DE102021118382A1 - New input device - Google Patents
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Abstract
Eingabegerät (1) zur Bedienung mit Fingern (2) eines Bedieners aufweisend mindestens zwei berührungsempfindliche und drucksensible Bildschirmmodule (3), die jeweils eine positionsgenaue Erkennung einer Berührung durch den Finger (2) des Bedieners ermöglichen und für die Anzeige von grafischen Interfacelayouts (4) eingerichtet sind, wobei die berührungsempfindlichen und drucksensiblen Bildschirmmodule (3) jeweils mit mindestens einem Vibrationsmotor (5) ausgeführt sind, wobei das Eingabegerät (1) dazu eingerichtet ist bei einer Berührung des jeweiligen Bildschirmmoduls (3) mit einem Finger (2) des Bedieners ein haptisches Feedback zu bieten Input device (1) for operation with the fingers (2) of an operator, having at least two touch-sensitive and pressure-sensitive screen modules (3), each of which enables precise position detection of a touch by the operator's finger (2) and for displaying graphical interface layouts (4) are set up, wherein the touch-sensitive and pressure-sensitive screen modules (3) are each designed with at least one vibration motor (5), the input device (1) being set up for this purpose when the respective screen module (3) is touched with a finger (2) of the operator to provide haptic feedback
Description
Technischer HintergrundTechnical background
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Eingabegerät, welches beispielsweise für einen Personalcomputer eingesetzt werden kann und welches insbesondere dazu geeignet ist die üblichen, weit verbreiteten Eingabegeräte Tastatur und Maus zu ersetzen, miteinander zu einem Eingabegerät zu verschmelzen oder zumindest eines dieser Geräte (Tastatur oder Maus) zu ersetzen, um eine verbesserte Bedienbarkeit zu erreichen.The invention relates to a new type of input device which can be used, for example, for a personal computer and which is particularly suitable for replacing the usual, widespread input devices, keyboard and mouse, for merging them into one input device, or for at least one of these devices (keyboard or mouse). replace to improve usability.
Grundsätzlich erfolgt die Bedienung eines Personalcomputers (ob Desktop-Gerät oder Notebook) heute überwiegend mit Tastatur und Maus, wobei insbesondere bei Notebooks die Maus häufig durch ein sogenanntes Touchpad oder einen Steuerstick substituiert wird.Basically, a personal computer (whether desktop device or notebook) is operated today predominantly with a keyboard and mouse, with the mouse often being substituted by a so-called touchpad or a control stick, particularly in the case of notebooks.
Bei dieser Bedienung besteht häufig die Problematik, dass eine umfangreiche Bewegung der Hand des Bedieners zum Wechsel zwischen Tastatur und Maus bzw. Touchpad erforderlich ist.With this type of operation, there is often the problem that extensive movement of the operator's hand is required to switch between keyboard and mouse or touchpad.
Die Tastatur ist eine der universellsten Peripheriekomponenten für Desktop- und Laptop-Computer, und doch basiert sie auf dem QWERTY-System, das bis in die 1870er Jahre zurückreicht. Sie ist wohl der älteste Teil der heute verwendeten Desktop- und Laptop-Computer. Die Verwendung von Tastaturen ist bei Textverarbeitung, Web-Browsing, Multimedia-Streaming und Gaming allgegenwärtig. Jedoch ist das Design des QWERTY-Layouts nicht auf die Ergonomischen Anforderungen moderner Ansprüche optimiert. Aus der Schrift
Die statische Darstellung der Tasten auf der Tastatur limitiert allerdings die Anwendungsbereiche der Tastatur und deren intuitive Benutzung. Aus der
Es sind auch sogenannte virtuelle Tastaturen beschrieben worden. Virtuelle Tastaturen nach dem Stand der Technik projizieren auf Oberflächen und werden wahrscheinlich nie zur „bevorzugten“ Tastatur für Benutzer. Virtuelle Tastaturen haben ein futuristisches Aussehen und können anstelle von Tastaturen für kurze Sitzungen verwendet werden, aber für den „normalen“ oder „schweren“ Computerbenutzer fehlen der virtuellen Tastatur das Haptische und Taktile und viele weitere Funktionen. ein Höchstmaß an Kontrolle und Präzision bei der Texteingabe ist aufgrund der Taktilität nur mit einem physischen Gerät möglich.So-called virtual keyboards have also been described. State-of-the-art virtual keyboards project onto surfaces and will likely never become the "preferred" keyboard for users. Virtual keyboards have a futuristic look and can be used instead of keyboards for short sessions, but for the “normal” or “heavy” computer user, the virtual keyboard lacks the haptic and tactile and many more features. a maximum of control and precision when entering text is only possible with a physical device due to the tactility.
Manche Forschungskonzepte untersuchen und zeigen eine mechanische Tastatur, die in der Lage ist, reichhaltige und ausdrucksstarke Bewegungsgesten zu erfassen, die sowohl auf als auch direkt über dem Gerät ausgeführt werden. Ein weiteres Papier hat Tastaturen mit Gestensensorik untersucht und Funktionstasten in Gesten einzelner Tasten integriert. Jedoch sind diese Gesten auf der Oberfläche im zweidimensionalen limitiert und sind durch mangelnde taktile Oberfläche oder haptischem Feedback nicht blind zu bedienen.Some research concepts examine and demonstrate a mechanical keyboard capable of capturing rich and expressive motion gestures performed both on and directly above the device. Another paper examined keyboards with gesture sensors and integrated function keys into gestures of individual keys. However, these gestures are limited on the two-dimensional surface and cannot be operated blindly due to the lack of a tactile surface or haptic feedback.
