DE10065621A1 - Elektronisches Eingabegerät - Google Patents

Abstract

Ein elektronisches Eingabegerät mit einer Tastatur zur Steuerung einer Eingabefunktion weist erfindungsgemäß wenigstens einen Beschleunigungssensor zur Erfassung einer Bewegung des Eingabegeräts und eine Umschalteinrichtung auf. Die Umschalteinrichtung dient dazu, das Eingabegerät von einem ersten Funktionsmodus in einen zweiten Funktionsmodus umzuschalten, wobei im zweiten Funktionsmodus eine Bewegung des Eingabegerätes ausgewertet wird und wenigstens eine Taste der Tastatur zur Übermittlung eines Steuerbefehls verwendet wird. Zusätzlich kann das Gerät einen Programmiermodus aufweisen, in welchem verschiedene Betriebsparameter und die Anzahl der zu verwendenden Beschleunigungssensoren einstellbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Eingabe­ gerät, z. B. für einen Computer oder ein mit einem Computer ausgestattetes multimediales Gerät.

Eingabegeräte für Computer sind seit langem bekannt. So gibt es Tastaturen, Joysticks, Mäuse, Mauspads, etc. Aus der US 6,094,156 ist eine Fernbedienung für z. B. einen Fernseher be­ kannt. Diese Fernbedienung hat außerdem die Funktionalität ein­ einer Tastatur und/oder einer Computer-Maus. Zu diesem Zweck kann die Fernbedienung "aufgeklappt werden" und dem Benutzer öffnet sich dann eine Tastatur und ein Mauspad, etc. Diese kann dann als Eingabegerät für z. B. Internetfunktionen eines multi­ medialen Fernsehers verwendet werden.

Aus der US 5,724,106 ist des weiteren eine Fernbedienung für ein Multi-Media-Gerät bekannt, welche einen optischen Trackball integriert hat. Auf der Unterseite des Geräts befindet sich ein sogenannter Trigger mittels dessen eine Trackball-Funktion des Eingabegerätes aktiviert werden kann. Das Gerät kann vorzugs­ weise mittels einer Hand bedient werden, wobei der Zeigefinger zur Betätigung des Triggers verwendet wird.

Nachteil all dieser bekannten Eingabegeräte ist, dass diese sehr umständlich und kompliziert zu bedienen sind und in der Herstellung relativ aufwendig und damit teuer zu produzieren sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein elektroni­ sches Eingabegerät anzugeben, welches die vorgenannten Nachtei­ le nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des unabhän­ gigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Kennzeichen der Unteransprüche.

Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass mittels ein und derselben Bedieneinheit unterschiedliche Funktionen ausgeübt werden können. Insbesondere bei Multimedia-Geräten wird häufig die Eingabe von Daten über eine Computer-Maus verlangt. Insbe­ sondere Internet-Anwendungen verlangen zu einem hohen Prozent­ satz die Eingabe von sogenannten Point-Click-Befehlen, bei de­ nen mittels einer Maus auf ein bestimmtes am Bildschirm darge­ stelltes Objekt gezeigt und mittels einer der Maustasten ge­ klickt wird. Viele Internet-Seiten bedienen sich ausschließlich dieses Eingabemediums. Das erfindungsgemäße Eingabegerät eignet sich insbesondere für "Multimedia-Fernseher", sogenannten Set­ top-Boxen, etc. die z. B. einen Internet-Zugang aufweisen. Mit­ tels eines Tasters kann die Funktion der Fernbedienung in die Funktion einer Maus umgeschaltet werden. Durch die vorteilhafte Verwendung von Beschleunigungssensoren kann die Fernbedienung dabei in der Hand verbleiben. Jede Bewegung der Fernbedienung wird in gleicher Weise wie die einer Computer-Maus erfasst und an das Multimedia-Gerät übertragen.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist das Gerät einen weiteren Betriebsmodus auf, in welchem verschiedene Parameter an den jeweiligen Benutzer angepasst werden können. In diesem Programmiermodus können z. B. das Übersetzungsverhältnis der Bewegung, die Anzahl der zu verwendenden Beschleunigungssenso­ ren und/oder die Auswahl der Bewegungsebene, die Funktion und Auswahl der zu verwendenden Tasten, etc. ausgewählt und pro­ grammiert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Fernbedienungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Bedienein­ heit, und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines weiteren elektroni­ schen Eingabegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 100 eine Fernbedienungs­ einheit dargestellt wie sie üblicherweise zum Betrieb eines Fernsehgeräts verwendet wird. Erfindungsgemäß weist diese Fern­ bedienungseinheit einen Taster 120 auf der seitlich angebracht ist, so dass das Gerät mit einer Hand bedient werden kann. Des weiteren sind innerhalb des Geräts drei Beschleunigungssensoren 130, 150 und 160 zur Erfassung einer zwei- oder dreidimensiona­ len Bewegung untergebracht. Je nach Ausgestaltung kann das Ge­ rät auch weniger Beschleunigungssensoren aufweisen, z. B. zwei zur Erfassung zweidimensionaler oder einen zur Erfassung einer eindimensionalen Bewegung. Das Gerät weist eine üblicherweise auf der Oberseite angeordnete Tastatur 110 sowie eine Übertra­ gungsvorrichtung 140 auf. Die Tastatur kann auch zusätzliche Tasten 111, 112 aufweisen, die ausschließlich für die Funktion der Computer-Maus vorgesehen sind. Die Übertragungsvorrichtung 140 kann z. B. eine Infrarot-Übertragungseinheit oder eine RF- Sendeeinheit sein, die auf einem geeignetem UHF-Band Radiosig­ nale als Steuersignale überträgt.

