DE102004005501A1 - Data input facility and corresponding control process has movable pins, which serve as input device and form a three-dimensional display - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein zugehöriges Steuerverfahren für die Eingabevorrichtung.The The invention relates to an input device according to the preamble of claim 1 and an associated control method for the input device.
Die Bedienung von elektronischen Geräten, insbesondere von Computern, ist heutzutage nur sehr unzulänglich gelöst. Eine Ideallösung zur Interaktion wäre eine technische Abbildung der Vorgänge zwischenmenschlicher Kommunikation. Bestehend aus der Aufnahme von Informationen über Sensoren, welche die menschlichen Sinnesorgane wie Augen, Ohren, Tastsinn usw. repräsentieren, eine Verarbeitung im Kontext und ein Auslösen von Aktionen, stellt dies jedoch die heute verfügbare Technik vor große Probleme. So wird am Beispiel der Sprachsteuerung von technischen Geräten deutlich, dass die Komplexität zur Auflösung der unterschiedlichen menschlichen Stimmen und vor allem die Interpretation des gesagten im Kontext mit der heutigen Computertechnik noch nicht sinnvoll lösbar sind. Deshalb beschränken sich bestehen de funktionierende Systeme auf einfache Interaktionstechniken. Da die menschliche visuelle Wahrnehmung sehr differenziert ausgebildet ist werden als wichtigstes Ausgabegerät Monitore, LCD-Displays etc. eingesetzt. Akustische Ausgabegeräte werden seltener genutzt, da das Problem der Interaktion darin besteht, auf ausgegebene Information reagieren zu können. Auf einem Display kann durch Markieren eine Auswahl getroffen werden, auf gesprochene Worte dagegen kann, solange kein „Medienbruch" erfolgen soll, nur geantwortet werden.The Operation of electronic devices, in particular computers is poorly solved these days. An ideal solution for Interaction would be a technical picture of the processes of interpersonal communication. Consisting of the inclusion of information about sensors, which are the human Sense organs such as eyes, ears, sense of touch, etc., a processing in context and triggering actions, this constitutes however, the ones available today Technology faces big problems. This is illustrated by the example of the voice control of technical devices, that complexity to the resolution the different human voices and above all the interpretation in the context of today's computer technology reasonably solvable are. Therefore restrict de functioning systems are based on simple interaction techniques. Because human visual perception is very differentiated Becomes the most important output device Monitors, LCD displays etc. used. Acoustic output devices are used less frequently since the problem of interaction is in output information to be able to react. On a display, a selection can be made by selecting conversely, spoken word can only be used as long as there is no "media break" be answered.
Wegen der differenzierten Ausbildung der Hände sind Tastaturen im weitesten Sinne die meist verbreiteten Eingabegeräte. Dabei entspricht das Eintippen eines Textes nur auf Umwegen einer natürlichen und menschlichen Vorgehensweise.Because of the differentiated training of the hands are keyboards in the widest Meaning the most common input devices. This corresponds to the typing of a text only indirectly through a natural and human approach.
Es existiert eine Vielfalt weiterer Eingabegeräte, z.B. Computermaus, Lenkrad, Drehknöpfe, Schalter, Werkzeuge etc., die alle auf dem Prinzip der abstrakten Steuerung von Vorgängen mit den Händen beruhen.It There are a variety of other input devices, e.g. Computer mouse, steering wheel, Knobs, switches, Tools etc., all based on the principle of abstract control of operations with the hands based.
In
der
In
der
Aufgabe und LösungTask and solution
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Eingabevorrichtung anzugeben, die optimal an zu bedienende Anwendungen anpassbar ist und ein zugehöriges Steuerverfahren zur Verfügung zu stellen.The The object of the invention is to specify an input device which is optimally adaptable to the applications to be adjusted and an associated control method to disposal to deliver.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Eingabevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Steuerverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.The Invention solves This object is achieved by an input device having the features of Patent claim 1 and by a control method with the features of claim 15. Advantageous and preferred embodiments The invention is the subject of the further claims and will be in the following explained in more detail. Of the Wording of the claims is by express Reference made to the content of the description.
Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, eine Eingabevorrichtung als Eingabefläche mit einer Mehrzahl von einzeln bewegbaren Stiften auszuführen, die zur Bildung von mindestens einem Eingabeelement von einer Auswerte- und Steuereinheit kontextabhängig ansteuerbar sind. Insbesondere können sie bewegbar sein, und so beispielsweise verschiedene Konturen bzw. vor allem verschiedene Tasten darstellen. Dadurch ist es möglich, die Eingabevorrichtung optimal an den jeweiligen Kontext anzupassen und Informationen zur Eingabe intuitiv verständlich auszugeben. Unter Stift soll im Sinne der Anmeldung ein stiftartiges oder zylinderartiges Element verstanden werden, welches bewegbar oder verfahrbar ist.Of the The main idea of the invention is an input device as input surface with a plurality of individually movable pins, the for forming at least one input element of an evaluation and control unit contextually dependent are controllable. In particular, you can they are movable, and so for example, different contours or especially different keys represent. This makes it possible for the Adapt input device optimally to the respective context and output information for input intuitively understandable. Under pen should in the sense of the application a pin-like or cylinder-like Element to be understood, which is movable or movable.
In Ausgestaltung der Eingabevorrichtung sind Form und/oder Farbe und/oder Position auf der Eingabefläche des mindestens einen mechanischen Eingabeelements veränderbar ausgeführt.In Embodiment of the input device are shape and / or color and / or Position on the input surface the at least one mechanical input element changeable executed.
In weiterer Ausgestaltung der Eingabevorrichtung steuert die Auswerte- und Steuereinheit die einzelnen Stifte über entsprechende Stellelemente an. Es können auch Mittel zur Beleuchtung vorgesehen sein. Die Stellelemente können beispielsweise als Elektromagnete und/oder Piezoelemente und/oder Miniaturmotoren und/oder Mittel zum Erzeugen von elektrostatischen Feldern und/oder als Mittel zur Wärmeausdehnung ausgeführt sein. Ebenso können Hydraulik oder Pneumatik eingesetzt werden.In Further embodiment of the input device controls the evaluation and control unit the individual pens over corresponding control elements. It can also be means of lighting be provided. The control elements can, for example, as electromagnets and / or piezo elements and / or miniature motors and / or means for generating electrostatic fields and / or as means for thermal expansion accomplished be. Likewise Hydraulics or pneumatics are used.
Die Auswerte- und Steuereinheit kann vorteilhaft den Hub der Stifte, mit dem die Stifte aus der Eingabefläche herausragen, und/oder die Farbe der Stifte einstellen. Dadurch können durch koordiniertes Heben bzw. Senken einzelner Stifte und/oder Stiftgruppen beliebige Oberflächen und damit mechanische Eingabeelemente auf der Eingabefläche erzeugt werden.The evaluation and control unit can advantageously adjust the stroke of the pins, with which the pins protrude from the input surface, and / or the color of the pins. This can be done by coordinated Lifting or lowering individual pins and / or pin groups any surfaces and thus mechanical input elements are generated on the input surface.
Durch den Einsatz von Lichtleitern, die beispielsweise von der Unterseite der Stifte nach oben geführt werden, können die Stifte mit verschiedenen Farben und Helligkeitsstufen beleuchtet werden. Alternativ können manche oder alle Stifte an der Oberseite eine Beleuchtung oder eine variable Anzeige aufweisen, beispielsweise ein Display. Es kann auch an einigen Stiften zusammen eine Anzeige vorgesehen sein. Entweder tragen die Stifte zusammen eine einzige gemeinsame Anzeige, oder sie bilden sie in ihrer Gemeinsamkeit, wobei die Anzeige aus einzelnen Teilen an jedem Stift besteht.By the use of fiber optics, for example, from the bottom the pins led upwards can, can illuminated the pens with different colors and brightness levels become. Alternatively you can some or all of the pins on the top of a lighting or a have variable display, such as a display. It can also be provided on some pens together an ad. Either The pens carry together a single shared ad, or They form them in their commonality, whereby the display consists of individual Sharing at each pen exists.