Mechanische Tastaturen können den Benutzern eine taktile Rückmeldung geben, wenn die Tasten auf den Tastaturen gedrückt werden. Die Benutzer können anhand der taktilen Rückmeldung erkennen, ob die Taste gedrückt ist. Allerdings sind die mechanischen Tastaturen sehr sperrig und erlaube nur wenige Formen der Interaktion (keine Gesten). Zumindest aus diesem Grund wurden die neuartigen elektronischen Handgeräte z. B. mit Touch-Tastaturen versehen, da die Touch-Tastaturen im Vergleich zu den mechanischen Tastaturen sehr dünn sind. Allerdings bieten die Touch-Tastaturen keine taktile Rückmeldung für die Benutzer. Dementsprechend können die Benutzer in Ermangelung einer taktilen Rückmeldung nicht wissen, ob sie die Tasten tatsächlich gedrückt haben. Um den Anwendern dennoch ein Feedback zu geben, werden alternativ akustische oder optische Signale als Rückmeldung erzeugt. Viele Benutzer bevorzugen jedoch eine direkte taktile Rückmeldung anstelle eines akustischen oder optischen Signals. Es ist auch bekannt, dass der Mensch auf optische und akustische Reize langsamer reagiert als auf taktile Reize. Aus der
Einige Eingabegeräte sind auch in der Lage, neben der Positionsinformation auch die auf eine Abtastfläche ausgeübte Kraft zu erkennen und zu bestimmen. Aus der
Bei Tastaturen kann das Layout (die Belegung der einzelnen Tasten) per Software angepasst werden, jedoch ist die Änderung der Funktionalität nur bei Tastaturen mit Bildschirmen zu sehen bzw. bei virtuellen Tastaturen, die auf Bildschirmen dargestellt sind. Aus der
Das hier beschriebene neuartige Eingabegerät offenbart eine neue Lösung, die insbesondere im Hinblick auf die Notwendigkeit der Bewegung des Benutzers zum Wechsel zwischen verschiedenen Bedienarten ermöglicht. Das hier beschriebene neuartige Eingabegerät bildet neben der klassischen Tastatur und dem Touchscreen eine neue Form von Eingabegerät, das sich visuell anpasst, lokales haptisches Feedback bietet, und durch die Kombination von Touch- und Druckbedienungen eine neue Klasse an Bedienaktionen ermöglicht.The novel input device described here discloses a new solution that allows the user to switch between different operating modes, particularly with regard to the need for movement. In addition to the classic keyboard and the touchscreen, the novel input device described here is a new form of input device that adapts visually, offers local haptic feedback, and enables a new class of operating actions through the combination of touch and pressure controls.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Hier beschrieben wird Eingabegerät zur Bedienung mit Fingern eines Bedieners aufweisend mindestens zwei berührungsempfindliche und drucksensible Bildschirmmodule, die jeweils eine positionsgenaue Erkennung einer Berührung durch den Finger des Bedieners ermöglichen und für die Anzeige von grafischen Interfacelayouts eingerichtet sind, wobei die berührungsempfindlichen und drucksensiblen Bildschirmmodule jeweils mit mindestens einem Vibrationsmotor ausgeführt sind, wobei das Eingabegerät dazu eingerichtet ist bei einer Berührung des jeweiligen Bildschirmmoduls mit einem Finger des Bedieners ein haptisches Feedback zu bieten.Described here is an input device for operation with an operator's fingers, having at least two touch-sensitive and pressure-sensitive screen modules, each of which enables precise detection of a touch by the operator's finger and is set up for the display of graphical interface layouts, the touch-sensitive and pressure-sensitive screen modules each having at least a vibration motor, the input device being set up to provide haptic feedback when the respective screen module is touched with a finger of the operator.
Die berührungsempfindlichen und drucksensiblen Bildschirmmodule des hier beschriebenen Eingabegeräts weisen ein lokales individuelles haptisches Feedback und Drucksensibilität zur Bedienung durch Wischbewegungen und Tippen durch Touch-Bedienung und Druckbewegungen auf. Das Eingabegerät weist eine Aufteilung der Bildschirmmodule zur getrennten Interaktion und zur getrennten taktilen und haptischen Bedienung und Feedback innerhalb eines Gerätes auf. Ein wesentliches Merkmal des hier beschriebenen Eingabegerätes ist, dass mindestens zwei, bevorzugt jedoch mehr und ganz besonders bevorzugt fünf berührungsempfindliche und drucksensible Bildschirmmodule vorgesehen sind, die jeweils einzelnen Fingern einer Hand eines Bedieners zugeordnet sind. Jedes Bildschirmmodul ermöglicht die positionsgenaue Erkennung einer Berührung und jedes Bildschirmmodul weist einen eigenen Drucksensor und Vibrationsmotor auf. Es ist eine dem hier beschriebenen Eingabegerät zu Grunde liegende Erkenntnis, dass die Zuordnung jeweils eines Bildschirmmoduls mit eigener Erkennung der Berührung, eigener Erkennung des Drucks und eigenem Vibrationsmotor (beides unabhängig von der Berührungserkennung, Druckerkennung und den Vibrationsmotoren weiterer Bildschirmmodule des Eingabegeräts), wesentliche Verbesserungen bei der Bereitstellung der Bedienererfahrung bietet, welche der Bedienererfahrung bei der Bedienung einer normalen Tastatur ähnlich ist. Das Eingabegerät weist daher insbesondere eine Einteilung in getrennte Bildschirmmodule (jeweils mit eigener Berührungserkennung, Druckerkennung und eigenen Vibrationsmotoren) auf. Dann erfolgt eine Zuordnung jedes Fingers zu einem individuellen Bildschirmmodul. Vibrationen können völlig unabhängig voneinander für jeden Finger individuell und teilweise auch zeitgleich oder zeitlich überlappend ausgeführt werden. Dies ermöglicht es die Nutzererfahrung erheblich zu verbessern.The touch-sensitive and pressure-sensitive screen modules of the input device described here have local individual haptic feedback and pressure sensitivity for operation by swiping and typing by touch operation and pressure movements. The input device has a division of the screen modules for separate interaction and for separate tactile and haptic operation and feedback within one device. An essential feature of the input device described here is that at least two, but preferably more and very particularly preferably five, touch-sensitive and pressure-sensitive screen modules are provided, which are each assigned to individual fingers of an operator's hand. Each screen module enables position-accurate detection of a touch and each screen module has its own pressure sensor and vibration motor. It is a finding underlying the input device described here that the assignment of a screen module with its own touch detection, its own pressure detection and its own vibration motor (both independent of the touch detection, pressure detection and the vibration motors of other screen modules of the input device), significant improvements in providing the user experience that is similar to the user experience when operating a regular keyboard. The input device is therefore divided into separate screen modules (each with its own touch recognition, pressure recognition and vibration motors). Each finger is then assigned to an individual screen module. Vibrations can be carried out completely independently of each other for each finger individually and sometimes simultaneously or overlapping in time. This enables the user experience to be significantly improved.
Bevorzugt weist das Eingabegerät trotzdem eine für den Bediener einheitliche Oberfläche auf. Bevorzugt erstreckt sich diese einheitliche Oberfläche über mehrere Bildschirmmodule hinweg. Dabei ist es möglich, dass an einem Übergangsbereich zwischen den Bildschirmmodulen (kleine) Unterbrechungen der Oberfläche vorhanden sind, die beispielsweise als eine Art (schmaler) Spalt zwischen zwei aneinander angrenzenden Bildschirmmodulen ausgeführt sind. Über solche Unterbrechungen kann der Bediener aber mit dem Finger hinweg streichen und so in einer Streichbewegung von einem Bildschirmmodul des Eingabegeräts hin zu einem weiteren (benachbarten/angrenzenden) Bildschirmmodul des Eingabegerätes wechseln.Nevertheless, the input device preferably has a uniform surface for the operator. This uniform surface preferably extends over several screen modules. It is possible that there are (small) interruptions in the surface in a transition area between the screen modules, which for example as a type of (narrow) gap between two adjacent screen modules are executed. However, the operator can swipe his finger across such interruptions and thus switch from one screen module of the input device to another (neighboring/adjacent) screen module of the input device in one swipe movement.
