnehmung verringert (und ferner auch wirkende Schwerkräfte nicht mehr die Kugel in die Ausnehmung zwingen), greift vielmehr die magnetische Anziehungskraft derart an der magnetisch wechselwirkenden Kugel an, dass diese ins Innere der ringförmigen Struktur aus der gerade besetzten bzw. aufgenommenen Ausnehmung herausgezogen wird. Anschließend wird die magnetisch wechselwirkende Kugel in eine weitere Ausnehmung der ringförmigen Struktur gezogen, die dem elektrisch wechselwirkenden Element näher als die vorangegangene Ausnehmung ist. Insbesondere ist es möglich, dass die magnetisch wechselwirkende Kugel in eine Ausnehmung gezogen wird, welche sich in oben genannter Ausgangsstellung, d. h. unmittelbar benachbart zu dem magnetisch wechselwirkenden Element befindet. Das bedeutet, durch diese Ausbildung der ringförmigen inneren Struktur, sowie durch die Aufnahme der magnetisch wechselwirkenden Kugel in einer Ausnehmung in dieser zum Herstellen eines Kraftschlusses erhält der Benutzer bei der Drehung des Bedienelements ein haptisches Feedback, wobei insbesondere bei einem Übergang der magnetisch wechselwirkenden Kugel von einer Ausnehmung zu einer weiteren ein Rasteffekt bzw. eine Rasterhaptik entsteht.According to one advantageous embodiment, the plurality of recesses of annular Structure be designed such that the magnetically interacting Ball starting at a certain angle of rotation of the control from a position adjacent to the magnetically interacting one Element from the just recorded recess in a recess in the vicinity of the magnetically interacting element is pulled. That is, it will Starting from the initial position, in which the magnetically interacting Ball is located in a recess, which is on a line between the middle of the annular Control element and the magnetically interacting element (outside of the operating element) is located. Will the control now by a certain Turned angle, so the recess moves away with the magnetic interacting sphere from the magnetically interacting element. There with increasing Removal of the magnetically interacting sphere, the force reduces (and also reduces) the ball in the recess acting gravitational forces no longer force the ball into the recess), rather attacks the magnetic attraction on the magnetically interacting Ball on, that this inside the ring-shaped structure from the straight occupied or recorded recess is pulled out. Subsequently, will the magnetically interacting ball in a further recess the annular Structure pulled closer to the electrically interacting element than the previous recess is. In particular, it is possible that the magnetically interacting sphere is pulled into a recess, which in the above-mentioned starting position, d. H. immediate located adjacent to the magnetically interacting element. This means, through this formation of the annular inner structure, as well by receiving the magnetically interacting ball in a recess in this for establishing a frictional connection receives the user during the rotation of the control element haptic feedback, in particular at a transition the magnetically interacting sphere from a recess to a further a latching effect or a grid haptic arises.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die magnetische wechselwirkende Kugel eine Metallisierung bzw. Metallschicht auf, oder ist vollständig aus Metall ausgebildet. Ferner ist es möglich, dass das magnetisch wechselwirkende Element einen Permanentmagneten aufweist, der dann mit der Metallisierung bzw. der Metallschicht der magnetisch wechselwirkenden Kugel wechselwirkt und somit auf die magnetisch wechselwirkende Kugel eine Anziehungskraft ausübt. Anstelle des Permanentmagneten kann das magnetisch wechselwirkende Element ferner einen Elektromagneten aufweisen, der ein- bzw. abschaltbar ist. Das bedeutet, die Verwendung eines Elektromagneten als magnetisch wechselwirkendes Element hat den Vorteil, dass zwei Betriebsmodi bei dem Eingabegerät einstellbar sind. Wird der Elektromagnet eingeschaltet und übt somit eine magnetische Anziehungskraft auf die magnetisch wechselwirkende Kugel aus, so kann in diesem Betriebsmodus die oben beschriebene Rasterhaptik erreicht werden, während im zweiten Betriebsmodus bei abgeschaltetem Elektromagnet keine Anziehungskraft vom Elektromagneten ausgeht und so das Eingabegerät wie ein herkömmliches Eingabegerät bzw. ein herkömmlicher Trackball (bei Ausführung des Bedienelements als eine Kugel) ohne Rasterhaptik verwendbar ist.According to one advantageous embodiment, the magnetic interacting Ball on a metallization or metal layer, or is completely off Metal formed. Furthermore, it is possible that the magnetic interacting element has a permanent magnet, which then with the metallization or the metal layer of the magnetically interacting Ball interacts and thus on the magnetically interacting Ball exerts an attraction. Instead of the permanent magnet, the magnetically interacting Element further comprise an electromagnet which can be switched on or off is. This means using an electromagnet as magnetic interacting element has the advantage that two operating modes at the input device are adjustable. If the solenoid is turned on and thus exercises a magnetic attraction to the magnetically interacting Ball off, in this operating mode, the above described Raster haptics can be achieved while in the second operating mode with the solenoid switched off no Attraction from the electromagnet goes out and so the input device like a conventional input device or a conventional one Trackball (at execution of the operating element as a ball) can be used without raster haptics is.