Fig. 2 zeigt anhand eines Blockdiagramms die elektronische Schaltung der erfindungsgemäßen Fernbedienung. Eine Tastatur 210 ist über eine Schnittstelle mit einer zentralen Rechenein­ heit 200, z. B. einem Microcontroller, zur Auswertung von Tas­ taturbefehlen verbunden. Über dieselbe Schnittstelle oder eine gesonderte Schnittstelle ist eine Taste 220 mit der zentralen Recheneinheit 200 verbunden. Die Taste 220 kann auch als eine Taste mit Schaltfunktion, z. B. Einrastfunktion, ausgebildet sein. Über eine Ausgangsschnittstelle ist die zentrale Rechen­ einheit 200 mit der Sendeeinheit 240 verbunden. Diese kann, wie bereits erwähnt, eine Infrarot-Sendeeinheit, eine RF-Sendeein­ heit oder dergleichen sein. Zusätzlich sind eine oder mehrere Schnittstellen vorgesehen, die zur Verbindung der Beschleuni­ gungssensoren 130, 150, 160; 230, 250, 260 mit der zentralen Recheneinheit 200 dienen.

Sollen nur eindimensionale Bewegungen erfasst werden, so ist lediglich ein Beschleunigungssensor 230 notwendig. Zur Erfas­ sung zweidimensionaler Bewegungen sind zwei Beschleunigungssen­ soren 230 und 250 und zur Erfassung dreidimensionaler Berwegun­ gen sind drei Beschleunigungssensoren 230, 250 und 260 notwen­ dig.

Bei nicht aktiviertem Taster 120, 220 funktioniert das Eingabe­ gerät 100 als normale Fernbedienungseinheit. Wird die Tastatur 110, 210 betätigt, so wird der durch die entsprechende Taste kodierte Befehl von der zentralen Recheneinheit 200 an die Sen­ deeinheit 140, 240 zur Übertragung an das zu steuernde Gerät, z. B. den Fernseher, übertragen.

Sobald der Taster 120, 220 aktiviert wird, erkennt dies die zentrale Recheneinheit 200 und wertet von nun an die Signale der Beschleunigungssensoren aus. Die Fernbedienung arbeitet nun in einem zweiten Betriebsmodus, in welchem sie beispielsweise wie eine Computer-Maus funktoniert. Diese Funktion kann zusätz­ lich zur normalen Funktion, z. B. als Fernbedienung, vorgesehen sein. Das heißt, in diesem Fall sind zusätzliche Tasten 111, 112 vorgesehen, denen ausschließlich die Funktion der Maustas­ ten zugeordnet ist. Taster 120, 220 aktiviert dann ausschließ­ lich die Auswertung der Bewegung und die Übertragung der zuge­ hörigen Daten an das zu steuernde Gerät.

