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Die
Erfindung betrifft eine handbedienbare Vorrichtung zur Steuerung
eines Cursors auf dem Bildschirm eines Computers und zur Initialisierung weiterer
Befehlsfunktionen eines Computers oder dgl., wobei zur Eingabe von
Befehlsfunktionen zumindest ein Finger einer menschlichen Hand verwendet
wird.
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Die
derzeit bekannten technischen Lösungen
für die
Steuerung eines Bildschirm-Cursors und zur Initialisierung weiterer
Befehlsfunktionen eines Computers sind handbedienbare Einheiten
wie Maus, Touchpad, Touchscreen, Trackball und Joystick (Cursorsteuerungs-Einheiten).
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Handbedienbare
Vorrichtungen sind im Sinne der Erfindung sind Vorrichtungen bei
welchen die Erzeugung eines Steuersignals (zur Auslösung einer Befehlsfunktionen)
durch eine Bewegung der menschlichen Hand bzw. zumindest eines Fingers dieser
Hand ausgelöst
wird. Diesbezügliche
Vorrichtungen sind beispielsweise Maus, Touchpad, Touchscreen, Trackball
und Joystick (Cursorsteuerungs-Einheiten).
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Der
Nachteil all dieser technischen Vorrichtungen ist die Schwierigkeit,
die Tastatureinheit eines Computers oder anderen Einheit zur Datenerfassung- und/oder Datenverarbeitung
und simultan die Cursorsteuerungs-Einheit zu bedienen. Selbst die Bedienung
eines Touchpads, der sich meist in unmittelbarer Nähe der Tastatureinheit
eines Computers befindet, kann nur ausgeführt werden, wenn die Hände physisch
das Tastaturfeld verlassen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine unter ergonomischen Gesichtspunkten ausgerichtete
Vorrichtung bereit zustellen, die es insbesondere ermöglicht,
unter Nutzung der natürlichen
Bewegungen der Hand, einen Cursor zu steuern, ohne funktionsnotwendig
die Tastatur physikalisch verlassen zu müssen. Die Vorrichtung soll,
zusätzlich
zu einer Tastatur eines Computers, die Ansteuerung der Cursorfunktion
in einfacher Art und Weise ermöglichen.
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Außerdem soll
eine Vorrichtung zur Steuerung eines Cursors und zur Initialisierung
weiterer Befehlsfunktionen bereitgestellt werden, welche im Zusammenhang
mit der Bedienung einer Tastatur eines Computers eingesetzt wird,
wobei die Eingabe der Befehlsfunktionen per Hand erfolgt.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und
6 jeweils gelöst.
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Erfindungswesentlich
ist, dass die berührungsaktive
Eingabeoberfläche
an zumindest einen Teil der Oberfläche zumindest eines Fingers
einer menschlichen Hand angepasst ist.
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Die
Erfindung vereinigt in sich alle Funktionen einer herkömmlichen
Maus oder eines Touchpads, ermöglicht
es zudem aber – unter
konsequenter Nutzung der natürlichen
Bewegungen der Finger-, gleichzeitig sowohl die Cursorsteuerung
als auch die Tastatur des Computers zu bedienen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
erlaubt es, sowohl den Cursor zu steuern als auch das Tastaturfeld
zu bedienen. Das Hin- und Herpendeln zwischen Tastatur und Maus
wird vermieden. Sowohl die Tastatur als auch die Maus werden ausschließlich über die
Finger gesteuert. Die neue Vorrichtung erlaubt es zudem, alle gängigen Befehlsfunktionen (Rechtsklick,
Linksklick, Doppelklick und Scroll) auszuführen. Dadurch wird die Arbeit
am Computer erheblich erleichtert und beschleunigt.
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Die
neue technische Lösung
nutzt die berührungsaktive
Eingabeoberfläche
eines herkömmlichen,
technisch bekannten Touchpads, wobei aber die Gestaltung dieser
Oberfläche
an die ergonomischen Bedingungen der Bedienung über die Finger angepasst ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
nutzt – wie
bei handelsüblichen
Touchpads – die
elektrische Kapazität,
um die Position des Fingers auf der Oberfläche des Pads zu ermitteln und
somit den Ort des Cursors (Mauszeigers) auf dem Bildschirm (Desktop) zu
bestimmen. Die berührungsaktive
Oberfläche
besteht dabei aus einer Anordnung von vertikalen und horizontalen
Elektroden, die ein Gitter bilden. Dieses Gitter ist mit einer isolierenden
Schutzschicht überzogen,
die dafür
sorgt, dass man die Elektroden nicht berührt und der Finger gut über die
Oberfläche
gleitet. Unterhalb dieses Gitters befindet sich ein Schaltkreis,
der ständig
die Kapazität
zwischen den Elektroden misst. Kommt man mit dem Finger, der ebenfalls Elektrodenfunktion
wahrnimmt, in die Nähe
dieser Anordnung, wird die Kapazität zwischen den Elektroden verändert. Dadurch
können
Position und Stärke des
Drucks unabhängig
ermittelt werden. Nach Auswertung wird die Position als Cursorposition
an den Computer weitergeleitet.
