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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Eingabegeräts, insbesondere einer Computermaus, für eine Rechnereinrichtung sowie ein solches Eingabegerät. Wenigstens ein Eingabeelement des Eingabegeräts wird zur Durchführung einer Eingabe in die mit dem Eingabegerät wirkverbundene Rechnereinrichtung wenigstens teilweise manuell betätigt.
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Derartige Eingabegeräte finden beispielsweise als Computermäuse vielfache Verwendung. Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bedienbarkeit des Eingabegeräts zu verbessern. Insbesondere sollen der Bedienungskomfort und/oder die Ergonomie verbessert und der Benutzer bei der Arbeit mit dem Eingabegerät besser unterstützt werden. Bevorzugt sollen Benutzung des Eingabegeräts und die Durchführung von Eingaben intuitiver gestaltet werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Eingabegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 26. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Eingabegeräts für eine Rechnereinrichtung. Wenigstens ein Eingabeelement des Eingabegeräts wird zur Durchführung einer Eingabe in die mit dem Eingabegerät wirkverbundene Rechnereinrichtung wenigstens teilweise manuell betätigt. Wenigstens eine Bewegbarkeit des Eingabeelements kann mittels wenigstens einer steuerbaren magnetorheologischen Bremseinrichtung gezielt verzögert (also gebremst und insbesondere gedämpft) und/oder blockiert und/oder freigegeben werden. Dabei wird die Bewegbarkeit des Eingabeelements insbesondere mittels wenigstens einer Steuereinrichtung und/oder durch die Rechnereinrichtung wenigstens in Abhängigkeit wenigstens einer in der Rechnereinrichtung und/oder in dem Eingabegerät hinterlegten Eingabebedingung gezielt angepasst. Insbesondere erfolgt die Anpassung der Bewegbarkeit des Eingabeelements mittels einer Ansteuerung der Bremseinrichtung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet viele Vorteile. Besonders vorteilhaft ist die Anpassung der Bewegbarkeit des Eingabeelements in Abhängigkeit der Eingabebedingung. Dadurch kann der Benutzer bei der Arbeit mit dem Eingabegerät gezielt unterstützt werden. Zudem wird die Benutzung des Eingabegeräts erheblich komfortabler und die Durchführung von Eingaben wird intuitiver gestaltet. Zum Beispiel kann so eine Verbesserung der Produktivität und eine Verringerung der Fehlerhäufigkeit beim Benutzer erzielt werden.
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Insbesondere dient das Verfahren zum Betreiben einer Computermaus. Das Verfahren kann auch zum Betreiben eines Drehknopfs und/oder eines Scrollrads und/oder einer Daumenwalze und/oder eines Joysticks und/oder eines anderen Eingabegeräts dienen.
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Die Rechnereinrichtung kann ein Computer oder ein mobiles Endgerät sein. Die Rechnereinrichtung kann auch Teil eines anderen Geräts oder einer Maschine oder eines Fahrzeugs sein. Zum Beispiel ist das Eingabegerät dann eine Daumenwalze im Lenkrad eines Fahrzeugs. Insbesondere umfasst die Rechnereinrichtung wenigstens eine Anzeigeeinrichtung. Das Eingabegerät stellt insbesondere eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HID) bereit oder ist Teil einer solchen. Insbesondere umfasst die Rechnereinrichtung wenigstens eine grafische Benutzerschnittstelle (GUI) und beispielsweise einen Monitor oder ein Display oder dergleichen. Insbesondere werden auf der grafischen Benutzerschnittstelle Informationen und zum Beispiel eine vorgenommene Eingabe oder die Auswirkungen einer vorgenommenen Eingabe grafisch dargestellt.
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Die in der Rechnereinrichtung hinterlegte Eingabebedingung kann fest hinterlegt sein. Die in der Rechnereinrichtung hinterlegte Eingabebedingung kann auch dynamisch bestimmt werden, beispielsweise in Abhängigkeit eines Programms oder Menüs. Die Eingabebedingung kann auch dynamisch in Abhängigkeit der Eingabe angepasst werden, sodass eine gegenseitige Rückkopplung bzw. Abhängigkeit vorliegt.
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Vorzugsweise erfolgt eine bidirektionale Kommunikation zwischen der Rechnereinrichtung und dem Eingabegerät. Insbesondere ist das Eingabegerät durch die Rechnereinrichtung ansteuerbar und vorzugsweise umgekehrt. Insbesondere kann die Rechnereinrichtung die Bremseinrichtung ansteuern und vorzugsweise die Bremswirkung einstellen. Dazu ist in der Rechnereinrichtung insbesondere wenigstens ein Algorithmus und beispielsweise eine Software oder ein Treiber oder dergleichen hinterlegt.
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Unter einer manuellen Betätigung des Eingabegeräts wird insbesondere eine beliebige wenigstens teilweise muskelkraftbetriebene Betätigung verstanden. Dabei kann auch eine Bedienung mit dem Fuß oder mit dem Kopf vorgesehen sein.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Verzögerung insbesondere ein Bremsen und besonders bevorzugt auch eine Dämpfung verstanden. Unter einem Freigeben bzw. einer Freigabe wird insbesondere eine wenigstens teilweise Verringerung der Verzögerung und insbesondere eine Aufhebung der Verzögerung verstanden. Bei einer vollständigen Freigabe der Bewegbarkeit des Eingabeelements ist die Bremseinrichtung insbesondere inaktiv. Vorzugsweise wird bei einer Freigabe ein magnetorheologisches Medium nicht durch ein von der Bremseinrichtung aktiv erzeugtes magnetisches Feld beeinflusst. Bei einer vollständigen Freigabe ist das Eingabeelement insbesondere frei bewegbar und beispielsweise frei drehbar. Neben einer Drehbewegung kann für das Eingabeelement auch eine Druckbetätigung und/oder Zugbetätigung vorgesehen sein.
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Vorzugsweise wird bei einem Überwischen von Programmelementen (sogenanntes Mouseover) die Bewegbarkeit des Eingabeelements in Abhängigkeit eines Typs des überwischten Programmelements und/oder in Abhängigkeit einer Eingabebedingung für das überwischte Programmelement eingestellt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Eingabeelement zum Scrollen eingesetzt. Dabei wird die Bewegbarkeit des Eingabeelements vorzugsweise in Abhängigkeit der jeweils aktuell angezeigten Seiteninformationen und/oder anderer angezeigter Informationen eingestellt. Das Scrollen erfolgt insbesondere mittels einer Drehbewegung des Eingabeelements. Vorzugsweise ist das Eingabeelement dabei als ein Eingaberad ausgebildet. Das Eingaberad ist insbesondere eine Fingerwalze oder Daumenwalze oder umfasst wenigstens eine solche.
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Die Bewegbarkeit des Eingabeelements wird insbesondere verzögert (insbesondere gedämpft) oder blockiert, wenn die aktuell angezeigten Seiteninformationen eine zuvor gesetzte Markierung und/oder einen gesuchten Suchbegriff und/oder einen Benutzerhinweis umfassen. Der Benutzerhinweis kann beispielsweise eine Eingabeaufforderung und/oder eine Warnung oder dergleichen umfassen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Eingabeelement zur Tabellenkalkulation eingesetzt. Dabei wird die Bewegbarkeit des Eingabeelements vorzugsweise in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters der Zellen der Tabelle, vorzugsweise des Inhalts der Zellen, eingestellt. Der Parameter kann auch die Position der Zellen der Tabelle betreffen.
