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Die Erfindung betrifft ein Bedienvorrichtung für einen
bildschirmgesteuerten Prozess, bei der ein Steuerbefehl ausgelöst
wird, wenn ein Eingabefeld manuell betätigt wird. Die
Erfindung betrifft auch eine Verwendung der Bedieneinrichtung bei
einem tragbaren elektronischen Gerät oder einem
Rechnersystem.
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Auf dem Gebiet der elektronischen Daten- und
Signalverarbeitung ist der Einsatz einer solchen Bedienvorrichtung bekannt
(DE 197 39 676 C1). Hierbei werden auf einem Bildschirm neben
Prozessabläufen auch Eingabemasken, Bildschirmmenüs oder
sonstige Felder dargestellt, die als "Softkeys" und als
"Aktionsfelder" bezeichnet werden. Ihre Betätigung löst eine
bestimmte Aktion aus, und zwar einen Steuerbefehl. Die
Aktionsfelder werden mit Hilfe eines Eingabefeldes betätigt, das
über eine Rechnereinheit mit dem Bildschirm in Verbindung
steht. Das Eingabefeld ist beispielsweise ein so genanntes
Touchpad, das eine Computermaus oder einen Trackball ersetzt,
ein Teil eines berührungsempfindlichen Bildschirms
("Touchscreen") oder ähnliches.
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Das Eingabefeld ist ein berührungsempfindliche Fläche, die
mit einem Finger eines Benutzers oder einem Gegenstand, wie
mit einem speziellen Eingabestift berührt oder eine bestimmte
Position innerhalb des Eingabefeldes gedrückt oder gezeigt
wird. Die Eingabe erfolgt dabei beispielsweise durch Änderung
des Widerstandes, der Kapazität oder des Lichteinfalls bei
der Berührung der Fläche oder durch Auswertens des Drucks auf
die Fläche. Es wird dann ein Positionssignal erfasst, das
abhängig von der Position der Berührung ist. Die mit der
Position verbundene Steuerfunktion wird dann ausgelöst. So kann
das Positionssignal an den Bildschirm übermittelt und dort
als ein Zeigerelement, beispielsweise als ein Mauszeiger,
dargestellt werden. Anhand des Zeigerelements kann sich der
Benutzer auf dem Bildschirm orientieren und Steuerfunktionen
auswählen.
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Ein Aktionsfeld wird in der Regel dadurch betätigt, dass das
Zeigerelement auf dieses Aktionsfeld geführt und gleichzeitig
beispielsweise ein Mausklick über das Eingabefeld getätigt
wird. Die Rechnereinheit identifiziert diesen Mausklick als
das Auslösen eines dem Aktionsfeld zugeordneten Steuerbefehls
und veranlasst dessen Ausführung.
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Wenn mit Hilfe eines Touchscreens ein Computer bedient werden
soll, so kann der Benutzer über eine optische Anzeige eine
Rückmeldung erhalten, ob die Eingabeaktion auch tatsächlich
angenommen wurde. So kann sich beispielsweise der Mauszeiger
ändern, wenn der Steuerbefehl erzeugt wurde. Allerdings kann
es dabei vorkommen, dass beim Berühren oder Betätigen der
Eingabefeld mit den Fingern der Mauszeiger oder sonstige
Anzeigen verdeckt werden, so dass der Benutzer nicht sofort
bemerken kann, ob seine Eingabe angenommen wurde oder nicht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Bedienvorrichtung für einen bildschirmgesteuerten Prozess zu
schaffen, bei der eine schnelle und sichere Rückmeldung über
eine erfolgte manuelle Eingabe an den Benutzer gegeben wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von
Patentanspruch 1 gelöst. Dabei wird eine haptische Rückmeldung
für ein Eingabefeld ausgelöst, sobald erkannt ist, dass das
Eingabefeld zum Zwecke einer Eingabe berührt wurde. Da der
Benutzer zu diesem Zeitpunkt noch das Eingabefeld berührt,
kann er sofort erkennen, ob seine gewünschte Eingabe
angenommen wurde oder ob er nochmals das Eingabefeld berühren muss.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die
Unteransprüche wiedergegeben.
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Bevorzugt werden die Betätigungen des Eingabefeldes durch
einen Finger eines Benutzers manuell erzeugt. Dies ist für den
Benutzer äußerst ergonomisch, da zur Erzeugung kein fremdes
Hilfsmittel, wie z. B. eine Maus oder Eingabestift, notwendig
ist.
