DE102008062715A1

DE102008062715A1 - Gerät mit einer Eingabevorrichtung zur Eingabe von Steuerbefehlen

Info

Publication number: DE102008062715A1
Application number: DE102008062715A
Authority: DE
Inventors: Robert ECKMÜLLER; Martin Paulus
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-06-24
Also published as: WO2010078996A2; EP2380077A2; WO2010078996A3; CN102257461A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät mit einer Eingabevorrichtung zur Eingabe von Steuerbefehlen in das Gerät, wobei die Position eines Eingabeorgans detektierbar ist und aus der Position des Eingabeorgans ein Steuerbefehl generierbar ist, wobei das Eingabeorgan nicht mit dem Gerät mechanisch verbunden ist, wobei die Eingabevorrichtung aufweist mindestens eine Lichtquelle zum Aussenden von Lichtstrahlen und mindestens einen Sensor zum Empfang der ausgesandten Lichtstrahlen, wodurch die mindestens eine Lichtquelle und der mindestens eine Sensor derart angeordnet sind, dass das Licht der mindestens einen Lichtquelle von dem Eingabeorgan zu dem mindestens einen Sensor reflektierbar ist, und wodurch die Eingabevorrichtung eine Auswerteeinheit aufweist, die aus den Unterschieden zwischen dem von der Lichtquelle ausgesandten und dem Sensor empfangenen Licht die jeweilige Gesamtstrecke, die von dem Licht von der jeweiligen Lichtquelle über das Eingabeorgan zu dem jeweiligen Sensor zurückgelegt wurde, oder eine der Gesamtstrecke proportionale Größe bestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät mit einer Eingabevorrichtung zur Eingabe von Steuerbefehlen. Im Stand der Technik sind derartige Geräte bekannt, bei denen die Position eines Eingabeorgans detektiertbar ist und aus der Position des Eingabeorgans ein Steuerbefehl generierbar ist, wobei die Eingabevorrichtung mindestens eine Lichtquelle zum Aussenden von Lichtstrahlen und mindestens einen Sensor zum Empfang der ausgesandten Lichtstrahlen aufweist. Beispielsweise sind solche Lichtquellen und Sensoren über einem Display derart angeordnet, dass man mit einem Eingabeorgan, beispielsweise einem Finger der Bedienperson oder einem Eingabestift das Display berührt und so einen oder mehrere Lichtstrahlen, die über der Oberfläche des Displays verlaufen, unterbricht und so ein Steuerbefehl generierbar ist.
Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist es, dass das Display berührt wird und so bei Verwendung von Fingern der Bedienpersonen das Display leicht unansehnlich wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gerät mit einer Eingabevorrichtung anzugeben, bei der eine Bedienoberfläche in Form beispielsweise eines Displays nicht beschmutzt wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mindestens eine Lichtquelle und mindestens ein Sensor derart angeordnet sind, dass das Licht der mindestens einen Lichtquelle von dem Eingabeorgan zu dem mindestens einen Sensor reflektierbar ist und dass die Eingabevorrichtung eine Auswerteeinheit aufweist, die aus den Unterschieden zwischen den von der Lichtquelle ausgesandten und dem Sensor empfangenen Licht die jeweilige Gesamtstrecke bestimmt, die das Licht von der jeweiligen Lichtquelle über das Eingabeorgan zu dem jeweiligen Sensor zurücklegt, oder eine der jeweiligen Gesamtstrecke proportionale Größe bestimmt. Hierdurch wird erreicht, dass das Eingabeorgan auch in einer gewissen Entfernung zu dem Gerät detektierbar ist, ohne dass das Eingabeorgan das Gerät und insbesondere eine mögliche vorhandene Bedienoberfläche oder ein möglicherweise vorhandenes Display berührt. Aus der oder den Gesamtstrecken, die das Licht von der jeweiligen Lichtquelle zu dem jeweiligen Lichtsensor zurückgelegt hat, kann dann die Strecke zwischen dem dem Eingabeorgan und der Lichtquelle und/oder dem Lichtsensor ermittelt werden.
Hierbei gibt es insgesamt verschiedene Aufbaumöglichkeiten. Wenn insgesamt eine beliebige Position des Eingabeorgans vor der Bedienoberfläche detektiert werden soll, sind entweder mindestens drei Lichtquellen und ein Sensor oder mindestens eine Lichtquelle und drei Sensoren erforderlich.