Dies hat den Vorteil, dass die Steuerung eines Cursors auf dem Bildschirm mittels der Mausfunktion des Eingabegeräts präzise erfolgen kann. Der Benutzer betätigt zur Aktivierung der Maus­ funktion den Taster 120, 220 und hält diesen gedrückt. Sobald die gewünschte Position des Cursors erreicht ist lässt der Be­ nutzer den Taster 120, 220 wieder los. Dadurch werden von nun an keine Bewegungen des Geräts weiter ausgewertet. Der Cursor bleibt nun an der gewünschten Position "eingefroren". Nun kann eine der Mausfunktionstasten 111, 112 gedrückt werden um einen sogenannten Point & Click - Befehl auszuführen. Üblicherweise würde eine derartige Aktion bei einem derartigen Eingabegerät eine erneute Bewegung des Gerätes verursachen und zu einer un­ gewünschten Verschiebung des Cursors führen. Durch die erfin­ dungsgemäße Deaktivierung mittels des Tasters 120, 220 wird dies jedoch sicher vermieden.

Soll die Funktion einer normalen Computer-Maus mittels der vor­ handenen Tastatur 110, 210 nachgebildet werden, so können z. B. auch zwei Tasten der Tastatur 110, 210 als rechte und linke Maus-Taste definiert werden. Die zentrale Recheneinheit 200 wertet nun bei Aktivierung dieser Tasten die entsprechende Funktion aus und sendet das entsprechende Signal "rechte oder linke Maus-Taste gedrückt" über die Sendeeinheit 140, 240 an das zu steuernde Gerät. Soll eine Computer-Maus mit mehreren Tasten im zweiten Betriebsmodus nachgebildet werden, so können entsprechend mehrere Tasten der Tastatur 110, 210 zur Nachbil­ dung der jeweiligen Funktion definiert werden. Wie oben be­ schrieben, werden solange die Taste 120; 220 gedrückt bleibt, fortlaufend die erfassten Bewegungsdaten wie bei einer handelsüblichen Computer-Maus übertragen. Sobald der Taster 120; 220 losgelassen wird arbeitet das Gerät wieder als normale Fernbe­ dienung. Um bei einer Mehrfachbelegung der Tastatur 110, 210 zu vermeiden, dass nach Deaktivierung der Bewegungsauswertung auch die Umschaltung der Tastenfunktion durchgeführt wird, kann er­ findungsgemäß eine Zeitfenster vorgesehen sein während dessen die entsprechenden Tasten der Tastatur 110, 210 mit Maustasten­ funktion noch in der Betriebsart "Maustasten" arbeiten. Das Zeitfenster kann beispielsweise einige Sekunden nach Loslassen des Tasters 120; 220 aktiv sein. Während dieser Zeitspanne kann dann z. B. mittels der zugeordneten Tasten die entsprechende "Maustaste" betätigt werden.

Die Beschleunigungssensoren 130, 230 und 150, 250 sind inner­ halb der Fernbedienung 100 derart angeordnet, dass sie eine Be­ wegung der Fernbedienung zweidimensional erfassen. Dabei kann je nach Anordnung der Sensoren entweder eine horizontale Ebene als Bewegungsebene oder eine vertikale Ebene als Bewegungsebene definiert sein. Die Verwendung einer horizontalen Ebene ent­ spricht der bei der Verwendung einer handelsüblichen Computer- Maus, die üblicherweise auf einem Schreibtisch auf einer ent­ sprechend geeigneten Unterlage bewegt wird. Durch die Verwen­ dung von Beschleunigungssensoren entfällt diese Bezugszurodnung gänzlich. Selbstverständlich könnte das erfindungsgemäße Einga­ begerät aber auch auf einer ebenen Fläche bewegt werden. Die Verwendung der vertikalen Bezugsebene hat den Vorteil, dass die Darstellung und Bewegung eines Cursors, z. B. eines Mauspfeils, auf einem Bildschirm üblicherweise ebenfalls in einer vertika­ len Ebene erfolgt. Jede Bewegung der Fernbedienung würde daher einer gleichen Bewegung des Mauszeigers auf dem Bildschirm ent­ sprechen.