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Insbesondere wird die Bewegbarkeit des Eingabeelements beim Scrollen durch eine Tabelle in Abhängigkeit einer dargestellten Zellenhöhe und/oder und/oder Zellenbreite und/oder einer tatsächlichen Zellenhöhe und/oder Zellenbreite verzögert und freigegeben. Dabei ist vorgesehen, dass eine mit der Zellenhöhe und/oder Zellenbreite korrespondierende Rasterung für das Scrollen eingestellt wird. Insbesondere wird die Drehbewegung des Eingabeelements gerastert. In allen Ausgestaltungen erfolgt die Rasterung insbesondere durch magnetorheologisches Erzeugen von Anschlagpunkten. Insbesondere erfolgt die Rasterung durch ein gezieltes Verzögern oder Blockieren und ein gezieltes Freigeben der Bewegung in bestimmten zeitlichen Abständen und/oder in bestimmten Drehwinkeln.
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Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass die Bewegbarkeit des Eingabeelements in Abhängigkeit einer Aktivität eines im Hintergrund laufenden Programms und/oder in Abhängigkeit eines Betriebszustands eines Betriebssystems der Rechnereinrichtung eingestellt wird. Beispielsweise kann die Bewegbarkeit verzögert oder blockiert werden, wenn das Programm im Hintergrund/oder das Betriebssystem einen Benutzerhinweis und beispielsweise eine Eingabeaufforderung und/oder eine Warnung ausgeben.
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Vorteilhaft und bevorzugt ist auch, dass die Bewegbarkeit des Eingabeelements in Abhängigkeit eines Zoomvorgangs eingestellt wird. Insbesondere wird für ein Hereinzoomen eine andere Verzögerung als für ein Herauszoomen eingestellt. Beispielsweise erfolgt für das Hereinzoomen einer höhere Verzögerung als für das Herauszoomen oder umgekehrt.
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In einer besonders vorteilhaften und bevorzugten Ausgestaltung wird das Eingabeelement bei einem Konstruktionsprogramm eingesetzt. Dabei ist bevorzugt, dass die Bewegbarkeit des Eingabeelements in Abhängigkeit einer Größe und/oder einer Priorität eines mittels des Eingabegeräts bearbeitetem und z. B. bewegten Bauteils eingestellt wird.
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Es ist möglich und vorteilhaft, dass bei einer Eingabe in wenigstens ein Eingabemenü mit inaktiven und aktiven Eingabefeldern die Bewegbarkeit des Eingabeelements in Abhängigkeit davon eingestellt wird, ob das Eingabefeld inaktiv oder aktiv ist. Beispielsweise ist die Bewegbarkeit bei inaktiven Eingabefeldern blockiert oder wenigstens teilweise verzögert.
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Es ist möglich und bevorzugt, dass die Bewegbarkeit des Eingabeelements gezielt verändert wird, um eine haptische Bestätigung einer zuvor erfolgten Eingabe bereitzustellen. Eine solche Bestätigung bzw. ein solches Feedback kann mit der Erfindung viel leiser und gezielter als beispielsweise mit einer mechanisch gerasterten Maus erfolgen. Zudem können mit der Erfindung viele unterschiedliche Bestätigungen durch entsprechendes Anpassen der Bewegbarkeit erfolgen. Beispielsweise erfolgt die Bestätigung durch ein Vibrieren und/oder Rattern des Eingabeelements.
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Erfindungsgemäß wird unter einem Rattern insbesondere ein abwechselndes Blockieren und Freigeben der Bewegbarkeit des Eingabeelements während einer Eingabe bzw. während einer Bewegung verstanden. Das Blockieren und Freigeben erfolgt dabei mit einer hohen Frequenz. Beim Vibrieren kann eine höhere Frequenz als beim rattern vorgesehen sein. Beispielsweise ist eine Frequenz von wenigstens 10 Hz oder wenigstens 50 Hz oder wenigstens 100 Hz oder mehr vorgesehen. Dabei kann vorgesehen sein, dass je nach Höhe der Frequenz unterschiedliche Arten von Bestätigungen bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise wird bei einer falschen und/oder unplausiblen und/oder kritischen Eingabe die Bewegbarkeit des Eingabeelements verzögert oder blockiert. Eine solche Eingabe kann auch mit der zuvor beschriebenen Bestätigung quittiert werden, beispielsweise durch Vibrieren und/oder Rattern. Solche Ausgestaltungen sind besonders bei sensiblen Eingaben oder auch bei medizinischen Geräten vorteilhaft. Dadurch können gefährliche Vorgänge und zum Beispiel kritische Maschinenbewegungen oder Roboterbewegungen unterbunden oder dem Benutzer haptische angezeigt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass nach einer Eingabe die Bewegbarkeit des Eingabeelements so lange verzögert oder blockiert wird, bis wenigstens eine weitere Benutzereingabe erfolgt ist. Die weitere Benutzereingabe erfolgt insbesondere durch eine andere Eingabe als die verzögerte bzw. blockierte Bewegbarkeit des Eingabeelements. Beispielsweise kann ein Ziehen oder Drücken des Eingabeelements vorgesehen sein, wenn die Drehbarkeit verzögert oder blockiert ist. Möglich ist auch die weitere Benutzereingabe mittels eines anderen Eingabegeräts erfolgt. Die weitere Benutzereingabe kann beispielsweise eine Bestätigung einer besonders wichtigen oder kritischen Eingabe betreffen.
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In einer ebenfalls vorteilhaften und bevorzugten Ausgestaltung wird das Eingabegerät beim Gaming (Computerspielen) eingesetzt. Dabei ist bevorzugt, dass die Bewegbarkeit des Eingabeelements in Abhängigkeit eines mittels der Rechnereinrichtung erzeugten Szenarios eingestellt wird. Vorzugsweise wird die Bewegbarkeit des Eingabeelements umso stärker verzögert, desto höher eine im Szenario fiktiv aufzubringende Kraft und/oder desto schwieriger eine im Szenario fiktiv vorzunehmende Handlung ist.
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In allen Ausgestaltungen ist es möglich, dass die Bewegbarkeit und vorzugsweise eine Rasterung der Drehbarkeit des Eingabeelements durch wenigstens eine Benutzereingabe angepasst werden kann. Vorzugsweise wird die vorgenommene Anpassung in der Rechnereinrichtung und/oder in dem Eingabegerät hinterlegt. Beispielsweise kann die im Normalfall vorgesehene Rasterung vergröbert und/oder verfeinert werden. Es kann auch eine maximale Verzögerung der Bewegbarkeit einstellbar sein. Insbesondere kann eine solche Anpassung spezifisch für ein jeweiliges Programm erfolgen.