Im ersteren Fall senden beispielsweise drei Lichtquellen ihre Lichtstrahlen, die von dem Eingabeorgan reflektiert werden und von dem Sensor empfangen werden. Somit ergeben sich drei Gesamtstrecken; die erste Gesamtstrecke von der ersten Lichtquelle über das Eingabeorgan zu dem Sensor, die zweite Gesamtstrecke von der zweiten Lichtquelle über das Eingabeorgan zu dem Sensor und die dritte Gesamtstrecke von der dritten Lichtquelle über das Eingabeorgan zu dem Sensor.
Um die einzelnen Lichtquellen unterscheidbar zu machen, könnte beispielsweise vorgesehen sein, die Lichtquellen verschieden zu modulieren, so dass sie dann auch von dem Sensor parallel verarbeitet werden könnten. Besonders einfach ist der Aufbau jedoch, wenn die Lichtquellen abwechselnd ihr Licht, insbesondere moduliertes Licht, aussenden, und so nacheinander die Gesamtstrecken bestimmbar sind. Hierbei wird angenommen, dass die Abfolge der einzelnen Messungen in derart kurzen Zeitabständen erfolgt, dass das Eingabeorgan auch bei Bewegung des Eingabeorgans seine räumliche Lage nur unwesentlich verändert hat. Da im vorgenannten Beispiel der Abstand des Eingabeorgans zum Sensor für alle drei Gesamtstrecken gleich ist, kann dann aus den Gesamtstrecken noch der Abstand des Eingabeorgans zu den einzelnen Lichtquellen bestimmt werden und so die räumliche Lage des Eingabeorgans genau bestimmt werden.
Der vorbeschriebene Aufbau kann auch dadurch abgewandelt werden, dass anstelle der Lichtquelle der Sensor und anstelle des Sensors die Lichtquelle tritt, so dass beispielsweise eine Lichtquelle vorhanden ist, deren Lichtstrahlen von einem Eingabeorgan reflektiert werden und von drei Sensoren empfangen werden. Dieser Aufbau scheint aber kostenaufwendiger zu sein.
Bei nur zwei vorhandenen Lichtquellen und einem Sensor bzw. zwei Sensoren und einer Lichtquelle kann die Lage des Eingabeorgans nur in einer Fläche bestimmt werden, wobei die zu überwachende Fläche definiert wird durch eine Begrenzung der Lichtstrahlen in die entsprechende Ebene. Beispielsweise kann diese Fläche in einem rechten Winkel zu dem Gerät stehen.
Wenn nur eine Lichtquelle und nur ein Sensor vorhanden ist, kann nur die Entfernung des Eingabeorgans von dem Sensor ermittelt werden, so dass eine genaue räumliche Positionsbestimmung nur dann möglich ist, wenn die Lichtquelle und/oder der Sensor einen Lichtstrahl nur in eine bestimmte Richtung zulassen.
Besonders einfach ist die Ermittlung der jeweiligen Gesamtstrecke, wenn die Lichtquelle oder die Lichtquellen moduliertes Licht aussendet bzw. aussenden und aus der Phasenverschiebung zwischen dem ausgesandten Licht und dem von dem oder den Sensoren empfangenen Licht die jeweilige Gesamtstrecke bestimmbar ist, da die jeweilige Phasenverschiebung proportional zur Gesamtstrecke ist.
Wenn die Positionsbestimmung innerhalb eines begrenzten Zeitraumes mehrfach durchführbar ist, kann so die Bewegungskurve des Eingabeorgans ermittelt werden.
Wenn eine Auswertevorrichtung vorhanden ist, in der mehrere Bewegungskurven in einem Speicher abgelegt sind und den Bewegungskurven bestimmte Steuervorgänge zugeordnet sind, kann mittels einer Vergleichsvorrichtung die ermittelte Bewegungskurve des Eingabeorgans mit den abgelegten Bewegungskurven verglichen werden, bei der bei Übereinstimmung der der Bewegungskurve zugeordnete Steuervorgang ausgelöst wird. Die Auswertevorrichtung kann innerhalb der Auswerteeinheit angeordnet oder als separates Bauteil ausgestaltet sein.