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Die Betätigungen können bevorzugt durch Auswerten des auf das
Eingabefeld ausgeübten Drucks erfolgen, wenn das Sensorfeld
druckempfindlich ausgebildet ist. Die Position der Berührung
wird erfasst und als Positionssignale zusammen mit der mit
der Position gerade verknüpften Steuerfunktion ausgewertet,
so dass dann der Steuerbefehl ausgeführt werden kann.
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Diese Bedienvorrichtung kann vorteilhaft bei tragbaren,
elektronischen Geräten, wie einem Mobiltelefon (Handy), einem
Funkgerät, einem Mobilteil eines Schnurlostelefons, einem
Handheldcomputer (wie Palmtop), einem Notebook (Laptop), PDA
(Personal Digital Assistance), einem Personal Organizer oder
einem sonstigen tragbaren elektronischen Gerät verwendet
werden, das jeweils eine Eingabevorrichtung sowie eine optische
Ausgabevorrichtung und gegebenenfalls noch einen Speicher
aufweist, die jeweils mit einer zentralen Recheneinheit
verbunden sind. Die Erfindung kann auch bei stationären
Rechnersystemen verwendet werden, wie Personalcomputern oder
Bordcomputern, Navigationsgeräten, Fahrerinformationsgeräten und
Multimediageräten in Kraftfahrzeugen sowie vielen anderen
Anwendungen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der
schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Bedienvorrichtung bei
der Verwendung bei einem Mobiltelefon und
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Fig. 2 einen Schnitt durch eine Bedienvorrichtung (stark
schematisiert).
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Eine Bedienvorrichtung für einen bildschirmgesteuerten
Prozess kann bevorzugt bei tragbaren elektronischen Geräten, wie
beispielsweise bei einem Handy 1 (Fig. 1) verwendet werden.
Das Handy 1 weist eine Gehäuse 2 auf, in dem unter anderem
von außen ein Bildschirm (im Folgenden als Anzeigevorrichtung
bezeichnet), ein Tastenfeld 3 sowie ein
berührungsempfindliches Eingabefeld 4 angeordnet sind.
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Die Bedienvorrichtung weist also eine Eingabevorrichtung auf,
die ein berührungsempfindliches Eingabefeld 4 und eine
Auswerteeinheit 12 zum Erzeugen von Positionssignalen
entsprechend der Position, die von einem Finger oder Gegenstand
eines Benutzers berührt oder auf die gedrückt wird, aufweist
(das Tastenfeld 3 wird in der weiteren Beschreibung nicht
mehr berücksichtigt). Des Weiteren ist die Anzeigevorrichtung
(Display oder Bildschirm) vorhanden, die einen Anzeigebereich
5 und entsprechende Steuermittel zum Steuern der Anzeige
aufweist. In dem Anzeigebereich 5 werden ein oder mehrere
Bedienfunktionen (Steuerfunktionen), Daten oder sonstige
Informationen 6 optisch dargestellt.
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Das berührungsempfindliche Eingabefeld 4 kann dabei örtlich
mit dem Anzeigebereich 5 übereinstimmen, dann wird von einem
so genannten Touchscreen gesprochen, der das Anzeigen und das
Eingeben miteinander verbindet. Ein solches Eingabefeld 4 ist
in der Fig. 2 als Schnittbild dargestellt.
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Das Eingabefeld 4 und der Anzeigebereich 5 können auch
räumlich voneinander getrennt angeordnet sein, wie es in der
Fig. 1 dargestellt ist. Dann wird das berührungsempfindliche
Eingabefeld 4 auch als so genanntes Touchpad bezeichnet,
durch das beispielsweise ein Mauszeiger im Anzeigebereich 5
mittels der berührungsempfindlichen Fläche des Eingabefeldes
4 gesteuert wird.
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Zum Auslösen eines Steuerbefehls reicht es aus, mit einem
Finger oder sonstigem Gegenstand das Eingabefeld 4 an einer
entsprechenden Position zu berühren, auf diese Position mit
einem Gegenstand zu zeigen oder Druck auf diese Position
auszuüben. Aufgrund der Berührungsempfindlichkeit des
Eingabefeldes 4 oder aufgrund der Erkennung des auf das Eingabefeld
4 weisenden Gegenstands kann die Position der Berührung
ermittelt werden.
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Wenn die Position erkannt ist, wird abhängig davon ein
Positionssignal erzeugt. Mit dem Positionssignal ist ein
Steuerbefehl inhärent verbunden. Die von der Eingabevorrichtung
erfassten Positionssignale werden über eine Datenleitung der
zentralen Recheneinheit zugeführt und dort verarbeitet. Der
Verarbeitungsprozess kann bereits im Anzeigebereich 5
dargestellt werden (beispielsweise durch einen veränderten
Mauszeiger). Denn in der Recheneinheit werden die
Positionssignale zu Bildsignalen verarbeitet. Diese werden über weitere
Datenleitungen an den Bildschirm (und zwar auf den
Anzeigebereich 5) übermittelt.