Das Eingabegerät weist bevorzugt Sensorik zur Nutzung mehrerer Bedienungsaktionen wie Berühren, Klicken, Drücken, Wischen, Tippen, und Trommeln auf. Der Vibrationsmotor und das drucksensible Bildschirmmodul weisen wesentliche Elemente zum Ermöglichen der Erkennung dieser Bedienungsaktionen auf, um dem Bediener ein Feedback zu liefern, welches diesen Bedienaktionen entspricht bzw. vom Bediener als geeignete/nachvollziehbare Reaktion auf die jeweilige Bedienaktion wahrgenommen wird. Das Eingabegerät weist Bildschirmmodule zur grafischen Anzeige von Interfacelayout auf. Interfacelayouts weisen bevorzugt ein oder mehrere Bedienelement auf, die auf den Bildschirmmodulen dynamisch dargestellt werden können. Interfacelayouts weisen Bedienelementen wie Symbole, Zahlen, Buchstaben, Indikatoren, Touchpads, Schieberegler, Drumpads, und Joysticks auf.The input device preferably has sensors for using multiple operating actions such as touching, clicking, pressing, swiping, typing and drumming. The vibration motor and the pressure-sensitive screen module have essential elements for enabling these operating actions to be recognized in order to provide the operator with feedback which corresponds to these operating actions or is perceived by the operator as a suitable/comprehensible reaction to the respective operating action. The input device has screen modules for graphically displaying the interface layout. Interface layouts preferably have one or more control elements that can be displayed dynamically on the screen modules. Interface layouts feature controls such as symbols, numbers, letters, indicators, touchpads, sliders, drum pads, and joysticks.
Das Eingabegerät ist zur positionsgenauen Erkennung von Berührungen als ein Touchscreen eingerichtet. Bevorzugt hat das Bildschirmmodul zu diesem Zweck eine Bildschirmschicht, die touchfähig und besonders bevorzugt multitouch-fähig ist. Mit dem Begriff „touchfähig“ ist hier gemeint, dass die Bildschirmschicht eine Berührung erkennen kann und dabei auch festgestellt werden kann, wo diese Berührung stattgefunden hat. So kann erkannt werden, ob ein Bediener mit einem Finger eine bestimmte Position des Bildschirmmoduls berührt. Ggf. kann so auch erkannt werden, wie sich die Position ändert, an der der Finger des Bedieners das Bildschirmmodul berührt (Bewegung im zweidimensionalen Bereich auf der Oberfläche). Mit dem Begriff „multitouch-fähig“ ist gemeint, dass die Bildschirmschicht mehrere Berührungen mit mehreren Fingern gleichzeitig erkennen kann und jeweils auch festgestellt werden kann, wo die Berührungen stattgefunden haben. Eine multitouch-fähige Bildschirmschicht ermöglicht auch komplexere Bedienungen auf einem einzelnen Bildschirmmodul. Besonders bevorzugt ist das Bildschirmmodul (und insbesondere die im Bildschirmmodul eingerichtete Bildschirmschicht) zur Bedienung durch Berührungsgesten ausgebildet. Das Eingabegerät bzw. jedes einzelne Bildschirmmodul des Eingabegeräts weist eine Drucksensibilität zur Bedienung durch Druckgesten auf. Die Drucksensibilität ist insbesondere so eingerichtet, dass die Stärke des mit einem Finger ausgeübten Drucks auf die Oberfläche des Bildschirmmoduls erkannt und damit auch ausgewertet werden kann. Das Eingabegerät bzw. jedes einzelne Bildschirmmodul des Eingabegeräts weist also Sensorik zur Unterscheidung unterschiedlicher Druckbewegungen und Druckstärken der Finger des Bedieners auf den berührungsempfindlichen Bildschirmmodulen auf. Das Eingabegerät bzw. jedes einzelne Bildschirmmodul des Eingabegeräts weist eine Vibrationsfunktion zur Bedienung mit dynamischem haptischem Feedback zur Nachahmung eines realistischen Klick-Gefühls auf. Das Eingabegerät weist lokales dynamisches Vibrationsfeedback zum blinden Tippen auch in ergänzter Realität auf. Die Vibrationsfunktion ist mit mindestens einen Vibrationsmotor realisiert. Der mindestens eine Vibrationsmotor ist bevorzugt so eingerichtet, dass dieser eine Vibration mit einer Bewegungsamplitude in Richtung einer Berührungsoberfläche des Bildschirmmoduls (X-Richtung oder Y-Richtung) erzeugen kann.The input device is set up as a touchscreen for the precise detection of touches. For this purpose, the screen module preferably has a screen layer that is touch-capable and particularly preferably multi-touch-capable. The term "touch-enabled" here means that the screen layer can recognize a touch and can also determine where this touch took place. In this way it can be recognized whether an operator is touching a specific position of the screen module with a finger. If necessary, it can also be recognized in this way how the position changes at which the operator's finger touches the screen module (movement in the two-dimensional area on the surface). The term "multi-touch capable" means that the screen layer can recognize multiple touches with multiple fingers at the same time and can also determine where the touches took place. A multi-touch screen layer also enables more complex operations on a single screen module. The screen module (and in particular the screen layer set up in the screen module) is particularly preferably designed for operation by touch gestures. The input device or each individual screen module of the input device has a pressure sensitivity for operation using pressure gestures. The pressure sensitivity is set up in particular in such a way that the strength of the pressure exerted with a finger on the surface of the screen module can be recognized and thus also evaluated. The input device or each individual screen module of the input device thus has sensors for differentiating different pressure movements and pressure levels of the operator's fingers on the touch-sensitive screen modules. The input device or each individual screen module of the input device has a vibration function for operation with dynamic haptic feedback to mimic a realistic click feeling. The input device also features local dynamic vibration feedback for blind typing in augmented reality. The vibration function is realized with at least one vibration motor. The at least one vibration motor is preferably set up in such a way that it can generate a vibration with a movement amplitude in the direction of a touch surface of the screen module (X direction or Y direction).
Die Darstellung von Bedienelementen bzw. Interfacelayouts auf den Bildschirmmodulen und die Steuerung zur Auswertung von Berührungen der Bildschirmmodule sind bevorzugt aufeinander abgestimmt. Das Eingabegerät ist dazu eingerichtet Berührungen des Bedieners so auszuwerten wie dies dem Bediener durch die Darstellung der Bedienelemente bzw. der Interfacelayouts angezeigt wird.The display of operating elements or interface layouts on the screen modules and the control for evaluating touches on the screen modules are preferably coordinated with one another. The input device is set up to evaluate touches by the operator as indicated to the operator by the display of the control elements or the interface layout.
