DE10117125A1

DE10117125A1 - Device for positioning cursor during computer operation, has movement of treadle converted into signals

Info

Publication number: DE10117125A1
Application number: DE2001117125
Authority: DE
Inventors: Manfred Pfeiler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2002-10-10

Abstract

A device for generating signals for positioning screen cursor on the monitor of the computer, in which a treadle (6) for the foot (7) is mounted in a support construction (2) on the floor such that a movement of the treadle (6) caused by the foot (7) can shift the treadle in two dimensions and the system moved in this way is connected to signal converters which convert movements of the treadle into signals which can be interpreted by the computer as a movement of the cursor as authorized by the computer.

Description

In der Computerbedienung ist das gezielte Verschieben einer Bildschirmmarke, üblicherweise als Cursor bezeichnet, wesentlich für das Sichtbarmachen oder "Aufklappen" von so genannten Menüs oder für das Aufsuchen so genannter Ikonen und für den Aufruf der in den Menüs gelisteten oder von den Ikonen repräsentierten Funktionen. Als Mittel zum Verschieben dieser Bildschirmmarke wurde die so genannte Maus eingeführt, die sich als gegenwärtig wohl meistgebrauchtes Positionierungsgerät durchgesetzt hat. Bei diesem Gerät wird in einer verbreiteten Ausführungsform ein Kästchen über eine Unterlage, der so genannten Mausmatte, bewegt, wobei eine in diesem Kästchen gefaßte Kugel auf dieser Unterlage rollt. Von der Kugel wird deren Bewegung von zwei Rollen abgegriffen, die den beiden Koordinaten eines flächigen Koordinatensystems zugeordnet sind. Die von der Kugel den Rollen mitgeteilte Drehbewegung wird von diesen auf Signalwandler übertragen, die die Drehbewegung z. B. in elektrische Impulse wandeln, deren Zahl mit dem zurückgelegten Drehwinkel zunimmt. Diese Signale werden dem Computer zugeführt, der daraus eine der Bewegung der Maus entsprechende Bewegung des Cursors berechnet und diese Verschiebung auf dem Bildschirm seines Sichtgerätes darstellt.In computer operation is the targeted shifting of a screen mark, usually referred to as a cursor, essential for visualization or "Unfold" so-called menus or to find so-called icons and for calling up those listed in the menus or represented by the icons Functions. As a means of moving this screen mark, it was so named mouse introduced, which is currently probably the most used Positioning device has prevailed. This device is widely used Embodiment a box over a pad, the so-called mouse mat, moved, a ball contained in this box rolls on this surface. Of The ball's movement is measured by two rollers, the two Coordinates of a flat coordinate system are assigned. The one from the bullet the rotational movement communicated to the roles is transmitted from these to signal converters, which the rotational movement z. B. convert into electrical pulses, the number of which with covered angle of rotation increases. These signals are fed to the computer the movement of the cursor corresponding to the movement of the mouse calculated and this displacement on the screen of his display device.

Hat der Cursor auf dem Bildschirm seinen vorgesehenen Zielort erreicht, so kann durch Betätigen einer auf der Maus befindlichen Taste, wodurch wiederum ein Schaltsignal erzeugt wird, ein mit dem Zielpunkt verbundener Vorgang aufgerufen werden.If the cursor has reached its intended destination on the screen, it can by pressing a button on the mouse, which in turn causes a Switching signal is generated, a process associated with the target point called become.

Dieses Positionierungsgerät hat für Bildschirm und Mausmatte keinen definierten gemeinsamen Bezugspunkt z. B. in dem Sinne, daß die Mittelstellung des Cursors einer Mittenposition der Maus auf ihrer Unterlage (Mausmatte) entspricht und braucht ihn vorteilhafterweise auch nicht zu haben.This positioning device has no defined one for the screen and mouse mat common reference point z. B. in the sense that the middle position of the cursor corresponds to a center position of the mouse on its surface (mouse mat) and advantageously need not have it.