In einer Weiterbildung kann das erfindungsgemäße Eingabegerät programmierbar ausgestaltet werden. So kann z. B. ein Überset­ zungsverhältnis der Bewegung mittels der zentralen Rechenein­ heit an den jeweiligen Benutzer angepaßt werden. Mittels einer speziellen Taste oder Tastenkombination kann das Eingabegerät von einem jeweiligen Benutzer in einem Programmier- oder Ein­ stellbetriebsmodus angepaßt werden. Insbesondere kann ein Gerät z. B. drei Beschleunigungssensoren 230, 250 und 260 zur Erfas­ sung von dreidimensionalen Bewegungen aufweisen. Üblicherweise sind zur Eingabe in einen Computer nur zweidimensionale Maus- Eingaben erforderlich. Daher können erfindungsgemäß zwei der drei Beschleunigungssensoren ausgewählt werden, die z. B. be­ stimmen welche Bewegungsebene ausgewertet werden soll. Bevor­ zugt ein Benutzer die Auswertung der vertikalen Ebene so werden durch entsprechende Programmierung nur die Signale der Sensoren 130; 230 und 150; 250 ausgewertet. Soll die Funktion einer Com­ putermaus mit horizontaler Bewegungsebene nachgebildet werden, so werden nur Signale der Sensoren 150; 250 und 160; 260 ausge­ wertet. Des weiteren könnte auch eine dritte Ebene, definiert durch die Sensoren 10; 230 und 160; 260 ausgewertet werden. In einer weiteren einstellbaren Betriebsart können alle Sensoren zur Ermittlung dreidimensionaler Bewegungen verwendet werden. Des weiteren können im Programmiermodus z. B. die Tasten der Tastatur 110; 210 ausgewählt werden die eine bestimmte Funktion in der zweiten Betriebsart aufweisen sollen.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Eingabeeinheit in Form eines Eingabestifts 300. Dieser Eingabestift 300 weist zwei Tasten 310 und 315 sowie eine Aktiviertaste 320 auf. Innerhalb des Eingabestiftes 300 sind wiederum drei Beschleunigungssensoren 330, 350 und 360 zur Erfassung der Bewegung in drei Ebenen vor­ gesehen. Die Aktiviertaste 320 ist derart angeordnet, dass sie bequem mittels des Daumens betätigt werden kann, wenn der Ein­ gabestift wie z. B. ein Kugelschreiber gehalten wird. Die Betä­ tigungstasten 310 und 315 sind dann ebenfalls bequem z. B. mit­ tels des Zeigefingers betätigbar. An der Spitze kann z. B. ei­ ne Infrarot- oder RF-Sendeeinrichtung 340 vorgesehen sein. Die Sendeeinrichtung 340 kann aber auch an geeigneter anderer Stel­ le untergebracht sein.

Dieser Eingabestift kann im Normalbetrieb, also bei nicht akti­ vierter Taste 320, entweder die Funktion eines Lightpen oder die eines Scanners zum zeilenweisen Scannen von Schriftstücken oder eine andere elektronische Funktion haben. Grundsätzlich kann der Stift bei nicht gedrückter Taste 320 auch keine ei­ gentliche elektronische Funktion aufweisen und zum Beispiel nur zur Eingabe auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm, z. B. eines Handheld-Computers (PDA), dienen. Mittels eines derarti­ gen Eingabestifts können neben normaler Computer-Mausfunktion auch Schreibbewegungen erfaßt und mittels eines entsprechenden Auswerteprogramms in einem Computer ausgewertet werden. Auch hier kann eine selektive Verwendung der Beschleunigungssensoren 330, 350 und 360 erfolgen um das Gerät an die speziellen Erfor­ dernisse eines jeweiligen Benutzers anzupassen. Dabei kann das Gerät falls notwendig entsprechende zusätzliche Tasten aufwei­ sen oder durch eine bestimmte Tastenfolge programmiert werden. Zum Umschalten in einen Programmiermodus müssen z. B. alle Tas­ ten 310, 315 und 320 gleichzeitig gedrückt werden, wobei eine bestimmte Reihenfolge der Tastenbetätigung eingehalten werden muss. Auf dem Bildschirm des zu steuernden Gerätes, z. B. einem handelsüblichen Personal Computer (PC), kann dann ein Auswahl­ menü zur Auswahl von Bewegungsebene, verschiedenen Auswerte-Al­ gorithmen, Übersetzungsverhältnis der Bewegung, etc. darge­ stellt sein. Die Auswahl der Optionen kann dann durch Betäti­ gung einer der drei Tasten erfolgen. Der Programmiermodus kann durch eine bestimmte Tastenfolge beendet werden. Die zentrale Recheneinheit 200 kann einen nicht-flüchtigen Speicher aufwei­ sen, der die programmierten Parameter speichert.