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In einer besonders vorteilhaften und bevorzugten Weiterbildung umfasst das Eingabeelement wenigstens ein Eingaberad. Das Eingaberad ist insbesondere als ein Mausrad insbesondere einer Computermaus ausgebildet. Dabei erfolgt die Eingabe vorzugsweise wenigstens durch Drehen des Eingaberads. Vorzugsweise kann die Drehbarkeit des Eingaberads mittels der Bremseinrichtung gezielt verzögert, insbesondere gedämpft, und blockiert und freigegeben werden. Vorzugsweise weist das Eingabeelement, insbesondere das Eingaberad, auch wenigstens eine axiale Bewegbarkeit auf. Beispielsweise kann ein Drücken und/oder Ziehen des Eingabeelements und vorzugsweise des Eingaberads vorgesehen sein.
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In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass das die Bewegbarkeit des Eingabeelements von frei bewegbar bis vollständig blockiert eingestellt werden kann bzw. wird. Vorzugsweise kann die Drehbarkeit des Eingaberads von frei drehbar bis vollständig blockiert eingestellt werden. Dabei ist die Bewegbarkeit bzw. Drehbarkeit im Rahmen der vorliegenden Erfindung vollständig blockiert, wenn eine Bewegung bzw. Drehung durch eine bei einer betriebsgemäßen Verwendung des Eingabegeräts manuell erzeugbare Kraft nicht möglich ist. Insbesondere ist die Bremseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, ein Verzögerungsmoment von wenigstens 0,5 Nm und vorzugsweise von wenigstens 2 Nm oder auch wenigstens 3 Nm aufzubringen.
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Es ist bevorzugt, dass die Bewegbarkeit des Eingabeelements und insbesondere die Drehbarkeit des Eingaberads zwischen frei drehbar und blockiert mit einer Frequenz von wenigstens 10 Hz und vorzugsweise wenigstens 50 Hz umgeschaltet werden kann bzw. wird. Möglich ist auch eine Frequenz von wenigstens 20 Hz oder wenigstens 30 Hz oder wenigstens 40 Hz. Es kann auch eine Frequenz von wenigstens 60 Hz oder wenigstens 80 Hz oder wenigstens 100 Hz vorgesehen sein. Möglich sind auch Frequenzen von wenigstens 120 Hz oder wenigstens 200 Hz oder mehr.
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Für die Drehbarkeit des Eingaberads können insbesondere wenigstens 50 Anschlagpunkte und vorzugsweise wenigstens 100 Anschlagpunkte für jeweils eine Umdrehung eingestellt werden. Möglich sind auch wenigstens 150 oder wenigstens 200 oder wenigstens 250 oder wenigstens 300 Anschlagpunkte. Es können auch wenigstens 350 oder wenigstens 400 Anschlagpunkte vorgesehen sein. Der zwischen zwei Anschlagpunkten minimal einstellbare Drehwinkel beträgt insbesondere maximal 10° und vorzugsweise maximal 5° und besonders bevorzugt maximal 2°. Der minimal einstellbare Drehwinkel zwischen zwei Anschlagpunkten kann auch maximal 1° oder maximal 0,5° oder maximal 0,1° aufweisen.
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Vorzugsweise wird die Anzahl der Anschlagpunkte in Abhängigkeit einer Anzahl von vorgesehenen Eingabeoptionen eingestellt. Beispielsweise wird die Anzahl der Anschlagpunkte in Abhängigkeit von Auswahloptionen, Menüoptionen und/oder einer Anzahl von Seiten oder Reitern oder dergleichen eingestellt. Dabei wird ein Anschlagpunkt insbesondere dadurch bereitgestellt, dass die Drehbarkeit des Eingaberads wenigstens zeitweise gezielt verzögert und insbesondere blockiert wird und anschließend wieder freigegeben wird.
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Es ist möglich und vorteilhaft, dass ein Drehwinkel zwischen den Anschlagpunkten verringert wird, wenn ein schnelleres Scrollen und/oder ein schnellerer Seitenwechsel erfolgt. Es ist möglich, dass ein Drehwinkel zwischen den Anschlagpunkten erhöht wird, wenn ein langsameres Scrollen und/oder ein langsamerer Seitenwechsel erfolgt. Möglich ist auch die umgekehrte Ausgestaltung.
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Insbesondere wird der Drehwinkel des Eingaberads mittels einer Sensoreinrichtung überwacht. Die Sensoreinrichtung ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, den Drehwinkel mit einer Auflösung von wenigstens 1° und vorzugsweise wenigstens 0,5° und besonders bevorzugt wenigstens 0,2° oder auch bevorzugt wenigstens 0,1° zu erfassen.
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In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass die Bewegbarkeit des Eingabeelements in Echtzeit angepasst werden kann bzw. wird. Insbesondere ist die Bremseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, die Verzögerung innerhalb weniger als 100 Millisekunden um wenigstens 30% zu verändern. Insbesondere ist die Verzögerung innerhalb weniger als 10 Millisekunden um wenigstens 10%, vorzugsweise um wenigstens 30% und besonders bevorzugt um wenigstens 50%, veränderbar. Die Verzögerung kann auch innerhalb weniger als 100 Millisekunden um wenigstens 100% oder 500% oder um das Zehnfache oder Tausendfache variierbar sein. Eine solche Echtzeitsteuerung ist für die Arbeit mit dem Eingabegerät von besonders großem Vorteil.
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Es ist möglich, dass die Eingabebedingung auch in Abhängigkeit der Eingabe dynamisch angepasst wird. Dadurch ist möglich, dass die Bewegbarkeit des Eingabeelements nach dem Prinzip einer Rückkopplung auch durch die vorgenommene Eingabe angepasst wird. Durch eine solche gegenseitige Abhängigkeit zwischen Eingabe und Eingabebedingung wird eine besonders vorteilhafte Anpassung der Drehbarkeit und somit eine besonders intuitive Bedienung des Eingabegeräts erreicht.
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Es ist möglich und bevorzugt, dass die Steuerung der Bewegbarkeit des Eingabeelements lernfähig ausgebildet ist. Beispielsweise werden dazu Gewohnheiten eines Benutzers in Bezug auf die Durchführung von Eingaben während der Bedienung eines Programms erkannt und in einer Speichereinrichtung hinterlegt. Beispielsweise können häufig benutzte Schaltelemente oder Menüpunkte oder dergleichen erkannt und hinterlegt werden. Dadurch kann der Benutzer bei einer erneuten Verwendung des Programms durch eine gezielte Steuerung der Bewegbarkeit des Eingabeelements unterstützt werden.
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Der Bremseinrichtung umfasst insbesondere wenigstens ein feldempfindliches magnetorheologisches Medium und wenigstens eine Felderzeugungseinrichtung zu Erzeugung und Steuerung einer Feldstärke zugeordnet. Durch die Felderzeugungseinrichtung und das Medium wird dabei insbesondere die Bewegbarkeit des Eingabeelements gezielt beeinflusst.
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Das erfindungsgemäße Eingabegerät dient zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens. Auch das erfindungsgemäße Eingabegerät löst die zuvor gestellte Aufgabe besonders vorteilhaft. Insbesondere weist das Eingabegerät dazu die zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Vorrichtungen auf. Insbesondere weist das Eingabegerät wenigstens diejenigen Vorrichtungen auf, welche zuvor im Rahmen der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgestellt wurden. Insbesondere ist das Eingabegerät dazu geeignet und ausgebildet, das zuvor beschriebene Verfahren mittels eines im Eingabegerät und/oder in der Rechnereinrichtung hinterlegten Algorithmus umzusetzen.
