DE102012005800A1

DE102012005800A1 - Eingabevorrichtung

Info

Publication number: DE102012005800A1
Application number: DE102012005800A
Authority: DE
Inventors: David Voss; Marc FUERST; Andreas Lang; Joerg HEDRICH; Stefan POPPE; Michael Wagner; Marius WRZESNIEWSKI
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-09-26
Also published as: US20130249869A1; US9256318B2; CN103324098B; GB2502178A; CN103324098A; GB201303071D0

Abstract

Eine Eingabevorrichtung zum Steuern eines Geräts (5, 10) umfasst eine gegen Berührung durch einen Fremdkörper (4) empfindliche Sensorfläche (1) und eine Auswerteeinheit (2), die eingerichtet ist, die Positionen von sukzessive berührten Punkten der Sensorfläche (1) zu erfassen und in einen Steuerbefehl für das Gerät (5, 10) umzusetzen. Die Auswerteeinheit (2) ist mit Mitteln (7, 8, 9) zum Abschätzen einer auf die Sensorfläche (1) wirkenden Beschleunigung verbunden und eingerichtet, bei der Umsetzung in den Steuerbefehl einen zu einer Zeit starker Beschleunigungsänderung berührten Punkt niedriger zu gewichten als einen zu einer Zeit (D1) schwacher Beschleunigungsänderung berührten Punkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung, insbesondere zur Steuerung eines elektronischen Geräts in einem Kraftfahrzeug.
Sogenannte Touchscreens erfreuen sich zunehmender Beliebtheit als Eingabevorrichtung für elektronische Geräte wie etwa Mobiltelefone, Kleincomputer, Geräte der Unterhaltungselektronik etc., da sie eine komfortable und übersichtliche Steuerung zahlreicher Funktionen ermöglichen, ohne dass kostenaufwendig eine große Anzahl von Schaltern, Reglern oder anderen Eingabemitteln eingebaut werden müsste. Auf einem Touchscreen können stattdessen z. B. Bilder derartiger Eingabemittel angezeigt werden und ein Benutzer kann eine Eingabe vornehmen, indem er das dargestellte Bild eines Schalters mit dem Finger antippt oder über das Bild eines Schiebereglers hinwegstreicht und so die Bewegung nachahmt, mit der er einen realen Schieberegler betätigen würde.
Andere Eingabekonzepte kommen völlig ohne die Darstellung von Eingabemitteln aus. So gibt es beispielsweise Konzepte, die auf der Vorstellung basieren, der Touchscreen bilde eine Art Fenster, durch das ein Ausschnitt eines größeren darunter liegenden Bildes sichtbar ist, das eine Bedienoberfläche, eine Landkarte oder dergleichen darstellen kann, und durch Streichen mit dem Finger über die Oberfläche des Touchscreens kann der sichtbare Ausschnitt des Bildes verschoben werden.
Bekannt sind auch Eingabevorrichtungen, z. B. für elektronische Kassensysteme, die die von einem Kunden mit einem speziellen Eingabestift auf einem Touchscreen ausgeführte Unterschrift erfassen und wiedergeben.
Die Vielseitigkeit von Touchscreens weckt das Bedürfnis, sie auch für die Steuerung von in Kraftfahrzeugen installierten elektronischen Geräten zu nutzen. Dabei ergibt jedoch das Problem, dass in einem fahrenden Kraftfahrzeug auf den Touchscreen und seinen Benutzer ständig wechselnde Beschleunigungen wirken, sei es aufgrund von Fahrbahnunebenheiten, die das Fahrzeug erschüttern, oder von beim Durchfahren von Kurven auftretenden Fliehkräften. Dies kann es für einen Benutzer schwierig machen, eine Bewegung an einem Touchscreen genauso wie beabsichtigt durchzuführen. Wenn jedoch durch äußere Einwirkungen bedingte Abweichungen vom beabsichtigten Bewegungsablauf zu einer Fehlsteuerung führen, so ist dies für den Benutzer im harmlosesten Fall nur lästig, weil die Eingabe zurückgenommen und wiederholt werden muss; unter ungünstigen Bedingungen kann eine unerwartete Reaktion eines Geräts auf eine fehlerhafte Eingabe den Fahrer des Fahrzeugs irritieren und so die Sicherheit des Fahrzeugs beeinträchtigen.