Zur Erfassung der Drehung des Bedienelements hat das Eingabegerät ferner eine Rotationserfassungseinrichtung. Diese Rotationserfassungseinrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere optische Sensoren aufweisen, die die Rotation des Bedienelements erfassen, wobei es hier vorteilhaft ist, wenn auf der Oberfläche bestimmte Muster, wie in unregelmäßigen Abständen angeordnete Punkte bzw.to Detecting the rotation of the operating element further has the input device a rotation detecting device. This rotation detection device may for example have one or more optical sensors, which detect the rotation of the operating element, wherein it is advantageous here is when on the surface certain patterns, such as points at irregular intervals or

Flecken, vorgesehen sind. Ferner kann die Rotationserfassungseinrichtung mechanische Elemente, wie mit der Kugel in Kontakt stehende Walzen aufweisen, die entsprechend der Drehung der Kugel mitgedreht werden und dementsprechend Steuersignale (für die Datenverarbeitungsanlage) erzeugen.Stains, are provided. Furthermore, the rotation detection device mechanical elements, such as rollers in contact with the ball, which are rotated according to the rotation of the ball and accordingly Control signals (for the data processing system).

Ein gerade beschriebenes Eingabegerät eignet sich beispielsweise zur Steuerung einer Datenverarbeitungsanlage mit kleinen Abmessungen. Insbesondere ist sie dafür geeignet, in einer Datenverarbeitungsanlage, wie einem Mobilfunkgerät bzw. Mobiltelefon oder einem kleinen tragbaren Computer (PDA, Organizer) vorgesehen zu werden. Es ist auch denkbar, das Eingabegerät als selbstständiges Modul auszubilden, das beispielsweise über ein Kabel oder eine sonstige Verbindung (beispielsweise eine Funkverbindung oder sonstige drahtlose Verbindung, wie eine Infrarotverbindung) mit einer Datenverarbeitungsanlage verbunden wird.One just described input device is suitable, for example, for controlling a data processing system with small dimensions. In particular, it is suitable for in a data processing system, such as a mobile device or mobile phone or a small portable computer (PDA, organizer) to become. It is also conceivable, the input device as a stand-alone module form, for example, over a cable or other connection (for example, a radio link or other wireless connection, such as an infrared connection) connected to a data processing system.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The present invention will be described below with reference to FIGS enclosed drawings closer explained. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Eingabegeräts in der Form eines Trackballs gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic representation of an input device in the form of a trackball according to a first preferred embodiment of the invention;

2 eine schematische Darstellung eines Eingabegeräts in der Form eines Trackballs gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform, wobei das Bedienelement bzw. die Bedienkugel um einen bestimmten Winkel α nach links gedreht worden ist; 2 a schematic representation of an input device in the form of a trackball according to the first preferred embodiment, wherein the control element or the control ball has been rotated by a certain angle α to the left;

3 eine Datenverarbeitungsanlage in der Form eines Mobiltelefons MT. 3 a data processing system in the form of a mobile phone MT.

Es sei nun zunächst auf 1 verwiesen, in der eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Eingabegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Das Eingabegerät ist hier in der Form eines Trackballs TB ausgebildet, dessen zentrales Bedienelement für einen Benutzer eine Bedienkugel BE ist. Diese Bedienkugel BE ist in einem Gehäuse GH des Trackballs TB drehbar gelagert, wobei die Drehung der Kugel beispielsweise in der Bildebene gegen den Uhrzeigersinn (wie es unten noch bezüglich 2 erläutert werden wird) durch eine Rotationserfassungseinrichtung RE erfasst wird. Diese Rotationserfassungseinrichtung kann beispielsweise einen optischen Sensor aufweisen, der die Bewegung von auf der Kugel vorgesehenen Mustern erfasst und in Steuersignale umsetzt, die dann schließlich zu einer Datenverarbeitungsanlage weitergeleitet werden.It is now on first 1 referenced in which a first preferred embodiment of an input device according to the present invention is shown. The input device is designed here in the form of a trackball TB whose central operating element is a control ball BE for a user. This control ball BE is rotatably mounted in a housing GH of the trackball TB, wherein the rotation of the ball, for example, in the image plane counterclockwise (as below with respect 2 will be explained) is detected by a rotation detecting device RE. This rotation detection device may, for example, comprise an optical sensor which detects the movement of patterns provided on the sphere and converts them into control signals, which are then finally forwarded to a data processing system.