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Eine für die Verwendung mit der Erfindung besonders vorteilhaft geeignete Bremseinrichtung wird auch in der Patentanmeldung
DE 10 2017 111 031 A1 beschrieben. Die gesamte Offenbarung der
DE 10 2017 111 031 A1 wird hiermit Teil des Offenbarungsgehalts der vorliegenden Anmeldung. Die Bremseinrichtung weist insbesondere wenigstens ein Keillager und wenigstens eine axial zur Drehachse angeordnete Spule auf. Dadurch muss die Spule nicht neben den Walzen des Keillagers platziert werden, wodurch bei längeren Walzen die Ausdehnung in axialer Richtung geringer gehalten werden kann. Das Eingaberad ist insbesondere radial um das Keillager herum angeordnet.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
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In den Figuren zeigen:
- 1a-1f rein schematische dreidimensionale Ansichten von erfindungsgemäßen Eingabegeräten; und
- 2 eine rein schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht.
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In den 1a bis 1f sind erfindungsgemäße Eingabegeräte 800 gezeigt, welche mit magnetorheologischen Bremseinrichtungen 1 ausgestattet sind und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden. Die Eingabegeräte 800 weisen hier als Eingaberad 803 ausgebildete Eingabeelemente 802 auf.
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Figur la zeigt ein als Bedienknopf 806 ausgebildetes Eingabegerät 800. 1b zeigt ein als Daumenwalze 807 ausgebildetes Eingabegerät 800. Figuren lc und ld zeigen ein als Computermaus 801 ausgebildetes Eingabegerät 800. Dabei ist das Eingaberad 803 hier als Mausrad 804 ausgebildet. 1e zeigt ein als Joystick 805 ausgebildetes Eingabegerät 800. Figur lf zeigt ein als Gamepad 808 ausgebildetes Eingabegerät 800.
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In der 2 zeigt eine Bremsvorrichtung 1 einer erfindungsgemäßen Eingabeeinrichtung 800 mit einem Drehkörper 3 zur Einstellung von Bedienzuständen. Die Bedienung erfolgt hier also wenigstens durch Drehen des Drehkörpers 3.
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Der Drehkörper 3 ist mittels einer hier nicht näher gezeigten Lagereinrichtung 22 auf einer Achseinheit 2 drehbar gelagert. Der Drehkörper 3 kann auch mittels einer hier als Wälzlager ausgebildeten Keillagereinrichtung 6 auf einer Achseinheit 2 drehbar gelagert sein. Bevorzugt ist die Keillagereinrichtung 6 jedoch nicht oder nur teilweise für die Lagerung des Drehkörpers 3 auf der Achseinheit vorgesehen, sondern dient für die nachfolgend vorgestellte Bremseinrichtung 4. Dabei dienen die Wälzkörper hier als Bremskörper 44.
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Die Achseinheit 2 kann an einem zu bedienenden Objekt und beispielsweise in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs oder an einem Medizingerät oder Smart Device montiert werden. Dazu kann die Achseinheit 2 hier nicht näher dargestellte Montagemittel aufweisen.
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Es kann hier oder in den nachfolgenden Ausgestaltungen vorgesehen sein, dass der Drehkörper 3 auch in Längsrichtung bzw. entlang der Drehachse auf der Achseinheit 2 verschiebbar ist. Dann erfolgt eine Bedienung sowohl über das Drehen als auch ein Drücken und/oder Ziehen bzw. Verschieben des Drehknopfs 3.
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Der Drehkörper 3 ist hier hülsenartig ausgebildet und umfasst eine zylindrische Wand und eine einstückig damit verbundene Stirnwand. An einer offenen Stirnseite des Drehkörpers 3 tritt die Achseinheit 2 heraus.
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Die Fingerwalze 23 kann mit einem hier gestrichelt angedeuteten Zusatzteil 33 ausgestattet sein. Dadurch wird eine Durchmesservergrößerung erreicht, sodass die Drehbarkeit erleichtert wird, zum Beispiel bei einem mit einem Finger drehbaren Rad einer Computermaus oder Gamecontroller oder einem Drehrad bei einer Computertastatur-Daumenwalze.
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Die Drehbewegung des Drehknopfs 3 ist hier durch eine in einem Aufnahmeraum 13 im Inneren des Drehknopfs 3 angeordnete magnetorheologische Bremseinrichtung 4 gedämpft. Die Bremseinrichtung 4 erzeugt mit einer Spuleneinheit 24 ein Magnetfeld, das auf ein im Aufnahmeraum 13 befindliches magnetorheologisches Medium 34 einwirkt. Das führt zu einer lokalen und starken Vernetzung von magnetisch polarisierbaren Partikeln im Medium 34. Die Bremseinrichtung 4 ermöglicht dadurch eine gezielte Verzögerung und sogar ein vollständiges Blockieren der Drehbewegung. So kann mit der Bremseinrichtung 4 eine haptische Rückkopplung während der Drehbewegung des Drehkörpers 3 erfolgen, beispielsweise durch eine entsprechend wahrnehmbare Rasterung bzw. durch dynamisch einstellbare Anschläge.
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Zur Versorgung und Ansteuerung der Spuleneinheit 24 umfasst die Bremseinrichtung 4 hier eine elektrische Anbindung 14, welche beispielsweise in der Art einer Leiterplatte bzw. Prints oder als Kabelleitung ausgebildet ist. Die Anschlussleitung 11 erstreckt sich hier durch eine in Längsrichtung der Achseinheit 2 verlaufende Bohrung 12.
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Der Aufnahmeraum 13 ist hier mit einer Dichtungseinrichtung 7 und einer Dichtungseinheit 17 nach außen abgedichtet, um ein Austreten des Mediums 34 zu verhindern. Dabei verschließt die Dichtungseinrichtung 7 die offene Stirnseite des Drehkörpers 3. Dazu liegt ein erstes Dichtteil 27 an der Innenseite des Drehkörpers 3 an. Ein zweites Dichtteil 37 liegt an der Achseinheit 3 an. Die Dichtteile 27, 37 sind hier an einer als Wandung 8 ausgebildeten Tragstruktur befestigt.
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Die Dichtungseinheit 17 ist hier als O-Ring ausgebildet und umgibt die Achseinheit 3 radial. Die Dichtungseinheit 17 liegt an der Achseinheit 2 und dem Drehkörper 3 an. Dadurch wird der mit dem Medium 34 befüllte Teil des Aufnahmeraums 13 gegenüber einem anderen Teil des Aufnahmeraums 13 abgedichtet.
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Um die Drehposition des Drehkörpers 3 zu überwachen zur Ansteuerung der Bremseinrichtung 4 einsetzen zu können, ist hier eine Sensoreinrichtung 5 vorgesehen. Die Sensoreinrichtung 5 umfasst eine Magnetringeinheit 15 und einen Magnetfeldsensor 25.