Um diesem Problem abzuhelfen wurde in US 2011/0082620 A1 eine Eingabevorrichtung vorgeschlagen, bei der die Größe eines empfindlichen Bereichs des Touchscreens, der zum Auslösen einer gewünschten Aktion berührt werden muss, eines sogenannten „soff button”, in Abhängigkeit von der Stärke der Beschleunigungen, denen der Touchscreen ausgesetzt ist, veränderlich ist und insbesondere größer werden kann als auf dem Touchscreen dargestellte Abbildungen von Tasten, die dem Benutzer die Lage der soff buttons anzeigen. Diese herkömmliche Lösung ist jedoch nur anwendbar auf einem Touchscreen, dessen soft buttons auf Antippen reagieren. Für Bedienungskonzepte, die auf der Erfassung von Bewegungen des Fingers auf der Oberfläche des Touchscreens basieren, ist dieser Ansatz nicht geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Eingabevorrichtung mit einer berührungsempfindlichen Sensorfläche, die geeignet ist, Bewegungen eines Fremdkörpers wie etwa eines Fingers auf der Sensorfläche zu erfassen, so weiterzubilden, dass eine fehlerfreie Eingabe auch unter dem Einfluss wechselnder Beschleunigungen erleichtert ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Eingabevorrichtung zum Steuern eines Geräts, die eine gegen Berührung durch einen Fremdkörper empfindliche Sensorfläche und eine Auswerteeinheit umfasst, die eingerichtet ist, die Positionen von sukzessive berührten Punkten der Sensorfläche zu erfassen und in einen Steuerbefehl für das Gerät umzusetzen, die Auswerteeinheit mit Mitteln zum Abschätzen einer auf die Sensorfläche einwirkenden Beschleunigung verbunden ist und eingerichtet ist, bei der Umsetzung in den Steuerbefehl einen zu einer Zeit starker Beschleunigungsänderung berührten Punkt niedriger zu gewichten als einen zu einer Zeit schwacher Beschleunigungsänderung berührten Punkt.
Die Steuerung des Geräts kann in einer einfachen Ausgestaltung darauf basieren, dass die Richtung und/oder die Länge einer von dem Fremdkörper auf der Sensorfläche zurückgelegten Weges von der Auswerteeinheit ermittelt und als ein Steuerungsparameter an das zu steuernde Gerät übergeben wird.
Alternativ kann, um komplexe Steuervorgänge zu erleichtern, die Auswerteeinheit eingerichtet sein, anhand der erfassten Positionen eine Bahn des Fremdkörpers zu rekonstruieren, der rekonstruierten Bahn ein Symbol aus einer Liste von Symbolen, insbesondere von alphanumerischen Zeichen, zuzuordnen, und das Symbol in dem Steuerbefehl auszugeben. Diese Zuordnung eines Symbols zu einer Bahn kann auf an sich bekannten OCR-Algorithmen basieren.
Die niedrigere Gewichtung eines bei starker Beschleunigungsänderung berührten Punkts kann insbesondere erreicht werden, indem die Auswerteeinheit eingerichtet ist, eine Sperrzeit zu definieren, die die Zeit starker Beschleunigungsänderung umfasst, und alle in der Sperrzeit erfassten berührten Punkte schwächer zu gewichten als außerhalb der Sperrzeit erfasste Punkte.
Als Sperrzeit können genau diejenigen Zeiten gewertet werden, in denen die Beschleunigungsänderung jederzeit über dem Grenzwert liegt. Bevorzugt ist allerdings, dass die Auswerteeinheit, wenn eine Überschreitung des Grenzwerts der Beschleunigungsänderung stattfindet, als Sperrzeit jeweils ein Zeitintervall von wenigstens einer vorgegebenen Dauer definiert, das den Zeitpunkt der Grenzwertüberschreitung einschließt und darüber hinaus auch Zeitpunkte einschließen kann, in denen die Beschleunigungsänderung unter dem Grenzwert liegt. So kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass, wenn der Finger des Benutzers durch eine starke Erschütterung von einem beabsichtigten Weg über die Sensorfläche abgelenkt worden ist, auch nach Abklingen der Erschütterung noch eine gewisse Zeit vergehen kann, bis der Finger auf den ursprünglich beabsichtigten Weg zurückgekehrt ist.