Die Maus hat ihren besonderen Vorzug in der Einfachheit ihres Aufbaus und in ihrer intuitiven Bedienbarkeit. Es gibt z. B. keinen mechanischen Anschlag für die Bewegung; erreicht die Maus die Berandung ihrer Unterlage, obwohl der Cursor den anzufahrenden Zielpunkt noch nicht erreicht hat, so wird sie hochgehoben und wieder in den inneren Bereich der Unterlage aufgesetzt und weitergeschoben. In einer anderen Ausführungsform wird die Bewegung der Maus auf einer Unterlage nicht von einer sich darauf abrollenden Kugel abgegriffen, sondern durch opto elektronisches Abzählen von Übergängen eines Rasters in oder auf der Unterlage.The mouse has its special advantage in the simplicity of its construction and in its intuitive usability. There are e.g. B. no mechanical stop for the Move; the mouse reaches the edge of its surface, even though the cursor has not yet reached the target point to be reached, it is lifted up and put back in the inner area of the pad and pushed on. In another embodiment, the movement of the mouse is on a pad not tapped by a ball rolling on it, but by opto electronic counting of transitions of a grid in or on the base.

Aus Vorstehendem wird ein erster Nachteil der Maus erkennbar: sie wird von Hand bewegt, obwohl ein Computernutzer bei üblichen Aufgaben, insbesondere denen der Erstellung von Texten und Tabellen, mit beiden Händen die zum Computer gehörige Schreibmaschinentastatur bedient. Je nach Erfahrung und Übung sieht er dabei nicht auf seine Hände und auf die Tastatur, sondern verfolgt das Ergebnis seiner Tastatur-Eingaben auf dem Bildschirm und/oder schaut auf seine Vorlagen, z. B. auf Textvorlagen. Zum Betätigen der Maus muß er also eine Hand aus dem Tastatur bereich entfernen, um bedarfsweise nach der Maus zu greifen. Sehr oft ist damit auch das Abwenden der Augen von dem Bildschirm verbunden, entweder als Reflexreaktion oder auch als bewußter Vorgang, wenn sich z. B. die Maus nicht in einer von der tastenden Hand erwarteten Position befindet.A first disadvantage of the mouse can be seen from the above: it is made by hand moves, although a computer user in common tasks, especially those of Creation of texts and tables, with both hands the one belonging to the computer Typewriter keyboard operated. Depending on experience and practice, he sees it not on his hands and on the keyboard, but follows the result of his Keyboard input on the screen and / or looks at its templates, e.g. B. on Text templates. To operate the mouse, he must have one hand out of the keyboard Remove area to grab the mouse if necessary. Very often, too turning your eyes away from the screen, either as a reflex reaction or as a conscious process, if z. B. the mouse is not in one of the groping hand is in the expected position.

Dieser Vorgang des Überganges von einer Tastaturbedienung zum Ergreifen und Verschieben der Maus ist lästig und arbeitsflußhindernd.This process of transition from keyboard operation to grasping and Moving the mouse is annoying and prevents workflow.

Eine, wenn auch mindere Abhilfe, soll eine von Hand betätigte Rollkugeleinrichtung bringen, auch als Trackball bekannt, bei der von Hand eine im örtlich feststehenden Gehäuse befindliche Kugel gedreht wird, gemäß deren Drehung sich der Cursor verschiebt. Diese Rollkugeleinrichtung kann als eine Umkehrung der Maus-Anord nung (Maus mit bewegter Kugel) angesehen werden; sie wird an der Tastatur fest angebracht, und ihre Kugel kann so von der tastenden Hand immer an der gleichen Stelle gefunden werden.One remedy, albeit a minor one, is a manually operated roller ball device bring, also known as a trackball, in which a locally fixed by hand Housing ball is rotated, according to the rotation of the cursor shifts. This trackball device can be used as a reversal of the mouse arrangement (mouse with moving ball) can be viewed; it gets stuck to the keyboard attached, and her ball can always be on the same from the groping hand Job can be found.

Eine konsequente Loslösung von einer manuell bedienten Cursorverschiebung bedeutete die Einführung einer am Kopf bzw. an der Stirn des Computerbenutzers angebrachte Signalquelle, deren Signal, z. B. ein Lichtstrahl, von einem z. B. oberhalb des Sichtgerätes angebrachten Ortungsgerät nach Richtung und/oder Ort abgefragt wird. Das Ergebnis dieser Abfrage wird als Cursorposition interpretiert, so daß die Cursorbewegung durch die Bewegen des Kopfes gesteuert werden kann.A consequent detachment from a manually operated cursor shift meant the introduction of one on the head or forehead of the computer user attached signal source, whose signal, e.g. B. a light beam from a z. B. Locator attached above the display device according to direction and / or location is queried. The result of this query is interpreted as the cursor position, so that the cursor movement can be controlled by moving the head.