In weiterer Ausgestaltung der Eingabevorrichtung kann die Auswerte- und Steuereinheit eine Betätigung des mindestens einen mechanischen Eingabeelements erkennen. Dies erfolgt vorteilhaft durch Auswerten einer Betätigungskraft und/oder einer Betätigungsgeschwindigkeit und/oder eines Betätigungshubs, die auf die einzelnen Stifte des Eingabeelements wirken. Dies kann durch entsprechende Sensorelemente erfasst werden, beispielsweise berührungslos durch ein elektrisches oder magnetisches Feld mit kapazitiven oder induktiven Sensoren. Es können auch entsprechende Sensorelemente mit Berührung vorgesehen sein, beispielsweise Drucksensoren odgl.In Further embodiment of the input device, the evaluation and control unit an operation recognize the at least one mechanical input element. This takes place advantageously by evaluating an actuating force and / or a operating speed and / or an actuating stroke, which act on the individual pins of the input element. This can be detected by appropriate sensor elements, for example contactless by an electric or magnetic field with capacitive or inductive sensors. It can Also, corresponding sensor elements may be provided with a touch, for example Pressure sensors or the like.
Zudem kann die Auswerte- und Steuereinheit während und/oder nach der erkannten Betätigung eine Rückmeldung an den Benutzer ausgeben. Diese kann haptisch, optisch und/oder akustisch sein, beispielsweise auch thermisch. Zur haptischen Rückmeldung können die Stifte von der Auswerte- und Steuereinheit beispielsweise über die Stellelemente mit einer gegen die Betätigung wirkenden Kraft beaufschlagt werden. Zur optischen Rückmeldung kann die Auswerte- und Steuereinheit beispielsweise die Farbe und/oder die Beleuchtung der Stifte verändern.moreover the evaluation and control unit may be detected during and / or after the detected activity feedback to the user. This can be haptic, optical and / or be acoustic, for example, thermally. For haptic feedback can the pins of the evaluation and control unit, for example via the Actuated with a force acting against the actuator become. For optical feedback the evaluation and control unit, for example, the color and / or change the lighting of the pins.
In weiterer Ausgestaltung kann das mindestens eine Eingabeelement aus mehreren bewegbaren Stiften gebildet werden. So kann der Aufwand für Ansteuerung und Herstellung gesenkt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass bereits die Betätigung, die auf einen einzigen Stift wirkt, als Betätigung aller Stifte gilt, die das Eingabeelement bilden. Wird ein Stift heruntergedrückt, so können die anderen gesteuert ebenso heruntergefahren bzw. abgesenkt werden durch eine gemeinsame Ansteuerung mehrerer segmentartiger Stifte, wodurch sozusagen ein einziges Eingabeelement gebildet werden kann. So wird der Eindruck einer einzigen, mechanisch gekoppelten und zusammengehörenden Taste odgl. verstärkt.In Further embodiment, the at least one input element be formed of several movable pins. So can the effort for control and production are lowered. It can be provided that already the actuation, the acting on a single pin, is considered actuation of all pins, the form the input element. If a pin is pressed down, so can the others are also controlled to shut down or lower by a common control of several segment-like pins, whereby, so to speak, a single input element can be formed. Thus, the impression of a single, mechanically coupled and belonging together Button or the like. strengthened.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Eingabeelement nur aus einem oder wenigen segmentartigen Stiften besteht, beispielsweise zwei bis vier. Die segmentartigen Stifte können eine einfache geometrische Grundform aufweisen, insbesondere ein Dreieck, Viereck oder Sechseck, sodass sie zusammengenommen wiederum eine einfache geometrische Grundform bilden können, wie sie für ein Eingabeelement oder eine Taste odgl. bevorzugt werden. So kann der Aufwand gesenkt werden.It can be provided that an input element only from one or few segment-like pins exists, for example, two to four. The segment-like pins can be a simple geometric Basic shape, in particular a triangle, quadrangle or hexagon, so that together they turn into a simple basic geometric form can form as for an input element or a button or the like. to be favoured. So can the effort is lowered.