Eine Erschütterung kann auch dazu führen, dass der Finger eines Benutzers unbeabsichtigt den Kontakt mit der Sensorfläche verliert. Um dieser Tatsache Rechnung zu tragen, ist die Auswerteeinheit vorzugsweise eingerichtet, auch eine Nichtberührung der Sensorfläche zu ignorieren, wenn sie während einer Sperrzeit stattfindet.
Die niedrigere Gewichtung eines berührten Punktes ist im einfachsten Fall dadurch realisierbar, dass die Steuereinheit einen solchen Punkt mit Null gewichtet, d. h. ihn ignoriert.
Ein ignorierter Teil der Bewegung des Fingers kann zweckmäßigerweise von der Auswerteeinheit ergänzt werden, indem sie den von dem Finger zwischen einem vor dem ignorierten Teil berührten Punkt und einem nach dem ignorierten Teil berührten Punkt (14) zurückgelegten Bahnabschnitt (12d) interpoliert.
Es kann vorgesehen sein, dass die Sperrzeit jeweils genau mit Ablauf der oben erwähnten vorgegebenen Dauer endet. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Finger die Sensorfläche nicht berührt, kann die Auswerteeinheit daraus den Schluss ziehen, dass die vom Benutzer beabsichtigte Fingerbewegung während der Sperrzeit abgeschlossen wurde, und dass die Umsetzung in den Steuerbefehl anhand der bis zu diesem Zeitpunkt erfassten berührten Punkte vorzunehmen ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die vorgegebene Dauer lediglich eine Mindestdauer der Sperrzeit ist, und dass diese nach Ablauf der vorgegebenen Dauer erst dann endet, wenn die Auswerteeinheit eine neuerliche Berührung der Sensorfläche erfasst. Dies gibt dem Benutzer die Möglichkeit, einen Punkt der Sensorfläche, an dem er die Bewegung des Fingers fortsetzen will, genau anzupeilen und die Bewegung präzise zu Ende zu führen, so dass ein der Bahn des Fingers entsprechendes Symbol mit hoher Zuverlässigkeit erkannt werden kann.
Die Sensorfläche ist vorzugsweise als dynamisch ansteuerbare Anzeigefläche ausgebildet. Eine solche Anzeigefläche kann insbesondere eingerichtet sein, eine rekonstruierte Bahn des Fingers anzuzeigen.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit eingerichtet ist, bei Auftreten einer Sperrzeit eine bis zum Beginn der Sperrzeit erfasste Bahn zu rekonstruieren und anzuzeigen. Dies erleichtert es dem Benutzer, eine in Folge einer Erschütterung unterbrochene Fingerbewegung an genau dem Punkt fortzusetzen, an dem die Erfassung der Bewegung durch die Eingabevorrichtung unterbrochen wurde.