Das erfindungsgemäße Eingabegerät ist nicht auf die in den Aus­ führungsbeispielen gezeigte Fernbedienung und Eingabestift be­ schränkt und kann auch in anderen elektronischen Geräten wie z. B. einem Handy, etc. verwendet werden. Die Anzahl der verwende­ ten Beschleunigungssensoren kann an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden. Auch können spezielle Beschleunigungssensoren z. B. zur Erfassung von Drehbewegungen verwendet werden. An­ stelle der drahtlosen Übertragungseinrichtung kann selbstver­ ständlich auch eine herkömmliche Übertragung mittels eines Ka­ bels erfolgen.

Claims (10)

1. Elektronisches Eingabegerät (100; 300) mit einer Tastatur (110; 210), welche wenigstens eine Taste aufweist, zur Steu­ erung einer Eingabefunktion, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabegerät (100; 300) wenigstens einen Beschleuni­ gungssensor (130; 230; 330) zur Erfassung einer Bewegung des Eingabegeräts (100; 300) und eine Aktiviereinrichtung (120; 220; 320) aufweist, wobei die Aktiviereinrichtung (120; 220; 320) dazu dient das Eingabegerät (100; 300) von einem ers­ ten Funktionsmodus in einen zweiten Funktionsmodus umzu­ schalten, wobei im zweiten Funktionsmodus eine Bewegung des Eingabegerätes (100; 300) ausgewertet wird und in beiden Funktionsmodi wenigstens eine Taste der Tastatur (110; 210) zur Übermittlung eines Steuerbefehls verwendet werden kann.

2. Elektronisches Eingabegerät gemäß Anspruch 1, gekennzeich­ net durch einen zweiten Beschleunigungssensor (150; 250; 350) zur Erfassung einer zweidimensionalen Bewegung.

3. Elektronisches Eingabegerät gemäß Anspruch 2, gekennzeich­ net durch einen weiteren Beschleunigungssensor (160; 260; 360) zur Erfassung einer dreidimensionalen Bewegung.

4. Elektronisches Eingabegerät gemäß Anspruch 3, gekennzeich­ net durch Selektionsmittel zum Auswerten einer zweidimensi­ onalen Bewegung mittels zwei der drei Beschleunigungssenso­ ren (130, 150, 160; 230, 250, 260; 330, 350, 360).

5. Elektronisches Eingabegerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine drahtlose Übertra­ gungseinrichtung (140; 240; 340).

6. Elektronisches Eingabegerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierein­ richtung (120; 220; 320) einen Taster aufweist, der das Ge­ rät im niedergedrückten Zustand in den zweiten Funktionsmodus und bei Nichtbetätigung in den ersten Funktionsmodus schaltet.

7. Elektronisches Eingabegerät gemäß Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Taster (120; 220; 320) derart am Eingabegerät angebracht ist, dass er mit dem Daumen einer Hand betätigt werden kann und die Tastatur (110; 210) durch wenigsten einen der übrigen Finger der Hand bedient werden kann.

8. Elektronisches Eingabegerät gemäß Anspruch 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, dass durch Betätigung des Tasters (120; 220; 320) die Funktion wenigstens einer Taste der Tas­ tatur (110; 210) umgeschaltet wird.

9. Elektronisches Eingabegerät gemäß Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass während eines definierbaren Zeitfens­ ters nach Deaktivierung des Tasters(120; 220; 320) die Um­ schaltfunktion erhalten bleibt.

10. Elektronisches Eingabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsparameter des Eingabegeräts (100; 300) in einem Programmiermodus pro­ grammierbar sind.