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Die dazugehörige Steuerfunktion ist auf dem Bildschirm
schematisch (als Information 6 beispielsweise in Form eines
Ikons) dargestellt und kann daher von dem Benutzer ausgewählt,
d. h. durch Berühren der entsprechenden Position des
Eingabefeldes 4 aktiviert werden. Üblicherweise werden nur
diejenigen Steuerfunktionen in dem Anzeigebereich 5 dargestellt, die
in dem gerade gültigen Betriebszustand ausgewählt werden
können. Dadurch wird die Übersichtlichkeit und
Bedienerfreundlichkeit erhöht.
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Sobald ein Positionssignal erzeugt oder ein Steuerbefehl
ausgelöst ist, d. h. die Eingabe ist vom Benutzer gemacht und
auch vom System akzeptiert, wurde die Berührung des
Eingabefeldes 4 sowie die dazugehörige Position erkannt. Die Eingabe
ist dann als solche erkannt und akzeptiert. Ob und wie jedoch
die Steuerfunktion ausgeführt wird, wird von einem daraufhin
intern ablaufenden Programm bestimmt.
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Um dem Benutzer allein schon mitzuteilen, dass die Eingabe
vorgenommen wurde, er also nicht nochmals das Eingabefeld 4
betätigen muss, wird ein Rückmeldesignal von einer
Rückmeldeeinrichtung 7 erzeugt. Die Rückmeldung erfolgt
erfindungsgemäß haptisch oder mechanisch, d. h. für den Benutzer fühl- und
spürbar.
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Die Rückmeldung erfolgt dabei mittelbar oder unmittelbar an
das Eingabefeld 4 für eine kurze Zeitdauer. Durch die
Rückmeldung wird das Eingabefeld 4 kurzzeitig in Bewegung
versetzt. Die Bewegung ist zumindest so stark, dass der Benutzer
diese fühlen kann, wenn er mit seinem Finger noch das
Eingabefeld 4 berührt. Daher wird die Rückmeldung auch unmittelbar
nach Erzeugen des Positionssignals oder Steuersignals
ausgelöst. Die mechanische Rückmeldung kann etwa eine Sekunde lang
für den Benutzer andauern. Somit wird sichergestellt, dass
der Benutzer sicher fühlt und sofort bemerkt, dass er eine
Eingabe gemacht hat.
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Das Rückmeldesignal kann auch bereits dann erzeugt werden,
wenn der Anpressdruck auf das Eingabefeld 4 einen
Schwellenwert überschreitet. Es wird dann davon ausgegangen, dass der
Benutzer bewusst eine Eingabe machen wollte. Dies wird ihm
sodann fühlbar durch die Rückmeldung mitgeteilt, und das
bereits zu einem Zeitpunkt, zu dem die Umsetzung der Eingabe
unter Umständen zwar gestartet, aber noch nicht auf dem
Bildschirm zu sehen ist.
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Nach Betätigen des Eingabefeldes 4 kann der Steuerbefehl
ausgeführt und auch - gleichzeitig - eine optische/graphische
Anzeige auf dem Anzeigebereich 5 erfolgen (z. B. Ändern des
Mauszeigers, neue Steuerfunktionen als Ikons, Datenfelder
oder sonstige Informationen anzeigen).
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Es ist nicht notwendig, dass das Eingabefeld 4 seriell
nacheinander betätigt wird. Es können auch mehrere Berührungen
etwa gleichzeitig oder parallel erfolgen. Wenn alle
Berührungspositionen erkannt sind, werden die zugeordneten
Steuerfunktionen ausgelöst. Die Rückmeldung an das Eingabefeld 4
kann dann durch unterschiedliche, mechanische Signalisierung
erfolgen, so dass der Benutzer sofort erkennen kann, ob auch
jede gewünschte Steuerfunktion tatsächlich ausgelöst wurde.
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Für die Rückmeldung weist die Bedienvorrichtung
beispielsweise einen Elektromotor 8 auf, der mit einem Excenter 9
verbunden ist. Der Excenter 9 ist mechanisch mit einer möglichst
starren und mechanische Schwingungen übertragenden Rückwand
des Eingabefeldes 4 verbunden. Eine Feder 10, die einerseits
an dem Eingabefeld 4 und andererseits an dem Gehäuse 2
befestigt ist, drückt das Eingabefeld 4 elastisch gegen den
Excenter 9. An dem dem Excenter 9 entgegengesetzten Ende ist das
Eingabefeld 4 beweglich gelagert. Wenn sich der Motor 8 und
damit der Excenter 9 dreht, wird das Eingabefeld 4 durch die
unsymmetrische Bewegung des Excenters 9 in mechanische
Bewegung versetzt. Je nach äußere Form des Excenters 9 und
Drehzahl des Elektromotors 8 können unterscheidbare
Rückmeldesignale erzeugt werden.