Das Eingabegerät kann mit verschiedenen Bedienungsaktionen mit einem bis mehreren Fingern bedient werden. Mit einer Bedienaktion ist immer ein bestimmter Ablauf von Berührungen der Bildschirmmodule des Eingabegeräts gemeint, welcher mit der Sensorik erkannt und von Software ausgewertet wird, um bestimmte Steuerbefehle auszulösen. Bedienungsaktionen finden durch Berührungen der Bildschirmmodule bspw. der Berührungsoberflächen der Bildschirmmodule statt und können unterschiedlich ausgeprägt, sein. Es können leichte Berührungen mit einem Druck von 50 Gramm erfolgen. Es können starke Berührungen mit einem Druck von 120 Gramm erfolgen. Bedienungsaktionen zur Bedienung des Eingabegerätes können beispielsweise auch Bewegungsprofile wie Mausbewegungen, 2-bis-4 Finger-Gesten, und Pinch-to-Zoom oder ähnliches umfassen. Bedienungsaktionen können aneinandergereiht werden und in eine neue Bedienungsaktion resultieren. Z.B.: doppelte Berührung, Doppelklick; Berühren oder Bewegen beim Loslassen nach einem leicht/starkem Drücken. Das Eingabegerät kann dazu eingerichtet sein schlag-empfindlich zu reagieren. Bei einer Schlagempfindlichkeit wird nicht nur der auftretende Druck (bspw. 50 Gramm oder 120 Gramm) bei einer Berührung erkannt, sondern zusätzlich auch die Steigung des Druckanstiegs bei der Schlagbewegung bspw. in der Einheit [Gramm/Sekunde]. Bedienungsaktionen können auch unterschiedlich ausgewertet werden je nach Länge der Bedienungsaktion z.B.: Kurzes vs. langes Halten.The input device can be operated with one or more fingers using various operating actions. An operator action always refers to a specific sequence of touches on the screen modules of the input device, which is recognized by the sensors and evaluated by the software in order to trigger specific control commands. Operating actions take place by touching the screen modules, for example the touch surfaces of the screen modules, and can have different characteristics. Light touches can be made with a pressure of 50 grams. Strong touches can be made with a pressure of 120 grams. Operating actions for operating the input device can, for example, also include movement profiles such as mouse movements, 2- to 4-finger gestures, and pinch-to-zoom or the like. Service actions can be chained together and result in a new service action. E.g.: double touch, double click; Touch or move when released after a light/strong press. The input device can be set up to react in an impact-sensitive manner. In the case of impact sensitivity, not only is the pressure (e.g. 50 grams or 120 grams) that occurs when touched recognized, but also the slope of the pressure increase during the impact movement, e.g. in the unit [grams/second]. Operating actions can also be evaluated differently depending on the length of the operating action, e.g. short vs. long hold.
Bevorzugt ist, wenn eine Berührungsoberfläche jedes berührungsempfindlichen Bildschirmmoduls jeweils in mindestens zwei Tastbereiche unterteilt ist, wobei die Berührungsoberfläche zur Ausbildung der Tastbereiche eine für die Finger des Bedieners ertastbare Orientierungsstruktur aufweist.It is preferred if a touch surface of each touch-sensitive screen module is divided into at least two tactile areas, with the touch surface having an orientation structure that can be felt by the operator's fingers to form the tactile areas.
Die ertastbare Orientierungsstruktur ist insbesondere haptisch ertastbar. Die ertastbare Orientierungsstruktur kann beispielsweise dadurch gebildet sein, dass in jedem der mindestens zwei Tastbereiche jeweils eine eingewölbte Delle angeordnet ist, die den Fingern eines Bedieners eine haptische Orientierung auf der Berührungsoberfläche des berührungsempfindlichen Bildschirmmoduls bietet. Die Gesamtheit der Dellen in jedem Tastbereich bildet hier also die ertastbare Orientierungsstruktur. Dies ist eine erste Möglichkeit die ertastbare Orientierungsstruktur auszubilden. In weiteren Ausführungsvarianten kann die ertastbare Orientierungsstruktur beispielsweise auch mit Rillen, Erhebungen oder ähnlichen Strukturmerkmalen der Berührungsoberfläche ausgebildet sind.The orientation structure that can be felt can be felt, in particular, haptically. The tactile orientation structure can be formed, for example, by arranging a concave dent in each of the at least two tactile areas, which offers the fingers of an operator a haptic orientation on the touch surface of the touch-sensitive screen module. The entirety of the dents in each tactile area thus forms the tactile orientation structure here. This is a first possibility of forming the tactile orientation structure. In further embodiment variants, the tactile orientation structure can also be formed, for example, with grooves, elevations or similar structural features of the touch surface.
Bei üblichen Tastaturen sind die Tasten verschiedener Tastenreihen immer leicht versetzt zueinander angeordnet. Dieses Layout ist historisch so entstanden, weil es bei Schreibmaschinen aufgrund der Mechanik vorteilhaft war. Bei dem hier beschriebenen Eingabegerät ist es bevorzugt, wenn die einzelnen Tastbereiche auf den Bildschirmmodulen jeweils in Reihen und Spalten angeordnet sind, die in beiden Richtungen (X-Richtung und Y-Richtung) zueinander ausgerichtet und nicht versetzt sind. Das Eingabegerät weist also bevorzugt begradigte, bzw. orthogonale Tastbereichsspalten auf. Dies dient bevorzugt zur Schaffung eines übersichtlicheren physischen Layouts und symmetrischer Bewegung zwischen der linken und rechten Hand.On conventional keyboards, the keys in different rows of keys are always slightly offset from one another. Historically, this layout came about because it was mechanically advantageous for typewriters. In the input device described here, it is preferred if the individual touch areas on the screen modules are each arranged in rows and columns that are aligned with one another in both directions (X direction and Y direction) and are not offset. The input device therefore preferably has straightened or orthogonal touch area columns. This is primarily for creating a cleaner physical layout and symmetrical movement between the left and right hands.
