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Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung für elektronisch gesteuerte Geräte, aufweisend mindestens einen Bewegungssensor und/oder mindestens einen Näherungsschalter.
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Zur Eingabe von Daten und zur Auswahl von Daten auf einem Computer sind eine Vielzahl unterschiedlicher Eingabevorrichtungen bekannt, mit deren Hilfe in grafischen Betriebssystemumgebungen Daten repräsentierende Objekte verschoben werden, diese angewählt oder gelöscht werden können. Für einfache Anwendungen hat sich dabei die inzwischen weit verbreitete Computer-Maus bewährt, in welcher eine Eingabevorrichtung über eine ebene Oberfläche verschoben wird. Die Bewegung wird von einem in der Computer-Maus enthaltenen Bewegungssensor, der in der Regel die relative Bewegung über die Oberfläche abtastet, in eine Bewegung auf dem Bildschirm der grafischen Oberfläche eines Computer überführt. Für Anwendungen, in denen es auf eine sehr präzise Auswahl von Daten ankommt, die mit einer sehr hohen Datendichte auf einem Bildschirm angezeigt werden, hat sich eine sogenannte CAD-Maus (CAD = Computer Aided Design deutsch computergestützte Konstruktion) bewährt. CAD-Mäuse sind in der Regel stationär aufgebaut, das bedeutet, diese bewegen sich nicht über den Untergrund. Stattdessen ist ein in mehreren Freiheitsgraden beweglicher Drehknopf vorhanden, dessen Bewegungen durch ein korrespondierendes Programm im Computer verwendet werden, um in perspektivischen 3D-Darstellungen Objekte anzuwählen und um Konstruktionspunkte zu setzen, zu verschieben oder zu löschen. Ein Drehknopf hilft dabei, Daten aus Listen oder aus einer Darstellung mit sehr hohen Datendichte auszuwählen. Wesentlich bei der Gestaltung von Eingabevorrichtungen für Programme, die in einer grafischen Benutzerumgebung laufen, ist es, die Darstellung im Computer mit einer dazu aus Sicht des Benutzers naheliegenden Bewegung eines Bewegungsaufnehmers zu korrelieren, damit die Bedienung der Eingabevorrichtung durch den Benutzer nach Möglichkeit intuitiv abläuft. Je nach Art des Anwendungsprogrammes werden dabei unterschiedliche Eingabevorrichtungen verwendet, wie beispielsweise elektronische Zeichenstifte, elektronische Drehknöpfe, Computer-Mäuse mit Vibrationsvorrichtungen, um bei der Benutzung eine haptische Rückmeldung zu geben. Die Spezialisierung von Eingabengeräten wächst mit der Anzahl von Anwendungsprogrammen und Computertypen, wie bekannte Workstations, Tablett-Computer, Klapprechner (LapTop-Computer) oder sogar Kleinstrechner, wie Mobiltelefone.
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Parallel zur Entwicklung der verschiedenen Computer entstehen eine Vielzahl von Anwendungen, mit deren Hilfe elektronisch gesteuerte Geräte bedient werden. Erste Beispiele hierfür sind computerisierte Radios oder Internetradios, programmgesteuerte Fernseher mit graphischer Bedienoberfläche, ferngesteuerte Kameras, elektronische Thermostate, elektronische Lichtschalter, elektronische Lichtdimmer und Lichtfarbgestaltungssysteme, multifunktionelle Anzeigen, aber auch einfache elektrische Geräte, wie elektronisch gesteuerte Herdplatten, Backöfen, Warmwassererhitzer, Heizungen, elektrische Fensterheber im Haus und elektrische Fensterverdunkelungssysteme, Fensterverschattungssysteme, und sogar Haartrockner oder auch Werkzeuge, sowie automatische Rückenmassage-Stühle oder Waschmaschinen. Die Vielzahl unterschiedlicher Geräte und elektronische Steuerungen bedürfen einer einfachen Eingabevorrichtung, um dem Benutzer in einer modernen, durch elektronische Fernsteuerungen dominierten Wohnumgebung nicht zu überfordern. Ideal wäre es, wenn eine Fernsteuerung die Bedienung einer Vielzahl von unterschiedlichen Geräten übernehmen könnte. Eine erste Entwicklung hierzu stellen programmierbare oder lernfähige Tastaturfernsteuerungen dar, in denen unterschiedlichen Geräten verschiedene Knöpfe oder Schaltebenen zugeordnet werden müssen. Die Programmierung und die Auswahl und Zuordnung von Schaltfunktionen zu einer ebensolchen Vielzahl von Tastaturknöpfen ist aber sehr aufwändig und nur vom individuellen Nutzer zur Anpassung an seine individuelle Umgebung möglich. Da die Programmierung aufwändig ist, bleiben multifunktionelle Fernsteuerungen stets eine Randerscheinung.