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Die Magnetringeinheit 15 ist hier diametral polarisiert und weist einen Nordpol und einen Südpol auf. Der hier als Hall-Sensor ausgebildete Magnetfeldsensor 25 misst das von der Magnetringeinheit 15 ausgehende Magnetfeld und ermöglicht so eine zuverlässige Bestimmung des Drehwinkels.
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Zudem ist der Magnetfeldsensor 25 hier bevorzugt dreidimensional ausgebildet, sodass zusätzlich zur Rotation auch eine axiale Verschiebung des Drehkörpers 3 gegenüber der Achseinheit 2 gemessen werden kann. Dadurch können sowohl die Drehung als auch eine Druckknopf-Funktion (Push/Pull) gleichzeitig mit demselben Sensor 25 gemessen werden. Die Bremsvorrichtung 1 kann aber auch nur mit einer Drehfunktion ausgestattet sein.
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Die Sensoreinrichtung 5 ist besonders vorteilhaft in die Bremsvorrichtung 1 integriert. Dazu ist der Sensor 25 hier in die Bohrung 12 der Achseinheit 2 eingesetzt. Die Magnetringeinheit 15 umgibt den Sensor 25 radial und ist an dem Drehkörper 3 befestigt. Das hat den Vorteil, dass nicht Längentoleranzen, sondern nur genau herzustellende Durchmesser-Toleranzen zur Geltung kommen. Die radiale Lagerluft zwischen dem sich drehenden Drehkörper 3 und der stillstehenden Achseinheit 2 sind entsprechend gering und auch in der Serienfertigung gut beherrschbar.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass axiale Bewegungen bzw. Verschiebungen zwischen Drehkörper 3 und Achseinheit 2 das Sensorsignal nicht ungünstig beeinflussen, da in die radiale Richtung gemessen wird und der radiale Abstand für die Qualität des Messsignals im Wesentlichen maßgebend ist.
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Ein Vorteil ist auch, dass die hier gezeigte Anordnung besonders unempfindlich gegen Verschmutzung und Flüssigkeiten ist, da der Sensor innen liegend angeordnet ist. Zudem kann der Sensor 25 in der Bohrung 12 beispielsweise mit einem Kunststoff umspritzt werden.
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Die Bremsvorrichtung 1 ist mit einer Abschirmeinrichtung 9 zur Abschirmung der Sensoreinrichtung 5 vor dem Magnetfeld der Spuleneinheit 24 der Bremseinrichtung 4 ausgestattet. Die hier gezeigte Bremsvorrichtung 1 unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Bremsvorrichtungen 1 neben der Abschirmeinrichtung 9 insbesondere auch durch die Ausgestaltung des Drehkörpers 3 und des Zusatzteils 33. Die hier gezeigte Bremsvorrichtungen ist beispielsweise ein Mausrad einer Computermaus.
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Der Drehkörper 3 ist hier als eine zylindrische Hülse ausgebildet und an seiner Außenseite vollständig von dem Zusatzteil 33 umgeben. Dabei schließt das Zusatzteil 33 den Drehkörper an derjenigen radialen Stirnseite ab, welche von der Magnetringeinheit 15 abgewandt ist.
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Das Zusatzteil 33 weist eine radial umlaufende Erhebung mit einem erheblich vergrößerten Durchmesser auf. Dadurch eignet sich die hier gezeigte Bremsvorrichtung 1 besonders gut als Mausrad einer Computermaus oder dergleichen. Die Erhebung ist hier mit einer Nut ausgestaltet, in welche hier ein besonders griffiger Werkstoff und z. B. Gummi eingebettet ist.
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Die hier gezeigte Bremsvorrichtung 1 weist zwei voneinander beabstandete Keillagereinrichtungen 6 auf. Die Keillagereinrichtungen 6 sind jeweils mit mehreren radial um die Achseinheit 2 angeordneten Bremskörpern 44 ausgestattet. Zwischen den Keillagereinrichtungen 6 ist die Spuleneinheit 24 angeordnet. Die Bremskörper 44 sind hier beispielsweise Wälzkörper, welche sich an der Innenseite des Drehkörpers 3 bzw. der Außenseite der Achseinheit 2 abrollen.
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Die Magnetringeinheit 15 ist drehfest mit dem Drehkörper 3 gekoppelt, sodass die Magnetringeinheit 15 bei einer Drehung des Drehkörpers 3 mitgedreht wird. Der Magnetfeldsensor 25 ist hier in die Bohrung 12 der Achseinheit 2 eingesetzt. Die Magnetringeinheit 15 umgibt den Sensor 25 radial und ist axial endständig angeordnet. Der Magnetfeldsensor 25 ist hier mit einem axialen Versatz zum axialen Zentrum der Magnetringeinheit 15 angeordnet. Dadurch ergibt sich eine besonders hochauflösende und reproduzierbare Sensierung der axialen Position des Drehkörpers 3 in Bezug zur Achseinheit 2.
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Die Abschirmeinrichtung 9 umfasst einen hier als Abschirmring 190 ausgebildeten Abschirmkörper 19. Die Abschirmeinrichtung 9 umfasst zudem eine Trenneinheit 29, welche hier durch einen mit einem Füllmedium 291 gefüllten Spalt 290 bereitgestellt wird. Zudem umfasst die Abschirmeinrichtung 9 eine magnetische Entkopplungseinrichtung 39, welche hier durch eine Entkopplungshülse 390 und einen Entkopplungsspalt 391 bereitgestellt wird.
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Die Entkopplungshülse 190 umfasst hier eine Axialwand 392, an welcher die Dichtungseinrichtung 7 angeordnet ist. Zudem kann an der Axialwand 392 eine hier nicht näher dargestellte Lagereinrichtung 22 angeordnet sein.
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Der Abschirmkörper 19 ist hier mit einem L-förmigen Querschnitt ausgestattet und aus einem magnetisch besonders leitfähigen Werkstoff gefertigt. Der Abschirmkörper 19 umgibt die Magnetringeinheit 15 an ihrer radialen Außenseite und an ihrer der Spuleneinheit 24 zugewandten axialen Seite. Zur magnetischen Entkopplung ist zwischen dem Abschirmkörper 19 und der Magnetringeinheit 15 der Spalt 290 angeordnet und mit einem Füllmedium 291 gefüllt. Dabei weist das Füllmedium 291 eine besonders geringe magnetische Leitfähigkeit auf. Zudem ist die Magnetringeinheit 15 über das Füllmedium 291 an dem Abschirmkörper 19 befestigt.
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Zwischen dem Drehkörper 3 und dem Abschirmkörper 19 wird eine magnetische Entkopplung durch die Entkopplungseinrichtung 39 erreicht. Dazu weisen die Entkopplungshülse 390 und ein im Entkopplungsspalt 391 angeordnetes Füllmedium ebenfalls eine besonders geringe magnetische Leitfähigkeit auf. Die Entkopplungshülse 391 ist hier drehfest mit dem Abschirmkörper 19 und dem Zusatzteil 33 sowie dem Drehkörper 3 verbunden.