Bevorzugt weist die Berührungsoberfläche des Eingabegerätes zwischen eingewölbten Dellen benachbarter Tastbereiche jeweils Erhebungen auf. Solche Erhebungen bilden dann bevorzugt ebenfalls die ertastbare Orientierungsstruktur. Die Erhebungen bilden bevorzugt für den Bediener haptisch erfassbare Begrenzungen der jeweiligen Tastbereiche. Die Dellen bzw. die Erhebungen sind für den Bediener beim Darüberstreichen mit dem Finger wahrnehmbar, behindern ihn aber in der Bewegung nicht. Die Dellen sind tief genug, um den Fingern des Bedieners beim blinden Tippen eine Orientierung zu geben und flach genug, um auf der Multitouch-fähigen Oberfläche bequem Gesten auszuführen zu können, bei welchen der Bediener über die Grenzen der einzelnen Tastbereiche hinweg streicht und dabei gegebenenfalls einen Druck auf das Bildschirmmodul ausübt bzw. eine Berührung ausübt, die von dem Bildschirmmodul wahrgenommen werden kann. Zum Erkennen einer Berührung ist üblicherweise kein Druck erforderlich. Vielmehr ist die Anwesenheit eines Fingers des Bedieners bei einer Berührung bevorzugt druckunabhängig wahrnehmbar.The touch surface of the input device preferably has elevations between arched indentations of adjacent touch areas. Such elevations then preferably also form the tactile orientation structure. The elevations preferably form boundaries of the respective tactile areas that can be haptically detected by the operator. The dents or elevations are perceptible to the operator when running his finger over them, but do not impede his movement. The dimples are deep enough to guide the operator's fingers when typing blindly and shallow enough to comfortably perform gestures on the multi-touch-enabled surface, with the operator swiping across the boundaries of each tactile area as needed exerts a pressure on the screen module or exerts a touch that can be perceived by the screen module. No pressure is usually required to detect a touch. Rather, the presence of a finger of the operator when touched can preferably be perceived independently of the pressure.
Außerdem bevorzugt ist, wenn zur Bedienung mit Zeigefinger, Mittelfinger, Ringfinger und kleinem Finger eine erste Gruppe von berührungsempfindliches Bildschirmmodulen vorgesehen ist, die in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind und unterhalb ein weiteres berührungsempfindliches Bildschirmmodul zur Bedienung mit dem Daumen angeordnet ist.It is also preferred if a first group of touch-sensitive screen modules is provided for operation with the index finger, middle finger, ring finger and little finger, which are arranged in a row next to one another and a further touch-sensitive screen module is arranged below for operation with the thumb.
Darüber hinaus bevorzugt ist, wenn die berührungsempfindlichen Bildschirmmodule der ersten Gruppe jeweils mindestens drei übereinander angeordnete Reihen von Tastbereichen aufweisen.In addition, it is preferred if the touch-sensitive screen modules of the first group each have at least three rows of touch areas arranged one above the other.
Die Tastbereiche der Bildschirmmodule übernehmen die Rolle der Tasten der klassischen Tastatur. Bildschirmmodule mit bis zu sechs Tastbereichen fassen separate Tasten der klassischen Tastatur zusammen.The tactile areas of the screen modules assume the role of the keys of the classic keyboard. Screen modules with up to six key areas combine separate keys on the classic keyboard.
In diesem Zusammenhang ist auch bevorzugt, wenn die erste Gruppe genau vier berührungsempfindliche Bildschirmmodule umfasst, wobei jedem der Finger Zeigefinger, Mittelfinger, Ringfinger und kleiner Finger genau ein berührungsempfindliches Bildschirmmodul zugeordnet bzw. zuordenbar ist, wobei die berührungsempfindlichen Bildschirmmodule für Zeigefinger und kleinen Finger jeweils zwei Spalten nebeneinander angeordneter Tastbereiche und die berührungsempfindlichen Bildschirmmodule für Ringfinger und Mittelfinger jeweils genau eine Spalte nebeneinander angeordneter Tastbereiche aufweisen.In this context, it is also preferred if the first group comprises exactly four touch-sensitive screen modules, with each of the fingers index finger, middle finger, ring finger and little finger being assigned or assignable to exactly one touch-sensitive screen module, with the touch-sensitive screen modules for the index finger and little finger two each Columns of juxtaposed touch areas and the touch-sensitive screen modules for the ring finger and middle finger each have exactly one column of juxtaposed touch areas.
Auf den berührungsempfindlichen Bildschirmmodulen können relevante Bedienelemente direkt unter einem Finger eingeblendet werden, mit dem die Bedienung dieser Bedienelemente erfolgen soll. Bevorzugt ist eine Ruhestellung von Fingerpositionen auf den Bildschirmmodulen vorgesehen, die jeweils einen Tastbereich der Finger definiert. Diese Ruhestellungen von Fingerpositionen bilden bevorzugt eine sogenannte „Homerow“ - eine Reihe von Fingerpositionen, für Zeigefinger, Mittelfinger, Ringfinger und kleinen Finger. Die Größe und Position der Bildschirmmodule und Tastbereiche zueinander ist bevorzugt so festgelegt, dass ausgehend von einer der Fingerpositionen in der „Homerow“ sich weitere Tastbereiche des jeweiligen Bildschirmmoduls in der Reichweite der Finger befinden und eine gute Mobilität der Finger hin zu diesen weiteren Tastbereichen besteht. Die Bildschirmmodule für Mittelfinger und Ringfinger weisen eine Breite von einem Tastbereich auf, da diese eine geringere Mobilität haben. Die Bildschirmmodule für den Zeigefinger und kleinen Finger weisen eine Breite von zwei Tastbereichen auf, da diese beiden Finger eine größere Flexibilität haben. Bevorzugt liegt bei den Bildschimodulen für den Zeigefinger und den kleinen Finger neben der Spalte von Tastbereichen mit der Fingerposition in der „Homerow“ jeweils noch eine weiter außen liegende Spalte von Tastbereichen.On the touch-sensitive screen modules, relevant operating elements can be displayed directly under a finger with which these operating elements are to be operated. A resting position of finger positions on the screen modules is preferably provided, which in each case defines a touch area of the fingers. These resting finger positions preferably form a so-called "Homerow" - a series of finger positions for the index finger, middle finger, ring finger and little finger. The size and position of the screen modules and tactile areas relative to each other is preferably defined in such a way that, starting from one of the finger positions in the "Homerow", other tactile areas of the respective screen module are within reach of the fingers and there is good mobility of the fingers to these other tactile areas. The screen modules for the middle finger and ring finger have a width of one touch area because they have less mobility. The screen modules for the index finger and little fingers have a width of two tactile ranges because these two fingers have greater flexibility. In addition to the column of tactile areas with the finger position in the “Homerow”, there is preferably a column of tactile areas further out in the display modules for the index finger and the little finger.