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Beim
Ziehen des Fingers über
die berührungsaktive
Eingabeoberfläche
bewegt sich der Cursor auf dem Bildschirm. Die verwendeten, in ihrer
Art diesbezüglich üblichen
Touchpad-Treiber werten ein leichtes Tippen (tapping) des Fingers
aus und simulieren dabei einen Klick.
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Ein
Doppelklick wird durch zweimaliges Tippen erzeugt. Halt man nach
dem zweiten Tippen den Finger auf dem Touchpad, so kann man Objekte (Symbole)
markieren bzw. bewegen (ziehen). Verschiedene Bereiche des EFM-Touchpads
unterstützen
zudem alle weiteren gängigen
Befehlsfunktionen (wie beispielsweise Rechtsklick, Linksklick und Scroll).
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Die Übertragung
der weiteren Befehlsfunktionen (wie beispielsweise Rechtsklick,
Linksklick, Doppelklick und Scroll) wird über eine Trennung zwischen
der Cursorsteuerung (die Steuerung erfolgt über die gesamte, primäre Touchpad-Zone)
und der sonstigen Befehlsfunktionen realisiert (die Steuerung erfolgt über sekundäre, partiell
aktivierte Touchpad-Zonen). Die Touchpad-Subzonen besitzen jeweils
Schalterfunktionen und werden über
einen (variabel einstellbaren) Fingerdruck auf das Touchpad aktiviert.
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Die
Funktionsdaten der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
im Sinne der Erfindung sowohl per Kabel als auch kabellos per Fernbedienung
zum Computer übertragen
werden (Remote-EFM).
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Über eine übliche,
auf den speziellen Anwendungsfall in üblicher Art und Weise ausgelegte
Software ist es möglich,
die Funktionen individuell für
den jeweiligen Nutzer anzupassen.
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Die
Unteransprüche
2 bis 7 geben weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
gemäß Anspruch
1 wieder, ohne diese zu begrenzen.
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Die
berührungsaktive
Eingabeoberfläche, beispielsweise
eines Touchpads, wird dabei insbesondere so geformt, so dass es
mit dem Daumen berührt
und an Zeige- oder Mittelfinger (oder auch an einem der übrigen 2
Finger) einer Hand angebracht werden kann.
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Primär soll insbesondere
die natürliche
Bewegung zwischen Daumen und Zeigefinger („Nutzung der natürlichen
Bewegung: Reiben des Daumens am Zeigefinger”) für die technische Übersetzung
dieser natürlichen
Bewegung in Befehlssignale an den Computer eingesetzt werden.
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Im
ergonomisch geformten Touchpad am Zeigefinger können alle Maus-Funktionen (insbesondere
Cursorsteuerung, Rechtsklick, Linksklick, Doppelklick und Scroll)
ausgeführt
werden.
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Alternativ
zu dieser bevorzugten technischen Lösung können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weitere technische Lösungen
realisiert werden, bei denen neben dem Daumen die weiteren Finger zum
Einsatz kommen.
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Bei
diesen Lösungen
werden an den weiteren Fingern ebenfalls ergonomisch geformte, berührungsaktive
Eingabeoberflächen,
wie beispielsweise Touchpads, angebracht, die Teil-Funktionen übernehmen.
Beispielsweise kann beim Einsatz von ergonomischen Touchpads für den Zeige-
und Mittelfinger die Funktion des Rechtsklicks auf den Mittelfinger übertragen
werden, während
die Funktionen des Linksklicks (und die weiteren Funktionen) am
Zeigefinger-Touchpad verbleiben.
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Möglich ist
alternativ auch der Einsatz aller 4 Finger einer Hand (neben dem
Daumen), so dass eine Vielzahl unterschiedlichster Verteilungen
von Teilfunktionen auf verschiedene Finger denkbar ist.
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Alternativ
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Steuerung eines Cursors in einem Handschuh, einem Teil davon
oder einem Fingerhandschuh oder dgl. Gebildes integriert sein. Damit
ist beispielsweise eine drahtlose Übertragung der Daten grundsätzlich möglich, da
sich eine Übertragungseinrichtung,
einschließlich
einer entsprechenden Energieversorgungseinheit, in diesem Gebilde
anordnen lässt.
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Im
Sinne der Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere
zumindest eine Eingabeeinheit enthalten, die an einer Hand angeordnet
ist, oder alternativ kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest zwei
Eingabeeinheiten enthalten, wobei jeweils zumindest eine Eingabeeinheit
an einer der beiden Hände
angeordnet ist.