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In der Europäischen Patentanmeldeschrift
EP 2 639 672 A2 wird eine Gesteneingabevorrichtung offenbart, welche unter anderem dadurch verkörpert ist, dass ein mobiles Telefon mit einer Kamerafunktion ein berührungsloses Wischen mit einer Hand im Raum oberhalb des liegenden Mobiltelefons erkennt und die durch einen Algorithmus erkannte Bewegung einem Befehl für eine Steuerungsvorrichtung für einen Fernseher zuordnet. Durch die Programmierbarkeit des Mobiltelefons lassen sich so eine Vielzahl von unterschiedlichen Geräten Steuern. Nachteilig daran aber ist, dass die Bedienung auf berührungslose Handzeichen im Raum beschränkt bleibt. Die intuitive Nutzung erfolgt erst durch einen Lernprozess oder durch eine sich erst sehr langsam und allmählich unter der Bevölkerung ausbreitenden Kultur der menschlichen Zuordnung von typischen Gesten zu Befehlen oder Befehlstypen.
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In der Europäischen Patentanmeldeschrift
EP 2 306 273 A1 wird eine Steuerungsvorrichtung für eine Vielzahl unterschiedlicher Geräte und Funktionen auf einem Computer offenbart. Die Steuerungsvorrichtung hat die Form eines Eishockey-Pucks und besteht aus einem zentralen Aufnahmekörper, der mit einem berührungsempfindlichen Deckel mit einer darin vorhandenen Anzeige abgedeckt ist und einem Wählrad, das die scheiben- oder puckförmige Steuerungsvorrichtung umschließt. In der Anzeige sind eine Vielzahl von Programmsymbolen (Icons) abgebildet, die mit dem Wählrad angewählt werden können. Je nach Stellung des Wählrades in Bezug zu den abgebildeten Programmsymbolen werden Berührungsgesten auf der berührungsempfindlichen Oberfläche an das jeweilige Programm gesendet. Je nach Verkörperung der Erfindung ist es nach dem Offenbarungsgehalt der
EP 2 306 273 A1 vorgesehen, dass sich entweder stationär gehaltene Programmsymbole (Icons) in der Anzeige befinden und mit einer realen Markierung auf dem Wählrad durch Verdrehen des Wählrades angewählt werden können. Alternativ ist es auch vorgesehen, dass durch Verdrehen des Wählrades die Programmsymbole auf der Anzeigeoberfläche der puckförmigen Steuerung in einer Animation verdreht oder bewegt werden. Dieses Konzept ist auch aus der Steuerung und Dateneingabe von einhändig bedienbaren Navigationssystemen in Kraftfahrzeugen bekannt. Nachteilig an diesem Konzept ist die Reduktion auf Drehen und Klicken. Der Benutzer ist gezwungen, stets einen haptischen Kontakt zu suchen, wodurch die Bedienung eines elektrisch oder elektronisch gesteuerten Gerätes durch diese Fernsteuerung hohe Aufmerksamkeit erforderlich macht.
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In der Europäischen Patentanmeldeschrift
EP 2 733 581 A2 wird ein Bedienkonzept für eine moderne Armbanduhr oder ein Armbandcomputer offenbart, der unter anderem als elektronische Uhr getarnt ist. Diese Uhr weist am Armband Bewegungssensoren auf, wodurch die Funktionen innerhalb der elektronischen Uhr mit einer Anzeige wie ein Computerbildschirm gesteuert werden können. Ein um die moderne Armbanduhr angeordnetes Wählrad hilft, die verschiedenen Funktionen der Armbanduhr zu aktivieren oder virtuell in den Hintergrund zu schieben. Das hier vorgestellte Konzept ist vergleichbar mit dem zuvor zitierten Konzept der puckförmigen Steuerung.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine universelle und sehr einfach, gar intuitiv bedienbare Fernsteuerung für andere elektrisch oder elektronisch gesteuerte Geräte zur Verfügung zu stellen, welche für den korrespondierenden Anwendungsfall haptische und/oder virtuell bedienbare Interaktionselemente aufweist, so dass eine für den Anwendungsfall möglichst intuitive Bedienung möglich ist.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mindestens eine durch ein elektronisch gesteuertes Gerät programmierbare optische Anzeigevorrichtung in Form eines Matrix-, Mehrsegment- oder Punktrasterdisplays vorhanden ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.