Die Eingabevorrichtung kann vorteilhaft in einem Kraftfahrzeug eingebaut sein, insbesondere, um dort ein Radio oder andere Geräte der Unterhaltungselektronik oder ein Navigationssystem zu steuern.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Steuern eines Geräts, das auf der Erfassung der Bewegung eines Fremdkörpers wie etwa eines Fingers auf einer Sensorfläche basiert, mit den Schritten:

a) Erfassen der Positionen von auf der Sensorfläche sukzessive durch den Fremdkörper berührten Punkten;
b) Abschätzen einer auf die Sensorfläche wirkenden Beschleunigung;
c) Umsetzen der erfassten Positionen in einen Steuerbefehl, wobei ein zu einer Zeit starker Beschleunigungsänderung berührter Punkt niedriger gewichtet wird als ein zu einer Zeit schwacher Beschleunigungsänderung berührter Punkt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
2 einen exemplarischen Verlauf der auf die Eingabevorrichtung im Laufe der Zeit einwirkenden Beschleunigung und deren Auswertung durch die Eingabevorrichtung;
3 eine Sensorfläche der Eingabevorrichtung mit darauf dargestellten Schiebereglern in einer ersten Anwendungssituation;
4 die Sensorfläche mit einem von einem Benutzer durch Überstreichen der Sensorfläche mit einem Finger eingegebenen und auf der Sensorfläche angezeigten Buchstaben gemäß einer zweiten Anwendungssituation;
5 der durch eine Erschütterung gestörte Bahnverlauf des Fingers;
6 die von der Auswerteeinheit der Eingabevorrichtung rekonstruierte Bahn des Fingers;
7 ein zweites Bespiel einer gestörten und rekonstruierten Bahn; und
8 eine nach einer Erschütterung partiell rekonstruierte Bahn.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen, in einem Kraftfahrzeug eingebauten Eingabevorrichtung. Die Eingabevorrichtung umfasst eine Sensorfläche 1 in Form eines Touchscreens mit einer Matrixanzeige, insbesondere einer LCD-Matrixanzeige. Diese umfasst eine Vielzahl von Pixeln, deren Helligkeit und/oder Farbton durch eine Steuereinheit 2 einzeln steuerbar ist, um auf der Sensorfläche 1 beliebige Bilder wiedergeben zu können, deren grafische Elemente eine Vielzahl dieser Pixel umfassen und z. B. Tasten oder Regler 3 eines durch die Eingabevorrichtung zu steuernden Geräts darstellen können. In der Darstellung der 1 sind die Pixel angesteuert, um z. B. mehrere Schieberegler 3 eines Audioverstärkers nachzubilden.
Wenn die Sensorfläche 1 von einem externen Fremdkörper, insbesondere einem Finger 4 eines Benutzers, berührt wird, liefert sie an eine Auswerteeinheit 2 ein Positionssignal, welches die Koordinaten des berührten Punkts auf der Sensorfläche 1 anzeigt. Um einen angeschlossenen Audioverstärker 5 zu steuern, vergleicht die Auswerteeinheit 2 die Koordinaten des durch den Finger 4 berührten Punktes mit den Koordinaten derjenigen Orte auf der Sensorfläche 1, an denen ein Griffelement 6 eines der Scheiberegler 3 dargestellt ist. Falls der Vergleich ergibt, dass der Finger 4 ein solches Griffelement 6 berührt, verfolgt die Auswerteeinheit 2 die Bewegung des Fingers 4 anhand sukzessive von der Auswerteeinheit 2 gelieferter Positionssignale, führt den Ort, an dem das Griffelement 6 dargestellt wird, der Bewegung nach und sendet einen der Position dieses Griffelements 6 auf seiner Skala entsprechenden Einstellbefehl an den Audioverstärker 5.
Wenn das Kraftfahrzeug einer starken Beschleunigungsänderung ausgesetzt ist, während der Finger 4 über die Sensorfläche 1 streicht, etwa beim Durchfahren einer scharfen Kurve oder beim Überfahren einer Bodenunebenheit, kann der Finger 4 eine unbeabsichtigte Bewegung relativ zur Sensorfläche 1 ausführen, und wenn die Auswerteeinheit 3 eine solche unwillkürliche Bewegung beispielsweise als einen Einstellbefehl für die Lautstärke auswertet, kann dies zu einer extrem hohen, den Fahrer irritierenden Lautstärke im Fahrzeug führen. Um solche Ereignisse zu verhüten, ist die Steuereinheit 2 mit Mitteln 7, 8, 9 zum Abschätzen des Betrages und/oder der Richtung einer auf die Sensorfläche 1 einwirkenden Beschleunigung verbunden. Diese Mittel können einen Tachometer 7 und einen Lenkwinkelsensor 8 umfassen, deren Messwerte die Berechnung des Krümmungsradius des von dem Kraftfahrzeug gefahrenen Weges und anhand von diesem und der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs die Berechnung der in Fahrzeugquerrichtung y wirkenden Beschleunigung a_y ermöglichen. Die Sensorfläche 1 ist im Allgemeinen im Armaturenbrett des Fahrzeugs so eingebaut, dass die y-Richtung parallel zu ihr verläuft. Als Beschleunigungssensor 9 genügt dann im einfachsten Falle ein Sensor, der in einer einzigen, zur y-Richtung orthogonalen und ebenfalls zur Sensorfläche 1 parallelen Raumrichtung empfindlich ist. Diese Richtung ist hier als hier z-Richtung bezeichnet, auch wenn sie nicht notwendigerweise mit der vertikalen übereinstimmt.