Das Eingabegerät weist im Vergleich zur klassischen Tastatur bevorzugt eine geringere Anzahl an Tasten bzw. Tastbereichen auf. Dies bewirkt eine leichtere Erreichbarkeit der Tasten beim blinden Tippen. Die Gestaltung und Darstellung der Bedienelemente orientiert sich bevorzugt auch unabhängig von der Form und Gestalt der Tastbereiche an der Mobilität und Reichweite der Finger. Dies gilt insbesondere für Bedienelemente, die sich auch über mehrere Tastbereiche hinweg und ggf. sogar über mehrere Bildschirmmodule hinweg erstrecken. Das Eingabegerät weist eine dynamische Darstellung von Bedienelementen nahe der Fingerposition der Finger in der „Homerow“ zur schnellen Erreichbarkeit und Bedienbarkeit auf. Die Anordnung der Tastbereiche in einer orthogonalen nicht zueinander versetzten Anordnung suggeriert und lehrt dem Bediener das richtige Tippen. Das Eingabegerät weist eine Anordnung von Bildschirmmodulen und Tastbereichen zur Suggestion der optimalen Platzierung der Hand auf dem Eingabegerät auf. Die schnelle blinde Bedienbarkeit eines Eingabegeräts mit allen Fingern der Hand eines Bedieners hängt hier im Wesentlichen davon ab, dass die um eine Fingerposition herum liegenden Tastbereiche gut erreichbar sind. Die einem Finger für die Bedienung zugeordneten Tastbereiche sind in dem Eingabegerät jeweils in einem Bildschirmmodul zusammengefasst, welches dazu eingerichtet ist, dem Bediener mit dem Vibrationsmotor auch ein haptisches Feedback zu bieten.In comparison to the classic keyboard, the input device preferably has a smaller number of keys or key areas. This makes the keys easier to reach when typing blindly. The design and presentation of the control elements is preferably based on the mobility and range of the fingers, also independently of the shape and design of the touch areas. This applies in particular to operating elements that also extend across multiple touch areas and possibly even across multiple screen modules. The input device has a dynamic representation of controls near the finger position of the fingers in the "Homerow" for quick accessibility and operability. The arrangement of the tactile areas in an orthogonal arrangement that is not offset from one another suggests and teaches the operator how to type correctly. The input device has an arrangement of screen modules and tactile areas to suggest the optimal placement of the hand on the input device. The rapid blind operability of an input device with all fingers of an operator's hand essentially depends on the tactile areas around a finger position being easily accessible. The tactile areas assigned to a finger for operation are each combined in a screen module in the input device, which is set up to also offer the operator haptic feedback with the vibration motor.
Das weitere Bildschirmmodul zur Bedienung mit dem Daumen ist bevorzugt dazu eingerichtet die Rolle der „modifier keys“ der klassischen Tastatur zu übernehmen. Das weitere Bildschirmmodul hat bevorzugt ebenfalls Tastbereiche und bevorzugt genau vier Tastbereiche, die in einem 2x2-Layout angeordnet sind. Die Tastbereiche des weiteren Bildschirmmoduls sind bevorzugt zumindest teilweise als „modifier keys“ eingerichtet. Der Daumen wird während der Verwendung einer Tastatur üblicherweise nur für das Leerzeichen bzw. „SPACE“ verwendet und ist aus diesem Grund meist frei. Durch die Nutzung des Daumens (insbesondere für die Bedienung von „modifier keys“ ermöglicht es beispielsweise 2-Tasten-Shortcuts (bspw. bestehend aus einer „modifier key“ wie „alt“, „umschalt“ oder „strg“ sowie einem Buchstaben und einer Zahl) sehr schnell vorzunehmen, insbesondere ohne die Hand von den Fingerpositionen in der „Homerow“ zu nehmen oder spezielle unbequeme Fingerhaltungen einzunehmen.The other screen module for operation with the thumb is preferably set up to take on the role of the "modifier keys" of the classic keyboard. The further screen module preferably also has tactile areas and preferably exactly four tactile areas, which are arranged in a 2×2 layout. The tactile areas of the further screen module are preferably at least partially set up as “modifier keys”. When using a keyboard, the thumb is usually only used for the space character or "SPACE" and is therefore usually free. By using the thumb (in particular for operating "modifier keys"), it enables, for example, 2-button shortcuts (e.g. consisting of a "modifier key" such as "alt", "shift" or "ctrl" as well as a letter and a number) very quickly, especially without removing your hand from the finger positions in the "Homerow" or adopting special uncomfortable finger positions.
Auch bevorzugt ist, wenn eine Auswahl von grafische Interfacelayouts der ersten Gruppe von berührungsempfindlichen Bildschirmmodulen durch Bedienungsaktionen an dem weiteren berührungsempfindlichen Bildschirmmodul mit dem Daumen erfolgen kann.It is also preferred if graphical interface layouts of the first group of touch-sensitive screen modules can be selected by operating actions on the further touch-sensitive screen module with the thumb.
Interfacelayouts können beispielsweise Bedienoptionen für verschiedene Anwendungen bereithalten. Optional können solche Interfacelayouts auf dem Eingabegerät auch automatisiert ausgewählt werden, wenn vom Bediener selbst oder automatisch eine bestimmte Anwendung geöffnet wird, für die das jeweilige Interfacelayout vorgesehen ist. Die hier beschriebene Methode das weitere Bildschirmmodul zur Bedienung mit dem Daumen zur Auswahl der Interfacelayouts zu verwenden ist eine vorteilhafte Ergänzung der automatischen Auswahl des vorgesehenen Interfacelayouts.For example, interface layouts can provide operating options for different applications. Optionally, such interface layouts can also be automatically selected on the input device if the operator himself or automatically opens a specific application for which the respective interface layout is intended. The method described here of using the further screen module for operation with the thumb to select the interface layout is an advantageous addition to the automatic selection of the intended interface layout.
Außerdem bevorzugt ist, wenn auf der ersten Gruppe von berührungsempfindlichen Bildschirmmodulen mindestens ein Tastatur-Interfacelayout und mindestens ein Touchpad-Interfacelayout angezeigt werden können, und ein Wechsel zwischen dem mindestens einen Tastatur-Interfacelayout und dem mindestens einen Touchpad-Interfacelayout durch eine Bestätigung des weiteren berührungsempfindlichen Bildschirmmoduls mit dem Daumen erfolgen kann.It is also preferred if at least one keyboard interface layout and at least one touchpad interface layout can be displayed on the first group of touch-sensitive screen modules, and a change between the at least one keyboard interface layout and the at least one touchpad interface layout by confirming the further touch-sensitive Screen module can be done with the thumb.
Das Tastatur-interfacelayout ermöglicht es die üblichen Bedienfunktionen einer Tastatur zu übernehmen. Die vier Bildschirmmodule der ersten Gruppe des Eingabegeräts haben zusammen 18 Tasten. Bei zwei Eingabegeräten, die für die linke und die rechte Hand verwendet werden, stehen insgesamt 36 Tasten zur Verfügung. Dies ist ausreichend um eine sehr schnell und einfach mit 8 Fingern (+ 2 Daumen) zu bedienende Tastatur zur Verfügung zu stellen.The keyboard interface layout makes it possible to take over the usual operating functions of a keyboard. The four screen modules of the first group of the input device have a total of 18 keys. With two input devices used for the left and right hand, a total of 36 keys are available. This is sufficient to provide a keyboard that can be operated very quickly and easily with 8 fingers (+ 2 thumbs).