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Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingabevorrichtung für elektronisch gesteuerte Geräte in der Mitte eine durch ein elektronisch gesteuertes Gerät programmierbare Anzeige aufweist. Es ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Eingabevorrichtung bidirektional funktioniert. Anders als es im Stand der Technik vorgesehen ist, dient die zentrale Anzeige nicht als optisch ansprechende Anzeige zur Auswahl von verschiedenen Steuerungsfunktionen, sondern es ist vorgesehen, dass ein Steuerungsbefehl an ein elektronisch gesteuertes Gerät gesendet wird und dieses im einfachsten Fall eine Rückbestätigung über den Erhalt des Befehls zurücksendet oder aber auch, dass das elektronisch gesteuerte Gerät Sensordaten, Daten über Temperatur, Daten über Lichtfarbe oder Intensität zurückliefert. Schließlich ist es auch möglich, dass eine Vielzahl von elektronisch gesteuerten Geräten mit der Eingabevorrichtung verbunden sind und diese ein Signal zurückgeben, damit dem Nutzer leicht erkennbar bewusst wird, welches Gerät nun eine Aktion aufgrund des erteilten Eingabebefehls durchführen wird.
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Die Eingabevorrichtung für elektronisch gesteuerte Geräte kann also alternativ oder kumulativ mehrere Funktionen eines elektronisch gesteuerten Geräts steuern. Dazu wird mit einer Geste, die über den Näherungssensor und/oder den Bewegungssensor erkannt wird, solange eine Eingabe erzeugt, bis auf der durch das elektronisch gesteuertes Gerät programmierbaren Anzeige das Symbol oder die Information zu lesen ist, die vom Nutzer gesteuert werden möchte. Nun kann der Nutzer mit einer frei vorher wählbaren weiteren Geste einen Eingabebefehl eingeben.
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In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung für elektronisch gesteuerte Geräte ist vorgesehen dass der mindestens eine Bewegungssensor und/oder der mindestens eine Näherungsschalter mehr als einen Detektor aufweist, welche nicht nur den Abstand und/oder die Annäherungs- oder Entfernungsgeschwindigkeit eines Objektes, sondern auch die Bewegungsrichtung des Objektes erfassen. Durch die Anordnung von mehr als einem Bewegungssensor nach Manier eines sehr einfachen Facettenauges oder als verteilte einfache Sensoren, die unterschiedlichen Raumrichtungen zugewandt sind, ist die Erkennung von unterschiedlichen Gesten in der Luft mit vergleichsweise einfachen Mitteln, robust und zuverlässig erkennbar. Gegenüber der Erkennung von Gesten mit Hilfe einer Kamera und dazu korrespondierendem Programm, was bei autarken, nicht mit einer stationären Stromversorgung angeschlossenen Geräten aufgrund der hohen Stromaufnahme zur Durchführung der komplexen Algorithmik, zu einem hohen Stromverbrauch und damit einer nur kurzen Lebensdauer eines Ladezyklus führt, erlaubt die Gestenerkennung über Bewegungssensoren eine langlebige Funktion zwischen zwei Ladezyklen.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung für elektronisch gesteuerte Geräte ist vorgesehen, dass ein Drehknopf mit einem Winkelgeber vorhanden ist. Der Drehknopf, der beispielsweise um eine puckförmig ausgestaltete Eingabevorrichtung herum angeordnet sein kann, erlaubt ein haptisches Anwählen einer Zustandsgröße für ein elektronisch gesteuertes Gerät. Wird die Eingabevorrichtung beispielsweise als Wählknopf für einen Thermostaten verwendet, so kann mit dem Drehknopf die Temperatur mit sehr feiner Graduation und sehr präzise und verlässlich angewählt werden. Im Gegensatz zu einer Auf- und Ab-Geste, die ebenfalls erlaubt, einen kontinuierlichen Wert anzuwählen, ist die haptische Auswahl eines pseudo-Kontinuumswertes, der tatsächlich in festen Stufen ausgewählt wird, leichter