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Mittels
einer bekannten USB-Schnittstelle wird die Vorrichtung mit dem Computer
zum Zwecke der Signal- und/oder Datenübertragung beispielsweise verbunden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne
damit alle Einsatzmöglichkeiten
der Erfindung abschließend
dargestellt zu haben.
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Die
Figuren zeigen:
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1 eine
menschliche Hand, an welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines
Cursors und zur Initialisierung weiterer Befehlsfunktionen angeordnet
ist in einer perspektivischen Seitenansicht,
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2 eine
menschliche Hand, an welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines
Cursors und zur Initialisierung weiterer Befehlsfunktionen am Zeigefinder
angeordnet ist in einer perspektivischen Seitenansicht,
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3 eine
menschliche Hand, an welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines
Cursors und zur Initialisierung weiterer Befehlsfunktionen am Zeigefinder
und am Mittelfinger angeordnet ist in einer perspektivischen Seitenansicht,
und
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4 eine
linke und rechte Hand, an welchen eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Steuerung eines Cursors und zur Initialisierung weiterer Befehlsfunktionen
angeordnet ist in einer perspektivischen Seitenansicht.
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In 1 ist
eine menschliche Hand, an welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Steuerung eines Cursors und zur Initialisierung weiterer Befehlsfunktionen 1 angeordnet
ist, in einer perspektivischen Seitenansicht dargestellt. Am Zeigefinder einer
rechten Hand ist im Bereich des obersten Gliedes eine Eingabeeinheit 2 angeordnet,
die zumindest eine berührungsaktive
Eingabeoberfläche 3 in
Form eines ergonomisch geformten Touchpads, welches die üblichen
Funktionalitäten
eines Touchpads realisiert, besitzt. Die berührungsaktive Eingabeoberfläche 3 kann
aus mehreren berührungsaktiven
Zonen 4 bestehen (in 1 nicht
dargestellt), denen unterschiedliche Befehlsfunktionen zuordenbar
sind.
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Die
berührungsaktive
Eingabeoberfläche 3 ist
an einen Teil der Oberfläche
eines Fingers einer menschlichen Hand, hier eines Teiles der Oberfläche des
oberen Gliedes des Zeigefingers, bezüglich seiner Form anpasst.
Die Eingabeeinheit 2 ist lösbar, hier formschlüssig, an
der menschlichen Hand angeordnet. Die Übermittlung der Eingabe Steuerdaten erfolgt
durch ein übliches Übertragungskabel 5 von der
Eingabeeinheit 3 zum Datenverarbeitungsgerät 6,
beispielsweise eines handelsüblichen
Computers. Die physische Verbindung des Übertragungskabels 5 mit
dem Computer 6 kann, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt,
eine übliche
Schnittstelle, beispielsweise eine USB-Schnittstelle, sein. Zur
Befestigung des Übertragungskabels 5 dient
eine Handgelenksmanschette 7.
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2 zeigt
in einer perspektivischen Seitenansicht die Innenseite einer menschlichen
Hand, an welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung
eines Cursors und zur Initialisierung weiterer Befehlsfunktionen 1,
am Zeigefinder angeordnet ist.
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Am
Zeigefinder einer rechten Hand ist im Bereich des obersten Gliedes
eine Eingabeeinheit 2 angeordnet, die zumindest eine berührungsaktive
Eingabeoberfläche 3 in
Form eines ergonomisch geformten Touchpads, welches die üblichen
Funktionalitäten
eines Touchpads realisiert, besitzt. Die berührungsaktive Eingabeoberfläche 3 ist
mehrteilig ausgebildet, wobei die drei streifenförmigen Zonen 4.1, 4.2.
und 4.3 nebeneinander und jeweils etwa parallel zur Fingerlängsachse,
hier des Zeigefingers, und an der Innenseite angeordnet sind. Diese
besteht aus den berührungsaktiven
Zonen 4.1, 4.2. und 4.3, denen unterschiedliche
Befehlsfunktionen, zusätzlich zur
Cursorsteuerung, zuordenbar sind. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist
der Zone 4.1 die Befehlsfunktion einer üblichen linken Maustaste, der Zone 4.2 die
Befehlsfunktion einer üblichen
rechten Maustaste und der Zone 4.3 die Befehlsfunktionen Doppelklick
und einer üblichen
Scrolltaste zugeordnet.
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Über die
gesamte berührungsaktive
Eingabeoberfläche 3 erfolgen
die Cursorsteuerung und die Initialisierung weiterer Befehlsfunktionen.
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Die
berührungsaktive
Eingabeoberfläche 3 ist
an einen Teil der Oberfläche
eines Fingers einer menschlichen Hand, hier eines Teiles der Oberfläche des
oberen Gliedes des Zeigefingers, bezüglich seiner Form, hier ringförmig, anpasst.