Es kann auch zweckmäßig sein, einen Sensor für eine zur Sensorfläche 1 senkrechte Beschleunigungskomponente a_x vorzusehen. Alternativ kann ein in drei Raumrichtungen empfindlicher Beschleunigungssensor eingesetzt werden; in diesem Fall ist das Berechnen von a_y anhand von Lenkwinkel und Geschwindigkeit nicht notwendig.
Bei der hier betrachteten Beispielanwendung ist es im Wesentlichen eine zur Verschieberichtung der Griffelemente 6 parallele Beschleunigung, also die Beschleunigungskomponente a_z, die eine ungewollte Verstellung eines Reglers 3 zur Folge haben konnte. Einer ersten Ausgestaltung der Erfindung zufolgen überwacht daher die Auswerteeinheit 2 lediglich diese parallele Beschleunigungskomponente a_x, und bricht die Auswertung der von der Sensorfläche 1 empfangenen, die Position des Fingers 4 anzeigenden Signale ab, wenn der Betrag der Beschleunigungsänderung
einen Grenzwert a ._max überschreitet.
Einer zweiten Ausgestaltung zufolge überwacht die Auswerteeinheit 2 die Änderung der Beschleunigung in beiden zur Sensorfläche 1 parallelen Richtungen y, z und bricht die Auswertung der Fingerpositionssignale ab, wenn
oder
den Grenzwert a ._max überschreitet. Diese Ausgestaltung ermöglicht auch die Unterdrückung von Fehlbedienungen, die auftreten können, wenn der Finger 4 unwillkürlich auf einen zu dem zu steuern eigentlich beabsichtigten Schieberegler 3 benachbarten Schieberegler abgelenkt wird. Außerdem ermöglicht sie eine einheitliche Handhabung der Schieberegler 3 unabhängig von ihrer Orientierung auf der Sensorfläche 1.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie die Auswerteeinheit 2 auf die Grenzwertüberschreitung reagieren kann, die anhand eines exemplarischen zeitlichen Verlaufs der Beschleunigungsänderung in 2 verdeutlicht werden sollen. Solange das Fahrzeug auf ebener Fahrbahn geradeaus fährt, ist die einwirkende Beschleunigung konstant und im Wesentlichen gleich g. Beim Durchfahren von Kurven oder beim Beschleunigen und Bremsen kann die Beschleunigung zwar stark von g abweichen, aber sie ändert sich nur langsam, so dass ein Benutzer sie beim Bedienen der Sensorfläche 1 weitgehend ausgleichen kann. Insbesondere wenn jedoch eine Bodenunebenheit überfahren wird, ändert sich die Beschleunigung schnell und überraschend, so dass der Benutzer nicht mehr kompensieren kann. Eine solche schnelle Beschleunigungsänderung beginnt in 2 zum Zeitpunkt t₀, und zum Zeitpunkt t1 ist der Grenzwert a ._max überschritten, und die Auswerteeinheit 2 beginnt, die von der Sensorfläche 1 gelieferten Positionssignale zu ignorieren.
Einer ersten Ausgestaltung zufolge nimmt die Auswerteeinheit 2 die Auswertung der Positionssignale wieder auf, sobald der Grenzwert zum Zeitpunkt t₂ wieder unterschritten ist. D. h. eine Sperrzeit D₁, in der die Verarbeitung der Positionssignale ausgesetzt ist, dauert von t₁ bis t₂.