und entspricht einem unter Nutzern einem als bekannt vorauszusetzenden Wahlkommando. Damit der pseudo-Kontinuumswert möglichst und dem Anschein nach kontinuierlich gewählt werden kann, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Winkelgeber eine bessere Auflösung als 2° aufweist, wobei der Winkelgeber eine Maßverkörperung aufweist, die aus einer gedruckten, geätzten oder gelaserten Strichscheibe, einer Stegscheibe, einer Lochscheibe, einer axialen oder radialen Verzahnung oder umfangsverteilten Dauermagneten besteht, oder dass die Maßverkörperung als Zähne eines Zahnrades oder Vertiefungen in einer Fläche ausgebildet ist oder dass die Maßverkörperung als Stirnradverzahnung, als Innenverzahnung oder als Kronradverzahnung ausgebildet ist. Die einzelnen Elemente der Maßverkörperung auf der gedruckten Strichscheibe oder gelaserten Stegscheibe erlauben mit einfachen Mitteln, eine hohe Auflösung eines pseudo-Kontinuumswertes oder der Anwahl eines Wertes aus einer Vielzahl von Werten bei nur einem Bruchteil einer Umdrehung. Je nach Art der Winkelaufnahme kann es auch vorgesehen, sein, dass die Maßverkörperung als Lochscheibe, als axiale oder radiale Verzahnung oder umfangsverteilten Dauermagneten ausgebildet ist, oder dass die Maßverkörperung als Zähne eines Zahnrades oder Vertiefungen in einer Fläche ausgebildet ist oder dass die Maßverkörperung als Stirnradverzahnung, als Innenverzahnung oder als Kronradverzahnung ausgebildet ist. Je nach Art der Maßverkörperung wird durch ein Element der Maßverkörperung, also durch einen Strich der Strichscheibe, einen Steg der Stegscheibe, durch die Feldstärke des am Detektor vorhandenen Magneten, oder die kapazitive Messung der Nähe eines Zahnes eines Zahnrades ein Impuls abgenommen, der beispielsweise als ein „Weiterschalten” eines auf- oder absteigenden Wertes oder der Auswahl aus einer Liste interpretiert werden kann.
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Um die absolute Position der Wählscheibe feststellen zu können, ohne dass ein mechanischer Geber vorhanden sein muss, kann vorgesehen sein, dass mehr als eine Maßverkörperung vorgesehen ist, welche in Form einer Nonius-Verzahnung mit einem Verhältnis von 1:6, 1:9, 1:10, 1:12, 1:60 und 1:2n mit n <= 8 vorliegt. Durch die Nonius-Verzahnung, die auch als verschiedene Strichscheiben oder Stegscheiben ausgebildet sein kann, ist die absolute Position der Maßverkörperung durch einen durch den in der Eingabevorrichtung vorhandenen Winkelgeber feststellbar, ohne, dass einer Kalibrierung oder 0-Feststellung von Außen bedarf. Die Eingabevorrichtung kann aus- und wieder eingeschaltet werden und dabei kann die Eingabevorrichtung über den Winkelgeber die absolute Stellung der kontinuierlich drehbaren Wählscheibe feststellen. Dabei helfen unterschiedliche Überdeckungslängen und Überdeckungsphasen eines Überdeckungszyklus der jeweiligen Detektoren des Winkelgebers der verschiedenen Strichspuren oder der verschiedenen Stegspuren oder der magnetischen Zonen oder der Zahnräder, die Drehrichtung eindeutig zu bestimmen.
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Für eine noch größere universelle Einsetzbarkeit ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die optische Anzeigevorrichtung als mechanischer Schalter, druckempfindlicher Taster und/oder als berührungsempfindliche Anzeige ausgebildet ist. Der Nutzer kann so auf ein auf der Anzeige abgebildetes Symbol pressen, wenn das Symbol als Drucktaster erkannt wird. Es ist auch möglich, dass die als druckempfindlicher Taster oder als berührungsempfindliche Anzeige ausgebildete Anzeigevorrichtung ein optische Rückmeldung gibt, dass der Tastendruck erkannt worden ist und/oder erfolgreich an das zu steuernde elektronisch gesteuerte Gerät abgesendet worden ist.