Die Eingabeeinheit 2 ist lösbar, hier formschlüssig, an
der menschlichen Hand angeordnet. Die Übermittlung der Eingabe – Steuerdaten
erfolgt durch ein übliches Übertragungskabel 5 von
der Eingabeeinheit 2 zum Datenverarbeitungsgerät 6,
beispielsweise eines handelsüblichen
Computers. Die physische Verbindung des Übertragungskabels 5 mit
dem Computer kann, wie im Ausführungsbeispiel
dargestellt, eine übliche Schnittstelle 8 sein.
Zur Befestigung des Übertragungskabels 5 dient
eine Handgelenksmanschette 7.
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3 zeigt
in einer perspektivischen Seitenansicht die Innenseite einer menschlichen
Hand, an welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung
eines Cursors 1 und zur Initialisierung weiterer Befehlsfunktionen
am Zeigefinder und am Mittelfinger angeordnet ist. Die Vorrichtung 1 besitzt zwei
Eingabeeinheiten 2.1 und 2.2.
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Am
Zeigefinder einer rechten Hand ist im Bereich des obersten Gliedes
eine Eingabeeinheit 2.1 angeordnet, die zumindest eine
berührungsaktive Eingabeoberfläche 3.1 in
Form eines ergonomisch geformten Touchpads, welches die üblichen
Funktionalitäten
eines Touchpads realisiert, besitzt. Die berührungsaktive Eingabeoberfläche 3.1 ist
mehrteilig ausgebildet, wobei die zwei streifenförmigen Zonen 4.1 und 4.3 nebeneinander
und jeweils etwa parallel zur Fingerlängsachse, hier des Zeigefingers,
und an der Innenseite angeordnet sind. Diese besteht aus den berührungsaktiven
Zonen 4.1 und 4.3, denen unterschiedliche Befehlsfunktionen,
zusätzlich
zur Cursorsteuerung, zuordenbar sind. Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist
der Zone 4.1 die Befehlsfunktion einer üblichen linken Maustaste und
der Zone 4.3 die Befehlsfunktionen Doppelklick und einer üblichen Scrolltaste
zugeordnet.
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Am
Mittelfinder einer rechten Hand ist im Bereich des obersten Gliedes
eine Eingabeeinheit 2.2 angeordnet, die zumindest eine
berührungsaktive Eingabeoberfläche 3.2 in
Form eines ergonomisch geformten Touchpads, welches die üblichen
Funktionalitäten
eines Touchpads realisiert, besitzt. Die berührungsaktive Eingabeoberfläche 3.2 ist
in Zonen gegliedert, wobei die zwei streifenförmigen Zonen 4 nebeneinander
und jeweils etwa parallel zur Fingerlängsachse, hier des Mittelfingers,
und an der Innenseite angeordnet sind. Diese besteht aus der berührungsaktiven
Zonen 4.2, der zusätzlich
zur Cursorsteuerung, die Befehlsfunktion einer üblichen rechten Maustaste zugeordnet
ist.
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Die
berührungsaktiven
Eingabeoberflächen 3.1 und 3.2 sind
jeweils an einen Teil der Oberfläche eines
Fingers einer menschlichen Hand, hier eines Teiles der Oberfläche des
oberen Gliedes des Zeigefingers und des Mittelfingers, bezüglich seiner
Form, hier ringförmig,
anpasst. Die Eingabeeinheiten 3.1 und 3.2 sind
jeweils lösbar,
hier formschlüssig,
an der menschlichen Hand angeordnet.
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Die Übermittlung
der Eingabe – Steuerdaten erfolgt
durch ein übliches Übertragungskabel 5,
bestehend aus mehreren Kabelabschnitten, von der Eingabeeinheit
zum Datenverarbeitungsgerät 6,
beispielsweise einem handelsüblichen
Computer. Die physische Verbindung des Übertragungskabels 5 mit dem
Computer kann, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt,
eine übliche
Schnittstelle sein. Zur Befestigung des Übertragungskabels 5 dient
eine Handgelenksmanschette 7.
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In 4 sind
eine rechte und eine linke Hand, an welchen eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Steuerung eines Cursors und zur Initialisierung weiterer Befehlsfunktionen 1 angeordnet
ist, in einer perspektivischen Seitenansicht dargestellt. An der
linken Hand sind zwei Eingabeeinheiten 2.1 und 2.2 und
der rechten Hand die Eingabeeinheiten 2.3 und 2.4 angeordnet.
Jede der Eingabeeinheiten 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4 besitzt
jeweils zwei berührungsaktive Eingabeoberflächen. Die
Vorrichtung 1 ist durch ein übliches Übertragungskabel 5,
bestehend aus mehreren Kabelabschnitten, mit dem Datenerfassung- und/oder
Datenverarbeitungsgerät 6 verbunden.