Es sei erwähnt, dass das erfindungsgemäße Prinzip gemäß der ersten Ausführungsform anhand einer Querschnittsdarstellung erläutert wird, bei der die Bedienkugel BE einen ringförmigen bzw. kreisförmigen Querschnitt aufweist. Im Inneren der Bedienkugel BE ist eine Struktur RS vorgesehen (welche in den Figuren ebenso einen ringförmigen Querschnitt aufweist), wobei diese "innere" Struktur RS Ausnehmungen bzw. Vertiefungen VT entlang des Umfangs der Bedienkugel BE aufweist. Diese Ausnehmungen bzw. Vertiefungen VT können entlang der gesamten Innenfläche der Bedienkugel BE angeordnet sein. Die Vertiefungen sind dabei vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass eine magnetisch wechselwirkende Metallkugel MK zumindest teilweise in einer Vertiefung VT aufgenommen werden kann, wie es beispielsweise in 1 gezeigt ist. Es sei bemerkt, dass obwohl in den Figuren die Vertiefungen als in der Form mit der Metallkugel MK übereinstimmend dargestellt sind, es nicht unbedingt notwendig ist derartige Vertiefungen auszubilden. Es genügt vielmehr, dass die innere Struktur RS allgemein Ausnehmungen aufweist, in denen die Metallkugel soweit (teilweise) aufnehmbar ist, dass ein gewisser Kraftschluss zwischen Kugel und Ausnehmung bewirkt wird, der ein Halten der Kugel in der Ausnehmung ermöglicht. Anders ausgedrückt soll, wie im Folgenden erläutert werden wird, durch einen mechanischen Kontakt zwischen der Metallkugel MK und der Ausnehmung bzw. der inneren Struktur RS erreicht werden, dass durch eine Anziehungskraft auf die Metallkugel MK von außen, die Bedienkugel BE einen Widerstand bei der Drehung erfährt. Benachbart und außerhalb der Bedienkugel BE befindet sich ein Elektromagnet EM, der über einen Schalter mit einer Stromquelle verbindbar ist (nicht dargestellt), so dass er in einem eingeschalteten Zustand eine magnetische Kraft (Anziehungskraft) auf die Metallkugel MK in der Bedienkugel BE ausüben kann.It should be noted that the principle according to the invention is explained according to the first embodiment with reference to a cross-sectional view, in which the control ball BE has an annular or circular cross-section. Inside the operating sphere BE, a structure RS is provided (which likewise has an annular cross section in the figures), this "inner" structure RS having recesses or depressions VT along the circumference of the operating sphere BE. These recesses or depressions VT can be arranged along the entire inner surface of the control ball BE. The depressions are advantageously designed such that a magnetically interacting metal ball MK can be accommodated at least partially in a depression VT, as for example in FIG 1 is shown. It should be noted that although in the figures the recesses are shown as coincident in shape with the metal ball MK, it is not absolutely necessary to form such recesses. Rather, it is sufficient that the inner structure RS has generally recesses in which the metal ball is (partially) accommodated so far that a certain frictional connection between the ball and the recess is effected, which allows the sphere to be retained in the recess. In other words, as will be explained below, mechanical contact between the metal ball MK and the recess or the internal structure RS is intended to ensure that, by an attraction force on the metal ball MK from the outside, the operating ball BE provides resistance during the rotation experiences. Adjacent and outside the control ball BE is an electromagnet EM, which is connected via a switch with a power source (not shown), so that it can exert a magnetic force (attraction) in a switched-state on the metal ball MK in the control ball BE.