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Für die Steuerung des elektronisch gesteuerten Gerätes ist es besonders vorteilhaft, aber nicht zwingend, dass eine Vorrichtung zur drahtlosen Nahfeld-Kommunikation vorhanden ist, über welche die Eingabevorrichtung mit einem elektronisch gesteuerten Gerät kommuniziert. Die Nahfeld-Kommunikationsvorrichtung kann in einfacher Ausgestaltung der Erfindung eine Infrarot-Schnittstelle sein, die über ziellos in den Raum gesendete Infrarotpulse mit dem zu steuernden elektronisch gesteuerten gerät kommuniziert. Es ist aber auch möglich, eine auf Basis einer bidirektionalen Bluetooth-Sende- und Empfangsvorrichtung mit dem elektronisch gesteuerten Gerät zu kommunizieren. In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuerung auch über ein Paar aus einem aktiven und passiven Transponder ausgebildet sein, wobei der aktive Transponder in dem zu steuernden Gerät vorhanden sein kann und der passive Transponder in der Eingabevorrichtung. Dies hilft, Strom in der Eingabevorrichtung zu sparen. Ist das Paar anders herum angeordnet, ist die Eingabevorrichtung auch für Geräte Einsetzbar, die weit voneinander entfernt sind. Dabei stellt die Eingabevorrichtung selber fest, mit welchem zu steuernden elektronisch gesteuerten Gerät es aktuell in Verbindung steht.
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Die Eingabevorrichtung kann so ausgebildet sein, dass die Vorrichtung zur Nahfeld-Kommunikation so ausgebildet ist, dass diese mit mehr als einem elektronischen Gerät entweder wechselweise oder gleichzeitig kommuniziert.
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Für einen besonders bequemen Einsatz der Eingabevorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Vorrichtung zur induktiven Ladung eines Akkumulators vorhanden ist. Die Vorrichtung zur induktiven Ladung wird durch eine externe Spule erregt, wobei die Vorrichtung zur induktiven Ladung ihre magnetische Erregung als elektrische Energie zur Ladung eines in der Eingabevorrichtung vorhandenen Akkumulators nutzt.
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Die Eingabevorrichtung ist in Ausgestaltung der Erfindung so aufgebaut, dass diese nach Ablage an einem beliebigen Ort fest dort bleibt, bis sie anders platziert wird. Für diese Ausgestaltung der Eingabevorrichtung ist vorgesehen, dass mindestens ein Gummifuß, mindestens ein magnetischer Fuß, mindestens ein Saugnapf und/oder mindestens eine Rastvorrichtung vorhanden sind, mit welchen die Eingabevorrichtung auf einem Untergrund oder an einer Halterung an der Wand reversibel immobilisierbar ist. Die Eingabevorrichtung soll nach Möglichkeit besonders wenig notwendige Aufmerksamkeit des Nutzers auf sich ziehen. Um zu vermeiden, dass die Eingabevorrichtung bei einem unbeabsichtigtem Zusammenstoßen bei der Ausführung einer Geste weggewischt wird, sollen der mindestens ein Gummifuß, der mindestens eine magnetischer Fuß, der mindestens ein Saugnapf und/oder die mindestens eine Rastvorrichtung die Eingabevorrichtung an Ort und Stelle festhalten.
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In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist vorgesehen, dass ein Mikrocontroller vorhanden ist, welcher über mindestens eine Nahfeld-Kommunikationsvorrichtung mit mindestens einem elektronisch gesteuerten Gerät in Verbindung steht, wobei der Mikrocontroller eine programmierbare optische Anzeigevorrichtung in Form eines Matrix-, Mehrsegment- oder Punktrasterdisplays ansteuert, wobei der dargestellte Inhalt der programmierbaren optischen Anzeigevorrichtung durch entsprechende Ansteuerung durch den Mikrocontroller korrespondiert mit dem elektronischen Gerät, welches bei Detektion einer Bewegung durch den mindestens einen Bewegungssensor und/oder mindestens einen Näherungsschalter einen Eingabebefehl erhält, und wobei der Mikrocontroller bei Detektion eines vorgewählten Bewegungsmusters durch den mindestens einen Bewegungssensor und/oder mindestens einen Näherungsschalter eine darauf folgende, detektierte Bewegung durch den mindestens einen Bewegungssensor und/oder mindestens einen Näherungsschalter entweder einem anderen Eingabebefehl oder dem Eingabebefehl eines anderen elektronisch gesteuerten Geräts zuordnet.