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Um den Drehkörper 3 noch besser von der Sensoreinrichtung 5 entkoppeln zu können, ist der Drehkörper 3 hier axial beabstandet zur Entkopplungshülse 390 angeordnet. Das Ende des Drehkörpers 3, welches der Magnetringeinheit 15 zugewandt ist, ragt dabei nicht über den Bremskörper 44 hinaus. Zudem ist der Drehkörper 3 gegenüber dem Zusatzteil 33 axial zurückversetzt bzw. verkürzt. Dadurch ergibt sich auf sehr kleinem Bauraum eine besonders vorteilhafte magnetische und räumliche Trennung von Drehkörper 3 und Entkopplungshülse 390.
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Da das Magnetfeld der Spuleneinheit 24 für die Bremswirkung über den Drehkörper 3 fließt, bietet eine solche Ausgestaltung eine besonders gute Abschirmung. Damit dieser magnetische Fluss den Sensor 25 möglichst wenig beeinflusst, wird der Drehkörper 3 in axialer Richtung früher beendet und das magnetisch nicht leitende Zusatzteil 33 übernimmt die konstruktiven Funktionen (Lagerstelle, Dichtstellen...). Der Abstand zum Sensor 25 ist dadurch auch größer und die Baugruppe wird insgesamt leichter.
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Der Drehkörper 3 ist aus einem magnetisch besonders leitfähigen Material. Das Zusatzteil 33 und die Entkopplungshülse 390 sind hingegen aus einem magnetisch nicht leitfähigen Material. Der Abschirmkörper 19 und der Drehkörper 3 sind hier beispielsweise aus einem µ-Metall. Die hier als magnetisch nicht leitfähig beschriebenen Komponenten bestehen beispielsweise aus Kunststoff und weisen eine relative magnetische Permeabilität von kleiner 10 auf.
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Die problematischen Felder, die die Drehwinkelmessung in der Regel stören können, sind vor allem die Felder in radialer Richtung. Diese Felder werden hier mit einem als Mantel wirkenden Abschirmkörper 19 aus geeignetem Material abgeschirmt, z. B. magnetisch leitendem Stahl. Zusätzlich kann so das Magnetfeld der Magnetringeinheit 15 noch verstärkt werden. Dadurch kann die Magnetringeinheit 15 kleiner (dünner) dimensioniert werden und so Material, Bauvolumen und Herstellungskosten eingespart werden.
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Die Konstruktion wird erfindungsgemäß auch dadurch verbessert, dass die Wandstärke des Abschirmkörpers 19 variiert wird und ein Spalt 290 zwischen Magnetringeinheit 15 und Abschirmkörper 19 vorgesehen ist. Durch den Spalt 290 zwischen Ring 15 und Abschirmkörper 19 kann die Abschirmung und die Verstärkung optimal angepasst werden. Das Material des Abschirmkörpers 19 ist hier so gewählt, dass es nicht in magnetische Sättigung geht, damit äußere Magnetfelder ausreichend abgeschirmt werden (Material in Sättigung lässt Magnetfelder gleich wie Luft durch, also mit der magnetischen Feldkonstante µ0). Bei vorteilhafter Auslegung des Spaltes 290 zwischen Ring 15 und Abschirmkörper 19 schließt sich das Magnetfeld nicht zu stark über den Abschirmkörper 19 und das Feld in im Zentrum beim Sensor 25 ist ausreichend homogen und wird erhöht verglichen mit einem Ring 15 gleicher oder größer ohne Abschirmkörper 19.
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Die hier gezeigte Dimensionierung der Abschirmeinrichtung 9 ist besonders gut für ein Mausrad einer Computermaus geeignet und weist beispielsweise die nachfolgenden Abmessungen auf. Der Abschirmring 190 ist 0,5 mm dick, der Abstand zwischen Abschirmring 190 und Ring 15 auch 0,5 mm, die Breite des Rings 15 ist 2 mm und der Durchmesser des Rings 15 ist 8 mm. In diesem Fall ist das mögliche Störfeld von der Spuleneinheit 24 bei 140 µT, dadurch ergibt sich ein möglicher Fehler in der Winkelmessung von 0,1° (vgl. Erdmagnetfeld: ca. 48µT in Europa).
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Im folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen und Anwendungen des Verfahrens beispielhaft vorgestellt.
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Das Verfahren eignet sich besonders gut zur Anwendung bei Office-Programmen oder Konstruktionsanwendungen wie z. B. CAD. Haptische Rückmeldungen von der Maus bzw. vom jeweils verwendeten Programm können zum einen die Arbeitsgeschwindigkeit erhöhen, zum anderen helfen, Fehler zu vermeiden. Besonders bei langen Listen in Excel oder auch langen Worddokumenten gibt es verschiedene vorteilhafte Anwendungsfälle.
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Das Mausrad 804 bzw. Scrollrad stoppt bei bevorzugten Punkten kurz z. B. bei wichtigen Daten, Summen, am Ende von Listen oder Kapiteln, bei Überschriften, in Word bei rot markierten (falsch geschriebenen) Wörtern, am Ende von Dateien usw. Bei Suchfunktion springt der Cursor beim Scrollen weiter zum nächsten Suchergebnis, das beschleunigt das Suchen von Daten in großen Listen und Dateien. Das Mausrad 804 stoppt bei Zellen welche mit einer Funktion belegt sind (programmierte Zellen). So kann verhindert werden, dass nicht aus Versehen programmierte Zellen gelöscht und mit einer Zahl belegt werden. Selbiges gilt für formatierte Zellen. Der Zeiger springt zu Zellen gleicher Formatierung oder bleibt bei Zellen bestimmter Formatierung stehen.
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Bei einem langsamen Scrollen wird wenig weiter geblättert in Datei, bei schnellem Scrollen mehr. Angezeigt wird das durch größeres Raster beim Drehen des Mausrades 804. Beim Scrollen durch Tabellen bzw. Excellisten sind die Rasterpunkte bzw. Anschlagpunkte korrespondierend zu dem Zellenabstand einstellbar oder werden automatisch derart angepasst, um so ein Gefühl der Länge der Liste zu bekommen. In einer Tabelle kann ein Stop (Blockieren des Mausrades 804) bei Summen oder bestimmten wichtigen Ergebnissen erfolgen.
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Der Rasterabstand (Drehwinkel zwischen den Anschlagpunkten) verändert sich abhängig von der Position in der Datei. So kann die Navigation in einer Datei erleichtert werden. Beispielsweise wird der Abstand der Rasterung in der Nähe von bestimmten Positionen (neuer Abschnitt, Überschrift, Summen, Ende etc.) kleiner oder das Mausrad 804 lässt sich schwerer drehen und zeigt so an, dass man sich diesem Bereich nähert. Man weiß dadurch schon vor Erreichen dieser Position, dass man sich ihr nähert und nicht erst, wenn man darauf trifft. Besonders geeignet für Menschen mit Sehbehinderung.
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Wenn mehrere Personen an gleicher Datei arbeiten (z. B. in Word) können mit haptischer Rückmeldung Fehler vermieden werden, da Änderungen nicht mehr so schnell übersehen werden. Das Mausrad 804 stoppt bei Änderungen einer anderen Person, wenn man durch die Datei scrollt. Im Start-Menü eines Betriebssystems und z. B. Windows werden oft die meistverwendeten Programme als Kacheln weiter oben angezeigt. Mit dem adaptiven Mausrad 804 kann bei diesen Programmen gezielt bzw. stärker gebremst werden.