Beide genannten Systeme, das mit der Rollkugel und das mit der mit dem Kopf bewegten Signalquelle, haben sich gegen die Maus nicht durchsetzen können. Sie sind aber ein Zeichen dafür, daß man dem beschriebenen Nachteil der manuell bewegten Maus begegnen will.Both systems mentioned, the one with the trackball and the one with the head moving signal source, could not prevail against the mouse. she but are a sign that you have the described disadvantage of manual wants to meet moving mouse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Alternative zur manuell bedienten Maus zu schaffen, die ebenso wie diese einfach und damit kostengünstig und störungsarm aufgebaut ist, und ebenfalls eine intuitive Bedienung ermöglicht, dabei aber die Hände des Computernutzers der Eingabearbeit an der Tastatur vorbehält.The invention has for its object an alternative to manually operated To create mouse that is just like this simple and therefore inexpensive and is constructed with little interference and also enables intuitive operation but reserves the hands of the computer user from typing on the keyboard.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine in zwei Koordinaten bewegliche Fußstütze, deren Bewegung in eine Cursorbewegung auf Bildschirm umgesetzt wird gemäß den Merkmalen im Patentanspruch 1.This object is achieved according to the invention by a movable in two coordinates Footrest, the movement of which is converted into a cursor movement on the screen according to the features in claim 1.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Fig. 1 und Fig. 2 jeweils mit den Ansichten a und b dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is hereinafter with reference to in FIGS. 1 and Fig. 2 respectively explained in more detail with the views A and B illustrated embodiments.

Fig. 1a. b zeigt eine als Pendel ausgeführte Fußstütze mit der Bodenplatte 1 und der darauf befindlichen Trägerkonstruktion 2. An der Trägerkonstruktion 2 ist mittels Kugelgelenk 3 ein Pendel befestigt, das aus einem Pendelstab 4 besteht, der an seinem unteren Ende mit einer steigbügelartigen Halterung 5 versehen ist, in der sich eine Trittplatte 6 für den Fuß 7 angebracht ist. Die Trittplatte 6 ist in alle Richtun gen senkrecht zum Pendelstab 4 beweglich. Die Anordnung ist so stabil, daß der Fuß 7 mit seinem Gesamtgewicht auf der Trittplatte 6 ruhen kann. Fig. 1a. b shows a footrest designed as a pendulum with the base plate 1 and the support structure 2 located thereon. On the support structure 2 , a pendulum is attached by means of ball joint 3 , which consists of a pendulum rod 4 , which is provided at its lower end with a stirrup-like holder 5 , in which a step plate 6 for the foot 7 is attached. The tread plate 6 is movable in all directions perpendicular to the pendulum rod 4 . The arrangement is so stable that the foot 7 can rest with its total weight on the tread plate 6 .

Die vom Fuß 7 verursachte Bewegung der Trittplatte 6 gilt es nun in Signale umzusetzen, die diese Bewegung eindeutig charakterisieren und vom Computer in eine Cursorbewegung umgerechnet und dargestellt werden können. Dazu ist unterhalb der Trittplatte 6 ein Kugelschalensegment 8 angebracht, das mit einer auf der Bodenplatte 1 befindlichen Rollkugeleinrichtung 9 (Trackball) der schon oben erwähnten Art in der Weise zusammenwirkt; die Oberfläche des Kugelschalen segments 8 berührt die Kugel 10 der Rollkugeleinrichtung 9 und teilt so dieser ihre Bewegung mit. Um für unterschiedliche Kontaktorte der Kugel 10 auf dem Kugel schalensegment 8 den für ein Zusammenwirken ausreichenden mechanischen Kontakt zu gewährleisten, ist der Krümmungsradius des Kugelschalensegments 8 etwa gleich dem Pendelradius, also dem Abstand zwischen dem durch das Kugel gelenk 3 gegebenen Aufhängepunkt des Pendelstabs 4 und dem obersten Punkt der Kugel 10 der Rollkugel 9; bei der Bewegung des Kugelschalensegments 8 durch Bewegung des auf der Trittplatte 6 befindlichen Fußes 7 verschiebt sich sozusagen die Oberfläche des Kugelschalensegments 8 in sich selbst. Hieraus ergibt sich auch der Sinn der Aufhängung der als Pendel ausgeführten Trittplatte 6 mit einem Pendelstab 4 und nicht mit einem Seil oder einer Kette; der Aufsatzpunkt des Kugelschalensegments 8 auf die Kugel 10 bleibt definiert, die Kippung des Kugelschalensegments 8 und dadurch mögliche Störungen werden vermieden.The movement of the footplate 6 caused by the foot 7 now has to be converted into signals which uniquely characterize this movement and can be converted and displayed by the computer in a cursor movement. For this purpose, a spherical shell segment 8 is attached below the tread plate 6 and interacts with a trackball device 9 (trackball) of the type already mentioned above located on the base plate 1 ; the surface of the spherical shell segment 8 touches the ball 10 of the trackball device 9 and thus informs it of its movement. In order for different contact locations of the ball 10 shell segment on the ball 8 to ensure the sufficient for interaction mechanical contact, the radius of curvature of the spherical shell segment 8 about equal to the pendulum radius, ie the distance between the given through the ball joint 3 of suspension of the pendulum rod 4 and the uppermost point of the ball 10 of the trackball 9 ; during the movement of the spherical shell segment 8 by moving the foot 7 located on the tread plate 6, the surface of the spherical shell segment 8 shifts, so to speak, from this. This also gives the sense of suspending the tread plate 6 designed as a pendulum with a pendulum rod 4 and not with one Rope or chain; the point of contact of the spherical shell segment 8 on the ball 10 remains defined, the tilting of the spherical shell segment 8 and any possible disturbances are avoided.