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Um dem Nutzer eine Rückmeldung über die erfolgreiche Übermittlung eines Befehls zu geben, kann vorgesehen sein, dass in der Eingabevorrichtung eine Lautsprecheranordnung samt Abspielvorrichtung vorhanden ist, der ein programmierbares Geräusch bei einer Befehlsübermittlung oder bei einer Rückmeldung des elektronisch gesteuerten Gerätes von sich gibt, wie ein typisches Klick-Geräusch, ein Wassertropfen-Geräusch, oder ein Geräusch einer vibrierenden Sprungfeder für einen Tastendruck. Für Wisch-Gesten kann ein Wischgeräusch, ein Streichgeräusch abgegeben werden. Für eine Dämpfungsgeste kann ein kurzzeitiges, stark abklingendes Stampfgeräusch abgegeben werden. Die Lautmalerei ist hier nicht begrenzt.
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Als weitere Rückmeldung kann das Wählrad ähnlich dem Polrad eines Steppermotors ausgerüstet sein, wobei starke Elektromagneten im Inneren der Eingabevorrichtung ein bewusstes Rasten beim Drehen erzeugen, wenn ein Wert überschritten wird oder wenn signalisiert werden soll, dass der aktuell gewählte Wert ein Extremwert erreicht.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung, welches durch eine erste berührungslose Geste bedient wird,
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2 eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung, welches durch eine zweite berührungslose Geste bedient wird,
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3 eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung, welches durch eine reale Drehung eines Wählrades bedient wird,
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4 eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung, welches durch einen realen Tastendruck bedient wird,
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5 eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung, welches durch eine Berührungsgeste auf der programmierbaren optischen Anzeige bedient wird,
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6 eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung mit skizzierter Nahfeldkommunikation und einer dazu korrespondierenden induktiven Ladeanordnung,
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7.1 eine perspektivische Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung,
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7.2 die Explosionszeichnung in einer isometrischen Seitenansicht.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung 1 abgebildet, welches durch eine erste berührungslose Geste mit einer menschlichen Hand H bedient wird. Die erste berührungslose Geste der menschlichen Hand H besteht aus einer in der Luft oberhalb der Eingabevorrichtung 1 durchgeführten Wischbewegung, die hier mit einer rechten Hand von rechts nach links in einer ersten Bewegungsrichtung 6 durchgeführt wird. Bewegungssensoren 2, die hier nicht sichtbar sind, erfassen nacheinander die Überstreichung durch die menschliche Hand H und aus der Signalfolge stellt ein in der Eingabevorrichtung vorhandener Mikrocontroller eine entsprechende Geste fest. Diese hier dargestellte Wischgeste kann beispielsweise die in der Anzeigevorrichtung 4 dargestellten Programmsymbole oder Symbole verschiedener Geräte nach jeder Wischgeste nacheinander darstellen und damit anzeigen, dass eine folgende, andere Geste, die sich auf das in Anzeigevorrichtung 4 dargestellte Programmsymbol und dadurch erkennbare zu steuernde, elektronisch gesteuerte Gerät bezieht, eben diesem Gerät zugesendet wird oder diesem Programm geschickt wird, wenn die Eingabevorrichtung mit einem Computer verwendet wird und dieser Befehle für verschiedene Programme erwartet. Die leuchtende Anzeigevorrichtung 4 gibt bei der berührungslose Wischbewegung Rückmeldung durch einen Wechsle des Programmsymbols oder durch ein Aufhellen des Programmsymbols.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung 1 abgebildet, welches durch eine zweite berührungslose Geste mit einer menschlichen Hand H bedient wird. Bei der hier dargestellten Geste fährt die rechte Hand RH eines Nutzers über der Eingabevorrichtung auf als Bewegungsrichtung 7 oder ab als Bewegungsrichtung 8. Auf diese Weise kann in grober Auflösung beispielsweise die Lautstärke einer Stereoanlage oder einer computerisierten Musikanlage gesteuert werden. Als Beispielsituation kommt ein plötzlicher Telefonanruf, den man mit einer ersten Hand annimmt. Noch während man den Hörer in die Hand nimmt, stellt man die Musik mit einer einfachen Hand-nach-unten-Bewegung die Musik leise und nach dem Telefonat mit einer ebenso einfache Hand-nach-oben-Geste wieder laut. Die Anzeigevorrichtung gibt Rückmeldung der Stereoanlage oder des Musikprogramms, in dem die Helligkeit der Anzeigevorrichtung 4 heller (lauter) oder dunkler (leiser) wird.