Eine denkbare Alternative ist, nach jeder Überschreitung des Grenzwerts die Auswertung der Positionssignale während einer Sperrzeit D₂ bzw. D₃ auszusetzen, die ab der Überschreitung des Grenzwerts zur Zeit t₁ oder, vorzugsweise nachdem die Beschleunigungsänderung zur Zeit t₂ wieder unter den Grenzwert gefallen ist, noch für eine feste Dauer von z. B. wenigen 100 Millisekunden andauert. So hat der Benutzer nach Abklingen einer Erschütterung genügend Zeit, den Finger 4 wieder an dem Ort der Sensorfläche 1 zu positionieren, wo er sich zu Beginn der Erschütterung befand.
Eine weitere Möglichkeit ist, die Sperrzeit D₄ nach jeder Grenzwertüberschreitung andauern zu lassen, bis der Finger 4 die Sensorfläche 1 von Neuem berührt. In diesem Fall bleibt z. B. ein vom Benutzer zum Zeitpunkt der Grenzwertüberschreitung betätigtes Griffelement 6 auf der Sensorfläche 1 einfach in der Position stehen, die es zum Zeitpunkt der Grenzwertüberschreitung hatte. Der Benutzer wird in einem solchen Falle rein intuitiv den Finger 4 wieder an diesem Griffelement 6 platzieren, um es weiter zu verstellen, wobei der neuerliche Kontakt des Fingers 4 mit der Sensorfläche 1 zur Folge hat, dass die Auswerteeinheit 2 die Sperrzeit D₄ beendet und die von der Sensorfläche 1 gelieferten Positionssignale wieder auswertet.
Die Auswerteeinheit 2 kann dem Benutzer zusätzlich einen Hinweis liefern, dass sie zum Beenden der Sperrzeit eine erneute Berührung des Griffelements 6 erwartet, indem sie dieses, solange die Sperrzeit anhielt, wie in 3 veranschaulicht in einer von seiner normalen Darstellung abweichenden Farbe oder blinkend anzeigt.
Eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist die Erkennung von alphanumerischen Zeichen, die ein Benutzer mit dem Finger 4 auf die Sensorfläche 1 zeichnet. Indem der Benutzer nacheinander mehrere Buchstaben auf die Sensorfläche 1 zeichnet, kann er beliebig komplexe Befehle in ein über die Eingabevorrichtung gesteuertes Gerät eingeben, z. B. eine Adresse eines Reiseziels in ein Navigationsgerät 10. In 4 zeigt eine Kurve 11 auf der Sensorfläche 1 die Bahn, die der Finger 4 auf der Sensorfläche 1 zurücklegen kann, um den Buchstaben „W” einzugeben. Wenn, während der Benutzer die Kurve 11 auf die Sensorfläche 1 zeichnet, keine Überschreitung des Beschleunigungsgrenzwerts a ._max vorkommt, berücksichtigt die Auswerteeinheit 2 sämtliche von der Sensorfläche 1 gelieferten Positionssignale und steuert die vom Finger 4 berührten Pixel an, um die Kurve 11 wie in der Fig. dargestellt auf der Sensorfläche 1 anzuzeigen.