Die Rollkugeleinrichtung 9 übernimmt damit die Bewegungen des Kugelschalen segments 8, setzt diese Bewegungen in Signale um und führt diese über das Verbindungskabel 11 dem Computer zu, wo in die Verschiebung des Cursors umgesetzt werden.The trackball device 9 thus takes over the movements of the spherical shell segment 8 , converts these movements into signals and leads them to the computer via the connecting cable 11 , where they are converted into the displacement of the cursor.

Ähnlich wie bei der Maus kann die Situation auftreten, daß sich die Kugel 10 bereits am Rand des Kugelschalensegments 8 befindet, der Cursor aber sein Ziel noch nicht erreicht hat, aber trotzdem dahin bewegt werden soll. Um dieses zu tun, wäre das Kugelschalensegment 8 von der Kugel 10 abzuheben und vor dem Absenken durch eine Bewegung des Fußes 7 an eine Stelle zu führen, bei der beim Absenken des Kugelschalensegments 8 sich die Kugel 10 im inneren Bereich der Oberfläche des Kugelschalensegments 8 befindet.Similar to the mouse, the situation can occur that the ball 10 is already at the edge of the spherical shell segment 8 , but the cursor has not yet reached its destination, but should nevertheless be moved there. In order to do this, the spherical shell segment 8 would have to be lifted off the ball 10 and, prior to lowering, by moving the foot 7 to a point at which the ball 10 is located in the inner region of the surface of the spherical shell segment 8 when the spherical shell segment 8 is lowered ,

Um dieses Abheben und Wiederaufsetzen auf einfache Weise durchführen zu können, wird der Vorrichtung die Eigenschaft mitgeteilt, daß im entlasteten Zustand oder nur teilweiser Belastung der Trittplatte 6 das mit der Trittplatte 6 verbundene Kugelschalensegment 8 sich mit seiner Oberfläche etwas oberhalb der Kugel 10 befindet, bei voller Belastung der Trittplatte 6 durch den Fuß 7 sich aber auf die Kugel 10 absenkt.To perform this lifting and replacement in a simple manner, the apparatus is notified of the property that the spherical shell segment associated with the tread plate 6 something is in the unloaded state or only a partial load on the footboard 6 8 with its surface above the ball 10, wherein full load of the tread plate 6 by the foot 7 but lowers on the ball 10 .

Eine solche Eigenschaft kann der Einrichtung in der Ausführung nach Fig. 1a, b durch eine konstruktive Auslegung ihrer Bauelemente derart mitgeteilt werden, daß sie sich je nach Belastung der Trittplatte 6 durch den Fuß 7 ausreichend und elastisch-reversibel verbiegt.Such a property can be communicated to the device in the embodiment according to FIGS. 1a, b by constructive design of its components in such a way that it bends sufficiently and elastically reversibly depending on the load on the tread plate 6 by the foot 7 .

Dieser Effekt könnte z. B. durch Wahl von Material und Abmessungen von Bodenplatte 1 und der darauf befindlichen Trägerkonstruktion 2 erzielt werden.This effect could e.g. B. can be achieved by choosing the material and dimensions of base plate 1 and the support structure 2 located thereon.