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In 3 ist eine reale Bedienung der Eingabevorrichtung dargestellt, bei welcher eine linke Hand LH an einem Wählrad 9 dreht, das im Inneren mit einem Winkelgeber 9.1 zusammen arbeitet und über den Winkelgeber 9.1 und/oder durch Impulse dem zu steuernden Gerät eine pseudo-kontinuierliche Zahl mitteilt oder etwas aus einer Liste auswählt.
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In 4 ist eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung 1 dargestellt, welches durch einen realen Tastendruck bedient wird. Dazu drückt ein Nutzer beispielsweise mit einem linken Zeigefinger LZ auf die als mechanischer Schalter, druckempfindlicher Taster und/oder als berührungsempfindliche Anzeige ausgebildete Anzeigevorrichtung 4, was durch ein Aufleuchten oder durch kurzeitige größer werdende Kreise auf der Anzeigevorrichtung quittiert wird.
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In 5 ist eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung 1 dargestellt, welches durch eine Berührungsgeste auf der optisch programmierbaren Anzeige bedient wird. Hier wird als beispielhafte Berührungsgeste gezeigt, wie Daumen D und Zeigerfinger ZF einer rechten Hand RH auseinandergezogen werden. Diese Berührungsgeste könnte beispielsweise eine Bildvergrößerung eines laufenden Fernsehers anregen, eine Aufhellung einer elektronisch geschalteten Lichtfläche oder ein Öffnen einer Lüftungsklappe oder eines Fensters anregen.
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In 6 ist ein Paar aus einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 1 und einer induktiven Ladestation als Vorrichtung zur induktiven Ladung 12 in Form eine einfachen Scheibe 12.1 mit einer darin angeordneten Spule 12.2 abgebildet. Zum Laden wird die Eingabevorrichtung 1 auf die Scheibe 12.1 gestellt oder magnetisch auf ihr an der Wand befestigt. Zum Laden wird induktiv eine Gegenspule in der Eingabevorrichtung 1 erregt, die ihre magnetische Erregung in Form von elektrischer Spannung an einen Akkumulator zum elektrischen Laden abgibt. In 6 ist des Weiteren ein zum Zeitpunkt dieser Anmeldung verbreitetes Symbol S für eine drahtlose Nahfeldkommunikation abgebildet, welches anzeigt, dass die Eingabevorrichtung drahtlos funktioniert und mit dem zu steuernden, elektronisch gesteuerten Gerät über diese Nahfeldkommunikation in Wirkverbindung steht.
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In dem Figurenpaar 7.1 und 7.2 ist schließlich ein Paar von zueinander korrespondierenden Explosionszeichnungen dargestellt, welche das Innenleben einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 1 zeigen.