Wenn während des Zeichnens der Kurve 11 eine Erschütterung auftritt, weicht der Finger 4 von der vom Benutzer eigentlich beabsichtigten Bahn ab, und die vom Finger 4 tatsächlich beschriebene Bahn kann z. B. den in 5 gezeigten Verlauf haben, wobei Bahnabschnitte 12a, 12c vor bzw. nach und Bahnabschnitt 12b während der Sperrzeit zurückgelegt wurde. Der Abschnitt 12b weicht deutlich sichtbar von der eigentlich beabsichtigten Kurve 11 ab, die in der Sperrzeit einwirkende Beschleunigung kann sogar dazu führen, dass der Kontakt des Fingers 4 mit der Sensorfläche 1 verloren geht und die Bahn, wie dargestellt, im Abschnitt 12b lokal unterbrochen ist. Die während der Sperrzeit von der Sensorfläche 1 gelieferten, dem Abschnitt 12b entsprechenden Positionssignale werden von der Auswerteeinheit 2 verworfen und durch einen interpolierten Abschnitt 12d ersetzt, wie in 6 gezeigt. Im einfachsten Fall kann der Abschnitt 12d durch lineare Interpolation erhalten sein, d. h. er verbindet geradlinig End- und Anfangspunkte 13, 14 der Bahnabschnitte 12a, 12c. Eine höhere Zuverlässigkeit der auf der erfassten Bahn aufbauenden Zeichenerkennung ist z. B. durch Spline-Interpolation oder ein anderes Interpolationsverfahren erreichbar, bei dem, wie in 7 gezeigt, der interpolierte Bahnabschnitt 12d am Endpunkt 13 des vorgehenden Abschnitts 12a bzw. dem Anfangspunkt 14 des nachfolgenden Abschnitts 12c jeweils in gleicher Richtung wie dieser verläuft.
Eine weitere, in 8 dargestellte Verarbeitungsmöglichkeit besteht darin, auf eine Interpolation des Bahnabschnitts 12b völlig zu verzichten und stattdessen die Bahn des Fingers zu rekonstruieren, indem der Endpunkt 13 des vor der Sperrzeit aufgenommenen Bahnabschnitts 12a als identisch mit dem Anfangspunkt 14 des nach der Sperrzeit aufgenommenen Bahnabschnitts 12c angenommen wird. Hierfür ist es zwar erforderlich, wenn die vollständige Bahn auf der Sensorfläche 1 angezeigt wird, wenigstens einen der Bahnabschnitte 12a, 12c (hier den Abschnitt 12c) an einem anderen Ort der Sensorfläche 1 anzuzeigen als dem, der der tatsächlichen, als dünn durchgezogene Kurve dargestellten Bahn des Fingers 4 entspricht, doch weist die so rekonstruierte Bahn nach genügend Ähnlichkeit mit dem zu erkennenden Buchstaben auf, damit eine sichere Erkennung möglich ist.
Auch bei der Eingabe von Buchstaben ist das bereits mit Bezug auf 2 und 3 beschriebene Konzept anwendbar, demzufolge die Auswerteeinheit 2 eine durch eine Überschreitung des Beschleunigungsgrenzwerts ausgelöste Sperrzeit D₄ erst dann beendet wird, wenn der Finger 4 des Benutzers die Sensorfläche 1 erneut berührt. 9 zeigt die Sensorfläche 1, nachdem der Benutzer den Finger bis zum Beginn einer Sperrzeit über den ersten Bahnabschnitt 12a bis zu dem Endpunkt 13 bewegt hat. Ein in der Figur gestrichelt dargestellter Bahnabschnitt 12e ist noch nicht ausgeführt. Indem die Auswerteeinheit 2 den ausgeführten Bahnabschnitt 12a auf der Sensorfläche 1 anzeigt, gibt sie dem Benutzer die Möglichkeit, dessen Endpunkt 13 mit dem Finger exakt anzusteuern, während die Sperrzeit D₄ andauert, und die abgebrochene Bewegung entlang dem Bahnabschnitt 11e fortzusetzen. Wenn die Sensorfläche 1 den erneuten Kontakt des Fingers 4 am Punkt 12 erfasst, beendet die Auswerteeinheit die Sperrzeit D₄, so dass die sich anschließende Bewegung des Fingers 4 erfasst und der Buchstabe vollständig und korrekt eingegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Sensorfläche
2: Auswerteeinheit
3: Schieberegler
4: Finger
5: Audioverstärker
6: Griffelement
7: Tachometer
8: Lenkwinkelsensor
9: Beschleunigungssensor
10: Kurve/Bahn
11: Bahnabschnitt
12: Endpunkt
13: Anfangspunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2011/0082620 A1 [0006]

Claims