In 1 ist der Fall dargestellt, bei dem sich die Metallkugel in der untersten dem Elektromagneten am nächsten befindlichen Vertiefung VT befindet. Es sei bemerkt, dass für die folgenden Erläuterungen immer der Betriebsmodus angenommen wird, bei dem der Elektromagnet EM angeschaltet ist, und somit eine Anziehungskraft auf die Metallkugel MK ausübt.In 1 the case is shown in which the metal ball is located in the lowest closest to the electromagnet depression VT. It should be noted that for the following explanations, the operation mode in which the electromagnet EM is turned on is always assumed, thus exerting an attraction force on the metal ball MK.

Befindet sich nun diese Metallkugel MK in der benachbarten Stellung zu dem Elektromagneten EM, während sie in der untersten Vertiefung aufgenommen ist und in Kontakt mit den Seitenwänden der Vertiefung steht, wird bei einer von einem Benutzer bewirkte Rotation der Bedienkugel BE, durch die die Metallkugel MK von dem Elektromagneten EM wegbewegt wird, ein (mechanischer) Widerstand für den Benutzer spürbar.is Now this metal ball MK in the adjacent position to the Electromagnet EM while she is in the lowest well and is in contact with the side walls the depression is caused by a user Rotation of the control ball BE, through which the metal ball MK of the Electromagnet EM is moved away, a (mechanical) resistance for the user noticeable.

Es sei nun auf 2 verwiesen, in der die gleiche Ausführungsform des Trackballs TB wie in 1 dargestellt ist, wobei in der Darstellung von 2 die Bedienkugel BE in der Bildebene gegen den Uhrzeigersinn, d. h. in Richtung des Pfeils DR, gedreht worden ist. Das bedeutet, ein Benutzer hat gegen die Anziehungskraft des Elektromagneten EM (auf die Metallkugel MK) die Vertiefung mit der Metallkugel nach oben wegbewegt. Ausgehend von einer Ausgangsstellung, bei der die Metallkugel sich in der untersten Vertiefung befindet, die auf einer Verbindungslinie von dem Kugelmittelpunkt zu dem Elektromagneten liegt, wurde in 2 die Kugel um einen Winkel α entlang des Umfangs der Bedienkugel BE in eine zweite Stellung bzw. Übergangsstellung bewegt. Kennzeichen dieser Übergangsstellung ist, dass aufgrund der mit dem Abstand von der Metallkugel zu dem Elektromagnet sich verringernden Anziehungskraft in Richtung Vertiefung hinein diese Kraft zum Halten der Metallkugel MK in der Vertiefung so gering wird, dass die Kugel über die Seitenwand der Vertiefung "hinaus fällt". Wie es ferner anhand der Abbildung von 2 zu erkennen ist, ist bei einem Winkel α die von dem Elektromagneten EM ausgehende Anziehungskraft eher derart gerichtet, die Kugel MK aus ihrer momentan besetzten Vertiefung herauszuziehen und in eine Vertiefung zu ziehen, die dem Elektromagneten EM näher ist. Das bedeutet, bei einer Bewegung der Bedienkugel BE um den Winkel α wird somit ein Übergang von einer Vertiefung in eine andere, dem Elektromagneten näher liegende Vertiefung erzwungen. Der Übergang der Kugel von einer entfernten zu einer nahen Vertiefung bedeutet jedoch wieder, dass die Anziehungskraft des Elektromagneten auf die Kugel MK stark ist, so dass ein Benutzer nach dem Übergang wieder eine stärkere Kraft zur Drehung der Bedienkugel BE aufbringen muss, als vor dem Übergang. Somit wird durch den Übergang der Kugel eine Rasterung bzw. ein Rastereffekt des Trackballs erreicht.It is now up 2 referenced in which the same embodiment of the trackball TB as in 1 is shown, wherein in the illustration of 2 the control ball BE has been rotated in the image plane counterclockwise, ie in the direction of the arrow DR. That is, a user has moved up against the attraction of the electromagnet EM (on the metal ball MK) the recess with the metal ball upwards. Starting from a starting position in which the metal ball is located in the lowest depression, which lies on a connecting line from the ball center to the electromagnet, was in 2 the ball is moved by an angle α along the circumference of the control ball BE in a second position or transition position. Characteristic of this transition position is that due to the decreasing with the distance from the metal ball to the electromagnet attraction force in the direction of depression in this force to hold the metal ball MK in the recess is so small that the ball on the side wall of the recess "falls out" , As further illustrated by the figure of 2 it can be seen, at an angle α, the attraction force emanating from the electromagnet EM is more directed to pull the ball MK out of its currently occupied recess and into a recess which is closer to the electromagnet EM. This means that upon a movement of the control ball BE by the angle α, a transition from one recess to another, the electromagnet closer lying Vertie forced. The transition of the ball from a remote to a near recess, however, again means that the attraction of the electromagnet on the ball MK is strong, so that a user after the transition again has to apply a stronger force to rotate the control ball BE, as before the transition , Thus, a rasterization or a raster effect of the trackball is achieved by the transition of the ball.