Wenn die Lichtquellen und/oder die Sensoren hinter einer Abdeckung angeordnet sind, kann zum einen das Gerät formschön ausgestaltet sein. Hierbei ist natürlich zu beachten, dass die Abdeckung die Lichtstrahlen nicht zu sehr dämpft, so dass der oder die Sensoren eine hinreichende Lichtmenge empfangen können.
Wenn diese Abdeckung als Flüssigkristalldisplay ausgestaltet ist, ist es möglich, einer Bedienperson anzuzeigen, welche Steuerbefehle derzeit gegeben werden können. So kann zum Beispiel eine Menüstruktur auf dem Bildschirm dargestellt werden und ein Untermenü ausgewählt werden. Eine Flüssigkristallzelle lässt Infrarotlicht in einer Art und Weise passieren, dass der Sensor oder die Sensoren genügend Licht zu einer Auswertung empfangen.
Wenn die Abdeckung Symbole und/oder Schriftzeichen aufweist, kann ein Bediener auch auf die ihm zur Verfügung stehenden Steuerbefehle in einer einfachen Art und Weise hingewiesen werden. Im Gegensatz zu einer Flüssigkristallanzeige können aber diese Hinweise nicht verändert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gerätes mit einer Eingabevorrichtung mit drei Lichtquellen und einem Sensor,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gerätes mit zwei Lichtquellen und einem Sensor.
In 1 erkennt man ein Gerät 1 mit einem Display 2. Das Gerät weist weiterhin Lichtquellen 3, 4, 5, einen Sensor 6 und eine Auswerteeinheit 7 auf. Weiterhin erkennt man in 1 ein Eingabeorgan O und Strecken a, b, c, d. Die Lichtquellen 3, 4, 5 senden Licht aus, welches von dem Eingabeorgan O zum Sensor 6 reflektiert wird. Der Weg des Lichtes von den einzelnen Lichtquellen 3, 4, 5 zu dem Sensor 6 wird durch die Strecken a, b, c und d dargestellt. Die Gesamtstrecke A, die das Licht von der Lichtquelle 3 über das Eingabeorgan O zu dem Sensor 6 zurücklegt, besteht aus den Strecken a und d, die Gesamtstrecke B entsprechend dem Weg von der Lichtquelle 4 zum Sensor 6 aus den Strecken b und d und die Gesamtstrecke C entsprechend dem Weg von Lichtquelle 5 zum Sensor 6 aus den Strecken c und d. Die Lichtquellen 3, 4, 5 senden nacheinander moduliertes Licht aus, das von dem Eingabeorgan O zu dem Sensor 6 reflektiert wird. Die Auswerteeinheit 7 ist mit den Lichtquellen 3, 4, 5 und dem Sensor 6 verbunden und detektiert die Phasenverschiebung des Lichtes, welches die Lichtquellen 3, 4, 5 verlässt und in den Sensor 6 eintritt. Diese Phasenverschiebung ist proportional zu der von dem Licht zurückgelegten Strecke A, B bzw. C. Da der Abstand zwischen den Messungen sehr klein ist, und sich das Eingabeorgan O deshalb nahezu nicht weiterbewegt, selbst wenn es in Bewegung ist, ist die Strecke d zwischen dem Eingabeorgan O während nacheinander folgenden Messungen gleich oder nahezu gleich.
Werden die Positionen des Eingabeorgans O innerhalb eines Zeitraumes mehrfach bestimmt, kann eine Bewegungskurve aufgezeichnet werden und mit einem in der Auswerteeinheit 7 oder in einem sonstigen Bauteil abgespeicherten Bewegungskurve verglichen werden. Beim Erkennen einer bestimmten Bewegungskurve kann ein dieser Bewegungskurve zugeordneter Steuerbefehl ausgeführt werden. Auf dem Display 2 können auswählbare Bedienfunktionen oder Bedienmenüs dargestellt werden, wobei diese Bedienmenüs in Abhängigkeit der detektierten Position des Eingabeorgans O oder einer detektierten Bewegungskurve des Eingabeorgans O entsprechend ein Untermenü oder ein übergeordnetes Menü darstellen, oder eine der Position oder der Bedienungskurve entsprechende Steuerfunktion ausgeführt werden.