Eingabevorrichtung zum Steuern eines Geräts (5, 10), mit einer gegen Berührung durch einen Fremdkörper (4) empfindlichen Sensorfläche (1) und einer Auswerteeinheit (2), die eingerichtet ist, die Positionen von sukzessive berührten Punkten der Sensorfläche (1) zu erfassen und in einen Steuerbefehl für das Gerät (5, 10) umzusetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (2) mit Mitteln (7, 8, 9) zum Abschätzen einer auf die Sensorfläche (1) wirkenden Beschleunigung verbunden ist und eingerichtet ist, bei der Umsetzung in den Steuerbefehl einen zu einer Zeit starker Beschleunigungsänderung berührten Punkt niedriger zu gewichten als einen zu einer Zeit (D₁) schwacher Beschleunigungsänderung berührten Punkt.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (2) eingerichtet ist, anhand der erfassten Positionen eine Bahn (12a, 12d, 12c) des Fremdkörpers (4) zu rekonstruieren, der rekonstruierten Bahn ein Symbol aus einer Liste von Symbolen, insbesondere von alphanumerischen Zeichen, zuzuordnen und das Symbol in dem Steuerbefehl auszugeben.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (2) eingerichtet ist, einen zu einer Zeit (D₁) starker Beschleunigungsänderung berührten Punkt niedriger zu gewichten, indem sie eine Sperrzeit (D₁, D₂, D₃, D₄) definiert, die die Zeit starker Beschleunigungsänderung (D₁) umfasst, und alle in der Sperrzeit (D₁, D₂, D₃, D₄) erfassten berührten Punkte schwächer gewichtet als außerhalb der Sperrzeit erfasste Punkte.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (2) eingerichtet ist, wenn zu einem Zeitpunkt (t₁) ein Grenzwert der Beschleunigung überschritten wird, als Sperrzeit ein Zeitintervall (D₂, D₃, D₄) von wenigstens einer vorgegebenen Dauer zu definieren, das den Zeitpunkt (t₁) einschließt.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (2) eingerichtet ist, eine Nichtberührung der Sensorfläche zu ignorieren, wenn sie zu einer Sperrzeit (D₁, D₂, D₃, D₄) stattfindet.
Eingabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (2) eingerichtet ist, einen berührten Punkt schwächer zu gewichten, indem sie ihn ignoriert.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit eingerichtet ist, einen ignorierten Punkt zu ersetzen, indem sie einen von dem Fremdkörper (4) zwischen einem vor dem ignorierten Punkt berührten Punkt (13) und einem nach dem ignorierten Punkt berührten Punkt (14) zurückgelegten Bahnabschnitt (12d) interpoliert.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf der vorgegebenen Dauer die Sperrzeit (D₄) erst dann endet, wenn die Auswerteeinheit (2) eine neuerliche Berührung der Sensorfläche (1) erfasst.
Eingabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche (1) als dynamisch ansteuerbare Anzeigefläche ausgebildet ist.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigefläche (1) eingerichtet ist, eine rekonstruierte Bahn (12a, 12d, 12c) anzuzeigen.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (2) eingerichtet ist, bei Auftreten einer Sperrzeit eine bis zum Beginn der Sperrzeit erfasste Bahn (12a) zu rekonstruieren und anzuzeigen.
Eingabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist.
Verfahren zum Steuern eines Geräts mit den Schritten: a) Erfassen der Positionen von auf einer Sensorfläche (1) sukzessive durch einen Fremdkörper (4) berührten Punkten; b) Abschätzen einer auf die Sensorfläche (1) wirkenden Beschleunigung; c) Umsetzen der erfassten Positionen in einen Steuerbefehl, wobei ein zu einer Zeit starker Beschleunigungsänderung berührter Punkt niedriger gewichtet wird als ein zu einer Zeit schwacher Beschleunigungsänderung berührter Punkt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei in Schritt c) ein zu einer Zeit starker Beschleunigungsänderung berührter Punkt ignoriert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei das Umsetzen der erfassten Positionen in einen Steuerbefehl das Rekonstruieren einer Bahn des Fremdkörpers (4) auf der Sensorfläche (1) und das Zuordnen eines Symbols aus einer Liste von Symbolen zu der rekonstruierten Bahn umfasst.