Es sei nun auf 3 verwiesen, in der eine Datenverarbeitungsanlage in der Form eines Mobiltelefons MT gezeigt ist. Das Mobiltelefon MT weist dabei eine Tastatur TAS zum Eingeben von Steueranweisungen bzw. zum Eingeben von alphanumerischen Zeichen auf. Ferner weist das Mobiltelefon MT eine Anzeige DSP zum Darstellen einer Benutzeroberfläche auf, wobei gerade vier Symbole bzw. Icons ICO gezeigt sind, durch deren Auswahl ein Steuerbefehl eingegeben bzw. eine Anwendung gestartet werden kann, usw. Zum Auswählen der Icons bzw. zum Steuern der Benutzeroberfläche ist ein Mauszeiger MZ vorgesehen, dessen Position mittels eines Trackballs TB (wie oben erläutert) gesteuert bzw. verändert werden kann. Insbesondere kann ein Benutzer durch Drehen der Kugel BE die Position des Mauszeigers MZ auf der Benutzeroberfläche verändern. Der Trackball TB kann, wie in der Figur gezeigt, im Mobiltelefon vorgesehen sein, oder kann aber auch als ein separates Modul ausgebildet sein, das Steuerbefehle bzw. Steuersignale über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung an das Mobiltelefon kommuniziert.It is now up 3 referenced in which a data processing system in the form of a mobile phone MT is shown. The mobile phone MT has a keyboard TAS for entering control instructions or for entering alphanumeric characters. Further, the mobile phone MT has a display DSP for displaying a user interface, wherein four icons ICO are shown, by the selection of which a control command can be inputted or an application can be started, etc. For selecting the icons or controlling the User interface, a mouse pointer MZ is provided, the position of which can be controlled or changed by means of a trackball TB (as explained above). In particular, a user can change the position of the mouse pointer MZ on the user interface by turning the ball BE. The trackball TB may, as shown in the figure, be provided in the mobile phone, or may also be formed as a separate module that communicates control commands or control signals via a wired or wireless connection to the mobile phone.

Claims

input device (TB) for a data processing system (MT) with the following features: one in cross-section annular rotatably mounted operating element (BE), depending on its rotation a control signal for the data processing system (MT) is generated; one in cross section annular Structure (RS), which is arranged inside the operating element (BE) and a plurality of recesses (VT) along its circumference; one magnetically interacting sphere (MK), which is inside the cross section annular Structure (RS) movable and in one of the plurality of recesses (VT) is recordable; a magnetically interacting element (EM) that outside the operating element is arranged and designed to be the magnetic interacting ball (MK) in one of the plurality of recesses (VT), so a mechanical resistance in one turn to effect the control.

input device according to claim 1, wherein the plurality of recesses (VT) of the in cross-section annular Structure (RS) is designed such that the magnetically interacting Ball (MK), starting from a position in a first recess adjacent to the magnetically interacting element (EM) a certain angle of rotation of the operating element (BE) from the first recess is pulled into a second recess, which is now closer to the magnetically interacting element (EM) is arranged.

input device according to claim 1 or 2, wherein the magnetically interacting sphere (MK) has a metallization.

input device according to claim 3, in which the magnetically interacting sphere (MK) is formed as a metal ball.

input device according to one of the claims 1 to 4, wherein the magnetically interacting element (EM) a Permanent magnet has.

input device according to one of the claims 1 to 4, wherein the magnetically interacting element (EM) a having switched on and off electromagnet.

input device according to one of the claims 1 to 6, wherein the operating element (BE) formed as a ball is, wherein the annular cross-sectional structure (RS) on the Ball inside surface is arranged.

input device according to one of the claims 1 to 7, wherein the operating element with the annular cross-sectional structure (RS) in one piece is trained.

input device according to one of the claims 1 to 8, further comprising a rotation detecting device (RE) for Detecting a rotation of the control element has.

input device according to claim 9, wherein detecting a rotation of the operating element by the rotation detecting device (RE) on mechanical or optical way.

Data processing system (MT) with an input device (TB) after one of the preceding claims.

Data processing system according to claim 11, which is known as a mobile device (MT) or is designed as a portable computer.