Beispielsweise bei einer segmentartigen Aufteilung, ebenso aber bei einer beliebigen Aufteilung der Stifte, können sie mindestens einen größeren Bereich der Eingabevorrichtung bzw. der Eingabefläche bedecken, insbesondere die gesamte Eingabefläche. Dabei ist es von Vorteil, insbesondere bei einer Aufteilung eines Eingabeelements in wenige Segmente, die Stifte oder Segmente lückenlos oder sehr eng benachbart aneinander zureihen.For example in a segmental division, but also in any one Dividing the pins, can at least a larger area cover the input device or the input surface, in particular the entire input area. It is advantageous, especially in a division of a Input element in a few segments, the pins or segments without gaps or very close to each other.
In Weiterbildung der Erfindung kann die Eingabefläche von einer flexiblen durchsichtigen Folie überspannt werden, um insbesondere den Eindruck einer durchgängigen Fläche zu verstärken. Vorteilhaft ist die Folie wassertest bzw. wasserdicht. So kann ein Verschmutzen verhindert und eine Reinigbarkeit verbessert werden.In Development of the invention, the input surface of a flexible transparent Overlaid film in particular to reinforce the impression of a continuous area. Advantageous the film is water-proof or waterproof. This can be a mess prevented and a cleanability can be improved.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and further features of preferred embodiments of the invention go out from the claims also from the description and the drawings, wherein the individual features each for alone or in the form of subcombinations an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous also for protectable versions can represent for the protection is claimed here. The subdivision of the application in individual sections and intermediate headings restrict the not in its generality among these statements.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenSummary the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:embodiments The invention are shown schematically in the drawings and will be closer in the following explained. In the drawings show:
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispieledetailed Description of the embodiments
Wie
aus
Wie
aus
Nach
dem Ausbilden des mindestens einen mechanischen Eingabeelements
Zur
haptischen Rückmeldung
beaufschlagt die Auswerte- und Steuereinheit
Zur
optischen Rückmeldung
verändert
die Auswerte- und Steuereinheit
Es
ist zu erkennen, dass die beiden mittleren, nach oben ragenden Stifte
Ebenso
können
eine LED
Über dem
mittleren Teil der Stifte
Die
Bedienung der Funktionen ist im Kontext mit dem Kassettenrekorder
und dem CD-Spieler intuitiv. Da die Stifte
Zur
Darstellung der Beschriftung der Eingabeelemente
In
So
können
mehrere Stifte
In
Vier
Segmente
Rechts
davon ist eine einzelnes Segment
Aus
den segmentartigen Stiften
Die
erfindungsgemäße Eingabevorrichtung
Ist
der Computer z.B. ausgeschaltet, dann kann beispielsweise nur ein
einziges Eingabeelement durch Anheben der Stifte
Arbeitet
der Anwender z.B. mit einer Textverarbeitungssoftware, dann kann
durch eine entsprechende Ansteuerung der Stifte
Werden
z.B. Computerspiele ausgeführt, dann
können
in Abhängigkeit
von der augenblicklichen Spielanforderung durch eine entsprechende Ansteuerung
der Stifte
Grundsätzlich könnten alle von Computerprogrammen bekannten Schaltknöpfe auf der Eingabefläche als Eingabeelemente erzeugt werden, die dann nicht durch Platzieren des Mauszeigers auf dem Bildschirm und Anklicken der Maustaste ausgewählt und aktiviert werden, sondern einfach durch Betätigen des entsprechenden Eingabeelements. Zudem können mit der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung auch Dreh- und/oder Schieberegler als Eingabeelemente erzeugt werden.In principle, everyone could known from computer programs buttons on the input surface as Input elements are generated, which are not then placed of the mouse pointer on the screen and clicking the mouse button selected and be activated, but simply by pressing the appropriate input element. moreover can with the input device according to the invention also rotary and / or slider can be generated as input elements.