Das Touchpad-Interfacelayout ersetzt die übliche Maus oder ein Touchpad bei einem Notebook/Laptop. Besonders vorteilhaft ist, dass das Touchpad über mehrere Bildschirmmodule des Eingabegeräts hinweg ausgebildet sein kann. Der Bediener kann bei einer Bedienung des Touchpads über die Grenze der Bildschirmmodule hinweg streichen. Die Steuerung/Software des Eingabegerätes ist bevorzugt dazu eingerichtet dies auszugleichen und eine durchgängige Auswertung der Eingaben auf mehreren Bildschirmmodulen sicher zu stellen.The touchpad interface layout replaces the usual mouse or touchpad on a notebook/laptop. It is particularly advantageous that the touchpad can be embodied over several screen modules of the input device. When operating the touchpad, the operator can swipe across the border of the screen modules. The controller/software of the input device is preferably set up to compensate for this and to ensure consistent evaluation of the inputs on a number of screen modules.
Durch die Kombination eines Tastaturlayouts und eines Touchpad-Interfacelayouts in dem Eingabegerät kann eine sehr unproblematische und umfassende Möglichkeit der Bedienung geschaffen werden. Das Eingabegerät ist (insbesondere im Verbund mit einem weiteren spiegelverkehrten Eingabegerät) dazu geeignet Tastatur und Maus zur Bedienung eines PCs vollständig zu ersetzen.By combining a keyboard layout and a touchpad interface layout in the input device, a very unproblematic and comprehensive possibility of operation can be created. The input device is (particularly in combination with another mirror-inverted input device) suitable for completely replacing the keyboard and mouse used to operate a PC.
Des Weiteren bevorzugt ist, wenn auf der ersten Gruppe von berührungsempfindlichen Bildschirmmodulen zusätzlich mindestens ein Spezial-Interfacelayout dargestellt werden kann und ein Wechsel zu diesem Spezial-Interfacelayout durch eine Bestätigung des weiteren berührungsempfindlichen Bildschirmmoduls mit dem Daumen erfolgen kann, wobei das mindestens eine Spezial-Interfacelayout mindestens eine der folgenden Funktionen bereitstellt:
- - ein Layout umfassend mindestens einen Schieberegler;
- - ein Pfeiltastenlayout; und
- - mindestens ein benutzerdefiniertes Interfacelayout.
- - a layout comprising at least one slider;
- - an arrow key layout; and
- - at least one custom interface layout.
Interfacelayouts weisen mindestens ein Bedienelement auf. Bedienelemente der Interfacelayouts sind Symbole, Schieberegler, Indikatoren, Touchpads, Joysticks oder Drumpads. Interfacelayouts weisen eine beliebige Anordnung von Bedienelementen zur Aufteilung in unterschiedliche Bedienbereiche vor. In einem System aus zwei zueinander spiegelverkehrt aufgebauten Eingabegeräten wird das linke Eingabegerät in Ausführungsvarianten dazu verwendet Symbole und Funktionstasten darzustellen und das gespiegelte rechte Eingabegerät wird dazu verwendet ein Touchpad oder ähnliche Komponenten darzustellen. Es sind viele andere Anordnungen umsetzbar. Bedienelemente können auf einzelnen Tastbereichen, über Tastbereichsgrenzen hinweg auf ganzen Bildschirmmodulen, über Bildschirmmodulgrenzen hinweg, oder der ganzen Berührungsoberfläche des Gerätes eingerichtet sein.Interface layouts have at least one control element. Interface layout controls are icons, sliders, indicators, touchpads, joysticks, or drum pads. Interface layouts show any arrangement of control elements to be divided into different control areas. In a system made up of two input devices that are mirror-inverted to one another, the left input device is used in embodiment variants to display symbols and function keys, and the mirrored right input device is used to display a touchpad or similar components. Many other arrangements are feasible. Controls may be located on individual touch areas, across touch area boundaries on entire screen modules, across screen module boundaries, or the entire touch surface of the device.
Das Bedienen der Bedienelemente erzeugt eine anpassbare haptische Rückkopplung. Bedienelemente weisen eine anpassbare Druck-Sensorik zur Unterscheidung verschiedener Schlagstärken für Tippen oder auch Trommeln vor. Eingabe- und Ausgabeparameter der Bedienelemente lassen sich sowohl in der Touch-Sensitivität, visuell als auch haptisch vom Bediener anpassen (z.B.: Klick-Schwellpunkt, Stärke der Vibrationsrückkopplung). Diese Einstellungen können auch fest mit einem Interfacelayout verknüpft sein und automatisch durch die Auswahl eines bestimmten Interfacelayouts vorfestgelegt sein.Operating the controls creates customizable haptic feedback. Control elements have an adjustable pressure sensor to differentiate between different impact strengths for typing or drums. Input and output parameters of the control elements can be adjusted by the operator in terms of touch sensitivity, both visually and haptically (e.g. click threshold, strength of vibration feedback). These settings can also be permanently linked to an interface layout and automatically predetermined by the selection of a specific interface layout.
Die Bedienelemente solcher Interfacelayouts sind bevorzugt an das durch Spalten und Reihen von Tastbereichen vorgegebene Raster angepasst. Bei benutzerdefinierten Interfacelayouts besteht bevorzugt die Möglichkeit Bedienelemente vom Bediener auf dem Eingabegerät-Raster zu positionieren, zu skalieren, und zu konfigurieren. Bedienelemente können vom Bediener in einer Oberfläche zur Modifizierung von benutzerdefinierten Interfacelayouts bevorzugt per Drag'n'Drop-Technik verschoben, bearbeitet und gelöscht werden. Bei der Bearbeitung der Bedienelemente erscheinen per Klick auf das Bedienelement Optionen zur Einstellung des Aussehens und der Funktionsweisen des Bedienelementes. Besonders bevorzugt wird die Oberfläche zur Modifizierung von benutzerdefinierten Interfacelayouts zumindest teilweise auf dem Eingabegerät bzw. dessen Bildschirmmodulen selbst angeboten.The control elements of such interface layouts are preferably adapted to the grid specified by columns and rows of touch areas. In the case of user-defined interface layouts, the operator preferably has the option of positioning, scaling and configuring control elements on the input device grid. Controls can be moved, edited and deleted by the operator in an interface for modifying user-defined interface layouts, preferably using drag'n'drop technology. When editing the control elements, clicking on the control element opens options for setting the appearance and functionality of the control element. The surface for modifying user-defined interface layouts is particularly preferably offered at least partially on the input device or its screen modules themselves.
Interfacelayouts können über einen Client vom Bediener erstellt und bearbeitet werden. Interfacelayouts mit bereits optimierten Anwendungsspezifischen Layouts können dem Bediener auch auf einer per Crowdsourcing gefüllten Layout-Bibliothek zur Verfügung gestellt werden.Interface layouts can be created and edited by the operator via a client. Interface layouts with already optimized application-specific layouts can also be made available to the operator on a crowd-sourced layout library.