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Das Eingabefeld 4 kann auch mittels Ultraschall in für den
Menschen fühlbare Vibration versetzt werden, um eine
haptische Rückmeldung zu erzeugen, um dem Benutzer mitzuteilen,
dass die Eingabe als solche akzeptiert ist.
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Für die Erfindung kommt es nicht darauf an, auf welche Art
und Weise die haptische Rückmeldung erzeugt wird. Es kommt
jedoch darauf an, dass der Benutzer/Bediener eine
unverzügliche Rückmeldung für eine gemachte Eingabe erhält. Die
Rückmeldung ist dabei für den Benutzer deutlich fühlbar.
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Für die Erfindung ist es ebenso unwesentlich, wie im
einzelnen der Anzeigebereich 5 aufgebaut ist. Touchscreens,
Touchpads und Bildschirme sind dem Fachmann hinlänglich bekannt
und brauchen daher hier nicht näher erläutert zu werden.
Wichtig hingegen ist, dass ein überhaupt ein Anzeigebereich 5vorhanden ist, auf dem Informationen dargestellt sind und
über den Steuerfunktionen gesteuert werden können.
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Für die Erfindung ist es weiterhin unwesentlich, wie die
Berührung oder das Drücken auf das Eingabefeld 4 erkannt wird
und die Position des Berührens bestimmt wird. Wesentlich
hingegen ist, dass das Eingabefeld 4 auf eine manuelle Aktion
eines Benutzers reagiert und überhaupt eine Eingabe erkennt.
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Wird die Erfindung beispielsweise bei einem Mobiltelefon
(Handy 1) verwendet (wie es in Fig. 1 dargestellt ist), so
kann der ohnehin vorhandene Vibrator (der statt dem Anrufton
Vibrationen erzeugt) dazu mitverwendet werden, das
Eingabefeld 4 mittelbar oder unmittelbar in Vibration zu versetzen,
sobald eine Eingabe gemacht wurde.
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Die mechanische Bewegung bei der Rückmeldung muss nicht
unbedingt unmittelbar auf das Eingabefeld 4 einwirken. Das
Eingabefeld 4 kann auch mit Teilen des Gehäuses 2 mechanisch
gekoppelt sein. Wird nun das gesamte Gehäuse 2 oder nur ein
Teil des Gehäuses 2 in Vibration versetzt, so übertragen, sich
die mechanischen Schwingungen auch auf das Eingabefeld 4 und
sind gut fühlbar. Es ist also wichtig, dass die
Rückmeldeeinrichtung 7 in mechanischer Wirkverbindung mit dem Eingabefeld
4 steht, damit die Rückmeldung auch fühlbar ist.
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Da die Bedienung der bildschirmgesteuerten Prozesse durch
manuelle Eingabe vonstatten geht, bekommt der Benutzer oder
Bediener eine schnelle Rückmeldung darüber, ob er überhaupt
eine Eingabe gemacht hat. Es können dementsprechend auch
gleichzeitig mehrere Bedien- oder Auswahlvorgänge
durchgeführt werden und dann zu jedem Vorgang eine eigene haptische
Rückmeldung erzeugt werden. Die Rückmeldung kann auch erzeugt
werden, wenn das Eingabefeld 4 Teil des Tastenfelds 3 ist.
Sobald die Eingabe als solche über eine Taste 11 erkannt ist,
kann die jeweilige Taste 11 oder das Tastenfeld 3 und damit
das Eingabefeld 4 mechanisch in Bewegung versetzt werden, was
als Rückmeldung für den Bediener dient.
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Unter dem Begriff des "bildschirmgesteuerten Prozesses" ist
jeder Vorgang zu verstehen, bei dem eine Informationen auf
einem Bildschirm/Display des Geräts angezeigt wird und durch
Auswahl und Eingabe ein Steuerbefehl erzeugt wird, um eine
Funktion oder einen Programmablauf eines Rechners zu starten.
Unter einem Rechner sind dabei Rechner von Computern oder
auch ganz einfache Rechner zu verstehen, die lediglich Daten
aus einem Speicher holen, diese auf dem Bildschirm darstellt
und Daten in den Speicher einschreiben, falls neue Daten
eingegeben werden.