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Die Vorteile einer Computermaus 801 mit der erfindungsgemäßen bidirektionalen Kommunikation sind nachfolgend beispielhaft aufgeführt. Fehlermeldungen können haptisch angezeigt werden (durch beliebige Art von Rückmeldung, z. B. Vibration, Rattern). Es können Ereignisse angezeigt werden, z. B. Email-Eingang etc. Beim Anklicken eines Buttons/Links etc. erhält der Benutzer eine haptische Rückmeldung. Dadurch wird ein mehrfaches Öffnen eines Programms verhindert, wenn dieses nicht gleich öffnet, oder beim Senden einer Email etc.
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Die Erfindung kann auch als Lernhilfe eingesetzt werden, z. B. für neue Programme, Tutorials und Computer allgemein. Der Benutzer erhält haptische Rückmeldung, wenn im Tutorial etwas falsch bzw. richtig gemacht wird. Das erleichtert den Einstieg in neue Programme. Es lernt sich einfacher, wenn man Feedback in irgendeiner Form bekommt.
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Die Computermaus 801 kann lernfähig ausgebildet sein. Die Software merkt sich die Gewohnheiten des Benutzers und unterstützt beim Suchen durch Rasterung bzw. Stopps bei häufig benutzten Schaltflächen, Links etc. Eine Vibration kann als zusätzliche haptische Antwort vorgesehen sein.
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Die bidirektionale Kommunikation ist auch bei CAD-Programmen von Vorteil: Einfacheres Fangen durch haptisches Feedback bei Erreichen einer Kontur etc., Fehleranzeige bei unerlaubten Konstruktionen, z. B. wenn sich Flächen oder Konturen schneiden oder eine Bohrung zu tief geht oder dergleichen. Beim Einstellen von Werten stoppt das Eingaberad 803 beim Erreichen von Minimal- und Maximalwerten oder unerlaubten Werten etc. Beim Zoomen ist der Widerstand ist nicht derselbe beim Vergrößern wie beim Verkleinern. Auch bei CAD ist eine Lernhilfe durch haptisches Feedback vorteilhaft. Bei Bewegungen großer Teile mit der Maus 801, Joystick 805 etc. wirkt z. B. mehr Widerstand entgegen (erhöhte Verzögerung). Das Eingaberad 803 wird gebremst oder auch der Widerstand der Maus auf Oberfläche (z. B. durch Kugel an der Unterseite). So kann die Größe von Teilen gefühlt bzw. haptisch erfahren werden.
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Das Verfahren eignet sich besonders gut zur Anwendung bei Computerspielen bzw. Gaming. Der Widerstand vom Eingabeelement 802 und z. B. Mausrad 804 oder Joystick 805 ändert sich je nach Spielsituation. Beispielsweise beim Fahren von großen Fahrzeugen wird der Widerstand größer. Das Eingabegerät 800 kann durch das Verfahren besonders gut an reale Systeme angepasst werden (z. B. Joystick 805 eines Flugzeugs im Flugsimulator: Verschiedene Flugzeugtypen haben verschiedenen Widerstand im Joystick 805). Eine zusätzliche Antwort des Systems durch Vibrationen ist möglich. Bei einem Fußballspiel kann Widerstand der Steuerung zunehmen, wenn man im Ballbesitz ist. Bei einem Landwirtschaftssimulator kann sich die Verzögerung des Eingabeelements 802 je nach Untergrund verändern, z. B. Erde, Asphalt, Sand.
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Bei einem Autorennspiel kann mit einem Lenkrad mit haptischer Rückmeldung gespielt werden. Dabei stellt das Lenkrad das Eingabeelement 802 bereit. Es kann ein haptisches Daumenrad im Lenkrad angeordnet sein, um z. B. Radiosender zu wechseln. Die Steuerung wird je nach Untergrund geändert, besonders bei Verwendung mit Lenkrad möglich. Ein Gangwechsel ist mit Daumenrad oder Scrollrad möglich. Ein medium Ripple (Rattern) ist z. B. beim Fahren auf weichem Untergrund und ein hard Ripple beim Fahren auf hartem Untergrund und ein fine Ripple beim Scrollen oder auf Asphalt vorgesehen. Eine vollständige Blockierung (Fullstop) ist z. B. bei einem Unfall im Spiel möglich, sodass die Kollision spürbar wird. Solche Ausgestaltungen sind auch vorteilhaft bei Lernprogrammen für Fahrschulen.
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Durch die Anpassung der Bewegbarkeit des Eingabeelements 802 kann gezielt ein Handicap für gute Spieler (Gamer) eingestellt werden. Gute Spieler erhalten eine schwergängigere Maus, die Haptik arbeitet gegen den Spieler, damit er einen Nachteil gegenüber schlechteren Spielern hat. So kann auch das Können verschiedener Spieler aufeinander angepasst werden.
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Die Erfindung kann auch vorteilhaft bei Automobilen eingesetzt werden, beispielsweise als Daumenwalze am Lenkrad oder Dreh-Drücksteller. Mit haptischem Feedback lassen sich Radiosender gezielt verstellen oder die Lautstärke einstellen. Zum Umstellen der Uhr kann z. B. leichte Rasterung für jede Minute, stärkere Verzögerung bei fünf Minuten, noch mehr Verzögerung bei zehn Minuten usw.
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Die Erfindung bietet eine besonders intuitive Anwendung zur Vereinfachung der Bedienkomplexität. Z. B. kann bei einem Anruf die Daumenwalze zuerst zum Abnehmen oder Ablehnen des Anrufs verwendet werden. Hinauf drehen nimmt ab, hinab drehen legt auf oder umgekehrt. Angezeigt wird das durch z. B. mit LED beleuchteten Anzeigen (grün-Abnehmen: aufwärts; rot-Ablehnen: abwärts). Wenn der Benutzer den Anruf angenommen hat, kann während des Gesprächs die Lautstärke mit demselben Daumenrad verstellt werden. Die Bedienung erfolgt hierbei besonders einfach und intuitiv. Dazu wird mit änderbaren Anzeigen gearbeitet, entweder mit Displays (z. B. Oled-Display) oder durch Farbanzeige mit verschiedenfarbigen LEDs (Rot und Grün als bekannte Farben für ein-aus; etc.). Dadurch kann einfach die Funktion ohne Lesen einer Bedienungsanleitung verstanden werden.
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Mit dem Eingabegerät 800 sind Gangwechsel mit haptischem Drehknopf 803 oder Daumenwalze, Einstellung des Fahrmodus (Eco, Eco plus, Sport, etc.), Einstellung des Tempomats, Einstellung von Assistenzsystemen (z. B. Adaptive Cruise Control)möglich.