Das Gerät 1 in 2 weist ein Display 2, Lichtquellen 3 und 4, einen Sensor 6 und eine Auswerteeinheit 7 auf. Weiterhin erkennt man wiederum ein Eingabeorgan O, welches beispielsweise ein Finger einer Bedienperson sein kann. Die Lichtquellen 3, 4 sind derart ausgestaltet, dass sie Licht nur in eine Ebene aussenden können, die durch die Strecken a und b aufgespannt wird. Hierdurch kann eine eindeutige Positionsbestimmung des Eingabeorgans O innerhalb dieser Ebene realisiert werden. Auch ist es möglich, den Sensor 6 so zu gestalten, dass er nur Licht aus dieser Ebene empfangen kann.
Anstelle der Displays in 1 und 2 kann auch eine Abdeckung angeordnet sein. Die Lichtquellen 3 bis 5 und des Sensors 6 können auch hinter dem Display 2 oder einer Abdeckung angeordnet sein, so dass ein harmonisches Gesamterscheinungsbild gegeben ist. Die Abdeckung kann beispielsweise Symbole oder Schriftzeichen aufweisen und so dem Bediener die möglichen ausführbaren Bedienfunktionen darstellen.

Claims

Gerät (1) mit einer Eingabevorrichtung zur Eingabe von Steuerbefehlen in das Gerät, – wobei die Position eines Eingabeorgans (O) detektierbar ist und aus der Position des Eingabeorgans (O) ein Steuerbefehl generierbar ist, – wobei das Eingabeorgan (O) nicht mit dem Gerät mechanisch verbunden ist, – wobei die Eingabevorrichtung aufweist mindestens eine Lichtquelle (3, 4, 5) zum Aussenden von Lichtstrahlen und mindestens einen Sensor (6) zum Empfang der ausgesandten Lichtstrahlen, dadurch gekennzeichnet, – dass die mindestens eine Lichtquelle (3, 4, 5) und der mindestens eine Sensor (6) derart angeordnet sind, dass das Licht der mindestens einen Lichtquelle (3, 4, 5) von dem Eingabeorgan (O) zu dem mindestens einen Sensor (6) reflektierbar ist, – dass die Eingabevorrichtung eine Auswerteeinheit (7) aufweist, die aus den Unterschieden zwischen dem von der Lichtquelle (3, 4, 5) ausgesandten und dem Sensor (6) empfangenen Licht die jeweilige Gesamtstrecke (A, B, C), die von dem Licht von der jeweiligen Lichtquelle (3, 4, 5) über das Eingabeorgan (O) zu dem jeweiligen Sensor (6) zurückgelegt wurde, oder eine der Gesamtstrecke proportionale Größe bestimmt.
Gerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) aus der Gesamtstrecke (A, B, C) oder den Gesamtstrecken (A, B, C) die Entfernung zwischen der jeweiligen Lichtquelle (3, 4, 5) und/oder dem jeweiligen Sensor (6) und dem Eingabeorgan (O) ermittelt.
Gerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Lichtquelle (3, 4, 5) jeweils moduliertes Licht aussendet und aus der Phasenverschiebung zwischen dem ausgesandten Licht und dem von dem Sensor (6) empfangenen Licht die jeweilige Gesamtstrecke (A, B, C) bestimmbar ist.
Gerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Lichtquellen (3, 4, 5) vorhanden sind, die abwechselnd ansteuerbar sind, und ein Sensor (6) die Lichtstrahlen mehrerer Lichtquellen (3, 4, 5) empfängt.
Gerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle (3, 4, 5) vorhanden ist, deren Lichtstrahlen zu mindestens zwei Sensoren (6) reflektiert werden.
Gerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Positionsbestimmung innerhalb eines Zeitraumes mehrfach durchführbar ist und so die Bewegungskurve des Eingabeorgans (O) ermittelbar ist.
Gerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertevorrichtung vorhanden ist, in der mehrere Bewegungskurven in einem Speicher abgelegt sind, dass den Bewegungskurven bestimmte Steuervorgänge zugeordnet sind, dass eine Vergleichsvorrichtung die ermittelten Bewegungskurven des Eingabeorgans (O) mit den abgelegten Bewegungskurven vergleicht, dass bei einer Übereinstimmung der abgelegten und der ermittelten Bewegungskurve der der Bewegungskurve zugeordnet Steuervorgang auslösbar ist.
Gerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht quellen (3, 4, 5) und/oder der Sensor (6) oder die Sensoren hinter einer Abdeckung angeordnet sind.
Gerät (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung als Flüssigkristalldisplay (2) ausgestaltet ist.
Gerät (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung Symbole und/oder Schriftzeichen aufweist.