Eine konstruktiv eindeutiger zu gestaltende Lösung wird anhand von Fig. 2a, b beschrieben. In dieser ist die Trägerkonstruktion als durch mehrere Einzelelemente aufgebaut gezeigt und zwar aus dem Längsstab 12 mit einer angeformten Nase 13 und dem Querstab 14, beide verbunden durch eine Achse 15 und eine Druckfeder 16. Die Druckfeder 16 spreizt den Längsstab 12 und den Querstab 14 auseinander, wobei die Spreizung begrenzt wird durch die am Längsstab 12 befindliche Nase 13.A solution that is to be designed in a structurally clearer manner is described with reference to FIGS. 2a, b. In this the support structure is shown as being constructed by several individual elements, namely from the longitudinal bar 12 with a molded-on nose 13 and the transverse bar 14 , both connected by an axis 15 and a compression spring 16 . The compression spring 16 spreads the longitudinal rod 12 and the transverse rod 14 apart, the spread being limited by the nose 13 located on the longitudinal rod 12 .

Eine andere Lösung ist es, bei der starren Ausführung von Bodenplatte 1 und der darauf befindlichen Trägerkonstruktion 2 zu bleiben und den Pendelstab 4 als Teleskopstab mit integrierter Zugfeder auszuführen.Another solution is to stay with the rigid design of the base plate 1 and the support structure 2 located thereon and to execute the pendulum rod 4 as a telescopic rod with an integrated tension spring.

Für die als zweckmäßig anzustrebende Analogie zur manuell betätigten Maus fehlt noch die Funktion der auf der Maus befindlichen Drucktaste. Hierzu wird auf der Trittplatte 6 ein mit dem Fuß 7 zu bedienender elektrischer Schalter, z. B. ein Tret taster vorgesehen, dessen elektrischer Anschluß per Anschlußleitung zweckmäßiger weise erst der Rollkugeleinrichtung 9 zugeführt wird und von hier aus innerhalb des Verbindungskabels 11 zum Computer weitergeführt wird. Es ist weiter zweckmäßig, zur Vermeidung störender Kabelknäuel die Anschlußleitung des Schalters über den Pendelstab 4 und dann über die Trägerkonstruktion 2 zu der Rollkugeleinrichtung 9 zu führen.The function of the pushbutton on the mouse is still missing for the analogy to the manually operated mouse which is desired. Reference is made to the step plate 6 a to-use electric switch, for the foot. 7 B. a pedal button is provided, the electrical connection via the connecting line is expediently only supplied to the trackball device 9 and is continued from here within the connecting cable 11 to the computer. It is also advisable to then lead to avoid disturbing tangle of cables the lead of the switch on the pendulum rod 4 and the support structure 2 to the trackball device. 9

Claims

1. Device for generating signals for positioning screen marks (cursor) on the display device of a computer, characterized in that a step plate ( 6 ) for the foot ( 7 ) in a support structure ( 2 ) set up on the floor by means of a base plate ( 1 ) is mounted in such a way that a movement of the foot plate ( 6 ) made by the foot ( 7 ) can shift it in two dimensions and this system, which is moved in this way, is connected to signal converters which convert the movement of the foot plate ( 6 ) into signals which are transmitted by the computer as one can be interpreted by the shift of a screen mark to be performed.

2. Device according to claim 1, wherein the tread plate ( 6 ) is suspended from a pendulum rod ( 4 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the tread plate ( 6 ) is connected to a ball segment ( 8 ) which in turn engages the ball ( 10 ) of a roller ball device ( 9 ) known from use on computers, which acts as when actuated the ball ( 10 ) works by hand as a signal converter for the generation of signals which are passed on to the computer and which this interprets as a shift in the screen mark.

4. Device according to one of claims 1 to 3, in which on the tread plate ( 7 ) by a pressure with the foot ( 7 ) to be actuated electrical switch, the switching signal together with the signals from the movement of the tread plate ( 6 ) Computer is fed.

5. The device according to claim 2, which is designed so that the ball segment ( 8 ) is no longer the ball ( 10 ) without loading the tread plate ( 6 ) or only with a partial load, as occurs with a slightly raised but not yet lifted foot ) touches the roller ball device ( 9 ), but returns to the ball ( 10 ) when the foot ( 7 ) rests with full weight on the tread plate ( 6 ).