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Für eine schnellere Telefonbuchsuche kann vorgesehen sein, dass der Anfangsbuchstabe z. B. händisch am Touchpad gesucht wird oder durch Gestensteuerung oder durch Sprachbefehl eingegeben wird. Mit dem Eingaberad 803 bzw. Daumenrad wird dann gedreht und beim Erreichen des Buchstabens oder des Namens kommt ein kurzer Widerstand. Das ist vorteilhaft, da eine Sprachsteuerung oft nicht gleich den richtigen Namen versteht. Auch eine Gestensteuerung oder die Verwendung von Touchpad und Touchscreen führen oft zum falschen Buchstaben. Mit dem dem Eingaberad 803 wird sehr zielsicher der richtige Name erreicht. Mit zusätzlicher haptischer Hilfe ist die Suche einfacher und schneller, was besonders bei der Anwendung in Fahrzeugen wichtig ist, um nicht lange von der Fahrbahn abgelenkt zu werden.
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Auch bei medizinischen Anwendungen bietet die Erfindung Vorteile. Zum Beispiel bei der Steuerung von Robotern bei einer Operation (mit Joystick). Durch das haptische Feedback und z. B. die Blockade bestimmte Eingaben können z. B. ungünstige Schnitte mit dem Skalpell vermieden werden.
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Im Folgenden werden weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Anwendungen des Verfahrens beispielhaft vorgestellt. Das Eingaberad 83 lässt sich am Ende von Seiten, am Ende der Ansicht, beim Zoommaximum/Minimum, am Ende von Listen etc. schwerer drehen (stoppt). Es wird beim Aufsuchen verbotener Seiten gesperrt (z. B. als Kindersicherung im Internet). Die Rasterung des Eingaberades 803 ist ein- und ausschaltbar und die Stärke der Rasterung veränderbar. Die Rasterweite kann der Benutzer beliebig einstellen. Ordner- und Dateigrößen werden durch mehr Widerstand beim Verschieben angezeigt. Beim Durchscrollen von Ordnern ist der Widerstand größer bei großen Ordnern, kleiner bei kleinen und einzelnen Dateien. Für sehbehinderte Personen ist haptisches Feedback von großem Vorteil (wenn der Mauszeiger nicht mehr gut gesehen wird, weil dieser zu klein ist). Das Mausrad 804 kann ihr Scrollverhalten verändern, wenn sich der Cursor einem gewünschten (favorisierten) Punkt nähert (oder fixen Punkten, in konstantem Abstand etc.).
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Bei Unterhaltungsmedien kann das Mausrad 804 stoppen beim Vor- und Rückspulen von Filmen, Liedern etc. alle fünf Minuten, bei jeder neuen Szene, am Anfang des nächsten Liedes, in Playlists bei oft gehörten Liedern usw. Der Widerstand ändert sich beim Verstellen der Lautstärke. Bei Lautstärke 0 stoppt das Rad und wenn ein zu hoher Pegel erreicht wird, bei dem die Gefahr von Hörschäden besteht, geht das Mausrad 804 schwer oder blockiert. Selbiges gilt für die Einstellung Bildschirmhelligkeit. Bei bevorzugter Bildschirmhelligkeit ist ein kurzer Widerstand zu spüren.
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Alternativ kann an der Tastatur ein haptisches Eingaberad 803 angeordnet sein, damit durch Seiten und Dokumente etc. schnell gescrollt werden kann, ohne die Hand von der Tastatur nehmen zu müssen. Es kann sowohl ein Drehknopf als auch ein Scrollrad oder Daumenrad sein. Gesteuert werden diese insbesondere durch ein Keillager mit axialer Spule, oder durch das klassische Keillager. Durchswitchen durch Apps mit höherem Widerstand bei bevorzugten Apps.
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Die Eingabe von Musiknoten in Notensatzprogramme kann erheblich erleichtert werden. Das Rad rastert bei jeder Notenlinie. Der Widerstand ist bei tiefen Tönen groß und wird geringer bei höheren Tönen, so wird die Tonhöhe am Mausrad 804 gefühlt und man weiß wo man sich auf der Notenzeile befindet.
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Bei Zeichen-Programmen kann sich bei Veränderung der Einstellungen der Widerstand ändern. Z. B. wird die Strichdicke mit dem Mausrad 804 vergrößert, dabei steigt der Widerstand bzw. die Verzögerung an. Oder beim Zoomen ist der Widerstand beim Vergrößern der Ansicht größer als beim Verkleinern.
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Bei einer Google-Suche wird das Scrollen wird immer schwerer, je weiter man sich von der ursprünglichen Suchanfrage entfernt. So merkt man, wenn man sich bei unwahrscheinlichen Treffern befindet.
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Beim Programmieren kann sich das Raster der Syntax der Programmiersprache anpassen. So wird die Drehbarkeit z. B. bei Schleifenanfang und -ende kurz blockiert bzw. es gibt einen kurzen Widerstand.
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Bei E-Mail-Programmen kann das Mausrad 804 bei bei jeder ungeöffneten Mail, bei Mails mit Anhang, bei Mails auf die geantwortet wurde, bei Mails mit höherer Priorität usw. gestoppt bzw. verzögert werden.
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Die Modi sind insbesondere programmierbar, so dass jeder Anwender seine eigenen Ideen umsetzen kann. Dazu kann ein einfaches App zum Anpassen individueller haptischer Rückmeldungen implementiert sein.
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Vorzugsweise ist eine Stärke der Verzögerung des Eingaberades 803 durch Drücken des Eingaberades 803 einstellbar. Wird das Eingaberades 803 gedrückt, gelangt man in ein Menü, um die Stärke des Widerstandes einstellen zu können.
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Das Eingaberades 803 bzw. Scrollrad kann auch Anwendung an Mobiltelefonen oder anderen mobilen Geräten finden. So kann z. B. die Lautstärke am Handy verändert werden, ohne dass man auf den Touchscreen schauen muss. Das Eingabegerät 800 kann auch extern an mobile Geräte angeschlossen werden und z. B. als Controller an einer tragbaren Spielekonsole.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremseinrichtung
- 2
- Achseinheit
- 3
- Drehkörper
- 4
- Bremseinrichtung
- 5
- Sensoreinrichtung
- 6
- Keillagereinrichtung ()
- 7
- Dichtungseinrichtung
- 8
- Wandung
- 9
- Abschirmeinrichtung
- 11
- Anschlussleitung
- 12
- Bohrung
- 13
- Aufnahmeraum
- 14
- Anbindung
- 15
- Magnetringeinheit
- 17
- Dichtungseinheit
- 19
- Abschirmkörper
- 21
- Kern
- 22
- Lagereinrichtung
- 23
- Fingerwalze
- 24
- Spuleneinheit
- 25
- Magnetfeldsensor
- 27
- Dichtteil
- 29
- Trenneinheit
- 33
- Zusatzteil
- 34
- Medium
- 35
- Leiterplatte
- 37
- Dichtteil
- 39
- Entkopplungseinrichtung
- 44
- Bremskörper
- 45
- Signalleitung
- 50
- Konsole
- 800
- Eingabegerät
- 801
- Computermaus
- 802
- Eingabeelement
- 803
- Eingaberad
- 804
- Mausrad
- 805
- Joystick
- 806
- Bedienknopf
- 807
- Daumenwalze
- 808
- Gamepad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017111031 A1 [0039]