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Die Eingabevorrichtung 1 besteht von unten nach oben fortschreitend erklärt, aus einem unteren Elastomerring 101, der die Funktion eines Gummifußes übernimmt, und auf dem die Eingabevorrichtung 1 fest auf dem Untergrund steht. Auf dem Elastomerring 101 steht ein unteres Spritzgussteil 102, welches im Inneren liegende elektronische Bauteile aufnimmt und welches als innerer Lagerbock für ein Kugellager 103 dient, mit dem eine Wählrad 9 aufgebaut ist. Das untere Spritzgussteil 102 fast kleine, starke Magneten 104 ein, mit deren Hilfe die Eingabevorrichtung 1 auf einem metallischen Untergrund haften kann. Innerhalb des inneren Rings des Kugellagers 103 und dem unteren Spritzgussteil 102 befindet sich ein Akkumulator 105 zur Versorgung der innen liegenden Elektronik und der Anzeigevorrichtung 4 mit elektrischem Strom. Zwischen dem äußeren Ring des Kugelagers 103 und einer Strichscheibe 106 als ein teil eines Winkel- oder Drehgebers befindet sich ein O-Ring 107, der die Strichscheibe 106 beim Drehen des Wählrades 9 mitnimmt und so über mindestens einen Detektor streicht, der über Abstandsstücke im Inneren des unteren Spritzgussteils auf einer PCB-Platine 108 angeordnet ist. Diese PCB-Platine 108 weist auch eine Matrix 109 aus kleinen Leichtdioden 110 auf, wobei an dieser Stelle auch eine hochauflösende Punktmatrixanzeige angeordnet sein könnte. benachbart zur LED-Punktematrix befindet sich ein Gestensensor 113, der aus mehr als einem Bewegungssensor und/oder Näherungsschalter aufgebaut ist, wobei die verschiedenen mehr als einem Bewegungssensor und/oder Näherungsschalter unterschiedlichen Richtungen zugewandt sind und so in vergleichbarer Weise zu einem Facettenauge dazu in der Lage sind, eine einfache berührungslose Geste im raum zu detektieren und verschieden Gesten voneinander zu unterscheiden. Über einen Abstandshalter 111 wird eine Glas- oder Polycarbonatscheibe 112 oder Scheibe aus Polymethylmethacrylat (Plexiglas) eingefasst, die stationär angeordnet ist und an der Oberfläche der Eingabevorrichtung im Inneren des Wählrades 9 eingelassen ist. Beim drehen des Wählrades 9 entsteht zwischen der Glas- oder Polycarbonatscheibe 112 oder Scheibe aus Polymethylmethacrylat und dem Wählrad 9 eine kreisrunde, sehr enge Fuge, die es erlaubt, dass die Glas- oder Polycarbonatscheibe 112 oder Scheibe aus Polymethylmethacrylat durch Druck beweglich ist und dabei auf einen SMD-Taster auf der PCB-Platine 108 drückt, der beim Eindrücken ein typisches Klicken erzeugt.
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Das besondere der hier vorgestellten Eingabevorrichtung ist, dass diese mit ihre Puckform in eine Seitentasche gesteckt werden kann und je nach Bedarf in der Wohnung verschiedene elektronisch gesteuerte Geräte bedienen kann. Dabei hilft die Kombination der unterschiedlichen Eingabearten, nämlich unverbindliches Wischen in der Luft als stöbernde Auswahl, ein nachdrückliches, in Form einer Handbewegung erzeugtes Dämpfen durch eine Abbewegung, ein sehr verbindliches Ein- oder Ausschalten mit haptischem Klick, ein präzises Wählen mit einem Wählrad, je nach Dringlichkeit und Gewissheit des Befehls eine entsprechend intuitive Geste oder Bedienung durchzuführen. Die Eingabevorrichtung lässt über die Art der Interaktion verschiedene Zustände von Gewissheit und Bestimmtheit in Verbindung mit einem verlässlichen Befehlsausdruck zu, so dass dadurch die Intuitivität der Bedienung der Eingabevorrichtung unterstrichen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Eingabevorrichtung
- 2
- Bewegungssensor
- 3
- Näherungsschalter
- 4
- Anzeigevorrichtung
- 5
- Objekt (Hand)
- 6
- Bewegungsrichtung
- 7
- Bewegungsrichtung
- 8
- Bewegungsrichtung
- 9
- Bewegungsrichtung
- 9.1
- Winkelgeber
- 10
- Maßverkörperung
- 11
- Vorrichtung für Nahfeld-Kommunikation
- 12
- Vorrichtung zur induktiven Ladung
- 12.1
- Scheibe
- 12.2
- Spule
- 13
- Akkumulator
- 14
- magnetischer Fuß
- 101
- Elastomerring
- 102
- Spritzgussteil
- 103
- Kugellager
- 104
- Magnet
- 105
- Akkumulator
- 106
- Strichscheibe
- 107
- O-Ring
- 108
- PCB-Platine
- 109
- Matrix
- 110
- Leuchtdiode
- 111
- Abstandshalter
- 112
- Polycarbonatscheibe
- 113
- Gestensensor
- D
- Daumen
- H
- Hand
- LH
- linke Hand
- RH
- rechte Hand
- S
- Signal
- Z
- Zeigefinger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2639672 A2 [0004]
- EP 2306273 A1 [0005, 0005]
- EP 2733581 A2 [0006]