Zur Erzeugung der verschiedenen Eingabeelemente könnten über eine Programmierschnittstelle softwareseitig Bibliotheken zur Verfügung gestellt werden, aus denen Tasten und Steuerelemente mit einer einheitlichen Optik und/oder mit einem durchgängigen Verhalten als Eingabeelemente ausgewählt werden.to Generation of the various input elements could be via a programming interface On the software side libraries are made available from which Buttons and controls with a uniform look and / or with a consistent Behavior can be selected as input elements.
Die
erfindungsgemäße Eingabevorrichtung
Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung eignet sich auch für behinderte Personen. So kann beispielsweise die durch Beleuchten der Stifte erzeugte Aufschrift auf den gebildeten Eingabeelementen durch Anheben bzw. Absenken der Stifte auch in Blindenschrift erzeugt werden.The Inventive input device is suitable also for disabled persons. For example, by lighting the pins generated inscription on the input elements formed by lifting or lowering the pins also produced in braille become.
Durch die erfindungsgemäße kontextabhängige Ansteuerung von einzeln bewegbaren Stiften auf einer Eingabefläche lässt sich die Eingabevorrichtung optimal an den jeweiligen Kontext anpassen und Informationen zur Eingabe werden intuitiv verständlich ausgegeben. Durch beliebige Positionierung der Eingabeelemente auf der Eingabefläche kann die intuitive Eingabe durch die Anordnung der zugehörigen Eingabeelemente optimal unterstützt werden. Dadurch bleibt die Eingabevorrichtung übersichtlich und lenkt nicht vom eigentlichen Aufgabenfeld der aktuellen Anwendung ab.By the context-dependent control according to the invention individually movable pens on an input surface can be optimally adapt the input device to the respective context and Input information is displayed intuitively. By any Positioning of the input elements on the input surface can the intuitive input through the arrangement of the associated input elements optimally supported. This keeps the input device clear and does not distract from the actual task field of the current application.
Um die technische Realisierung der Eingabevorrichtung zu vereinfachen, kann die Anzahl der einzelnen bewegbaren Stifte reduziert werden. So kann die Eingabefläche beispielsweise in Größe und Form einer herkömmlichen Tastatur realisiert werden. Die einzelnen Tasten der Tastatur bilden dann die beschriebenen Stifte und sind beleuchtbar, mit veränderbaren Symbolen und mit steuerbarem Hub und Kraft ausgeführt.Around to simplify the technical realization of the input device, The number of individual movable pins can be reduced. So can the input area for example in size and shape a conventional one Keyboard can be realized. The individual keys of the keyboard form then the described pins and are illuminable, with changeable Symbols and executed with controllable stroke and force.
Die Erfindung beschreibt in einem Ausführungsbeispiel eine Eingabevorrichtung mit mindestens einem mechanischen Eingabeelement, und ein zugehöriges Steuerverfahren. Erfindungsgemäß ist die Eingabevorrichtung als Eingabefläche mit einer Mehrzahl von einzeln bewegbaren Stiften ausgeführt, die zur Bildung des mindestens einen Eingabeelements von einer Auswerte- und Steuereinheit kontextabhängig ansteuerbar sind, also je nach Bedarf angepasst werden können. Es ist möglich, mehrere Stifte auszufahren und sie eine Taste mit bestimmter Form bilden zu lassen. So kann beispielsweise ein Bedienfeld für ein Elektrogerät wie ein HiFi-Gerät oder eine Computertastatur oder eine Steuerkonsole hergestellt werden, die sehr anpassungsfähig sind bei gleichzeitigem hohem Bedienungskomfort. Ebenso können Fernbedienungen oder kleine Geräte wie Mobiltelefone oder Telefone allgemein damit ausgerüstet werden.The Invention describes an input device in one embodiment with at least one mechanical input element, and an associated control method. According to the invention Input device as input surface executed with a plurality of individually movable pins, the for forming the at least one input element of an evaluation and control unit contextually dependent are controllable, so can be adjusted as needed. It is possible, extend several pens and they have a button with a specific shape to be educated. For example, a control panel for an electrical appliance such as Hi-fi device or a computer keyboard or a control console are made, the very adaptable are at the same time high ease of use. Similarly, remote controls or small devices how mobile phones or phones are generally equipped with it.
Claims (21)
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