Außerdem bevorzugt ist, wenn durch die Ausübung eines vorgegebenen Drucks auf die berührungsempfindlichen Bildschirmmodule an durch das Interfacelayout vorgegebenen Bildschirmpositionen ein Wechsel in mindestens ein Unter-Bedienmenü erfolgen kann, in welchem zwischen Unterfunktionen zu der an der Bildschirmposition vorgesehenen Funktionalität gewechselt werden kann, wobei in dem Unter-Bedienmenü Unterfunktionen durch Wischbewegungen mit dem Finger ausgewählt werden können.It is also preferred if by exerting a specified pressure on the touch-sensitive screen modules at the screen positions specified by the interface layout, a change can be made to at least one sub-operating menu, in which it is possible to switch between sub-functions for the functionality provided at the screen position, wherein in the Sub-operating menu Sub-functions can be selected by swiping with your finger.
Hier wurde eine einfache Möglichkeit geschaffen in einem Tastbereich bzw. auf einer in einem Tastbereich simulierten Taste mehrere Funktionen zusammen zu fassen. Je nach Stärke eines Druckes gelangt der Benutzer in unterschiedliche virtuelle Bedienebenen des Eingabegeräts. Je nachdem bis in welche virtuelle Bedienebene der Benutzer geht wird der Druck auf den Tastbereich unterschiedlich interpretiert. Bspw. kann eine erste virtuelle Ebene, die durch eine leichte Druckbewegung erreichbar ist, verwendet werden, um Kleinbuchstaben wie „a“ auszugeben. in der drunter liegenden zweiten virtuellen Ebene, die durch einen höheren Druck erreichbar ist, können dann Großbuchstaben wie „A“ ausgegeben werden. Mit Druckbewegungen kann innerhalb eines Bedienelements (bspw. einer in einem Tastbereich simulierten Taste eines Bedienelementes) also in weitere Unter-Bedienmenüs (Bedienebenen) gewechselt werden. in Unter-Bedienmenüs kann das Bedienelement durch Loslassen oder durch Wischbewegungen bedient werden. Durch eine Druckbewegung auf einen Buchstaben kann zwischen verschiedenen Variationen eines Buchstabens gewechselt und durch eine ergänzende Wischbewegung innerhalb eines Schiebemenüs zwischen verschiedenen Variationen des Buchstabens ausgewählt werden.A simple possibility was created here to combine several functions in a touch area or on a button simulated in a touch area. Depending on the strength of the pressure, the user accesses different virtual operating levels of the input device. Depending on which virtual operating level the user goes to, the pressure on the touch area is interpreted differently. For example, a first virtual level, reachable by a slight pressing motion, can be used to output lowercase letters like "a". in the second virtual level below, which can be reached by higher pressure, capital letters such as "A" can then be output. Pressing movements can be used within a control element (e.g. a button of a control element simulated in a touch area) to switch to further sub-control menus (control levels). in sub-operating menus, the operating element can be operated by releasing it or by swiping. By pressing on a letter, you can switch between different variations of a letter and you can choose between different variations of the letter by an additional swiping movement within a sliding menu.
Hierbei ist zu beachten, dass die Auswahl einer bestimmten virtuellen Ebene immer erst dann sicher erkannt werden kann, wenn klar ist, dass der Bediener den Bediendruck nicht noch weiter ansteigen lässt und so nicht mehr die Möglichkeit besteht in eine tiefere virtuelle Ebene zu wechseln. Dies gelingt dadurch, dass je nach ausgewählter virtueller Ebene die Auswahl der Ebene entweder an einem Hoch der Druckbewegung oder an einem Tief der Druckbewegung erkannt wird, wobei ein Tief bedeutet, dass der Druck noch ansteigt und ein Hoch bedeutet, dass der Druck bereits wieder abfällt. Grundsätzlich gilt, dass bei allen virtuellen Ebenen unter denen sich weitere, mit einem höheren Druck erreichbare virtuelle Ebenen befinden, die Auswahl der Ebene Final nur beim Hoch der Druckbewegung erkannt werden kann. Eine Alternative wäre die Auswahl zu erkennen, wenn der Bediener unter konstantem Druck anfängt weitere Bedienaktionen auszuführen, wie beispielsweise zu wischen, um bestimmte Varianten eines Buchstabens auszuwählen. in einer untersten virtuellen Ebene ist es nicht mehr wichtig die Auswahl erst beim Hoch der Druckbewegung zu erkennen, sondern die Erkennung kann bereits beim Tief der Druckbewegung erfolgen, weil eine weitere Erhöhung des Drucks nicht mehr den Wechsel in eine weitere, noch tiefere virtuelle Ebene ermöglicht.It should be noted here that the selection of a specific virtual level can only be recognized with certainty when it is clear that the operator does not allow the operating pressure to increase any further and that there is no longer the possibility of changing to a lower virtual level. This is achieved in that, depending on the selected virtual level, the selection of the level is recognized either by a high of the pressure movement or by a low of the pressure movement, with a low meaning that the pressure is still increasing and a high meaning that the pressure is already falling again . Basically, for all virtual levels below which there are further virtual levels that can be reached with a higher pressure, the selection of the Final level can only be recognized when the pressure movement is high. An alternative would be to recognize the selection when the operator, under constant pressure, begins to perform further operator actions, such as swiping to select certain variants of a letter. In a lowest virtual level, it is no longer important to only recognize the selection at the top of the pressure movement, but the recognition can already take place at the bottom of the pressure movement, because a further increase in pressure no longer enables a change to another, even deeper virtual level .
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weisen die berührungsempfindlichen und drucksensiblen Bildschirmmodule des Eingabegerätes, einen schichtweisen Aufbau mit zumindest den folgenden Schichten auf:
- - eine ergonomische transparente Berührungsoberfläche, welche Dellen und Erhebungen bereitstellt, die einem Bediener eine haptische Orientierung bieten,
- - eine Bildschirmschicht,
- - eine multitouch-fähige Oberfläche,
- - eine Platinenschicht zumindest mit einem Vibrationsmotor und einem Drucksensor,
- - ein gemeinsames Gehäuse für mehrere Bildschirmmodule, auf welchem die Berührungsoberfläche, die Bildschirmschicht, die multitouch-fähige Oberfläche und die Platinenschicht mit mindestens einem elastisch verformbaren Abstandhalter beweglich gelagert sind.
- - an ergonomic transparent touch surface that provides dimples and bumps that provide haptic orientation for an operator,
- - a screen layer,
- - a multi-touch capable surface,
- - a board layer at least with a vibration motor and a pressure sensor,
- - A common housing for several screen modules on which the touch surface, the screen layer, the multi-touch capable surface and the circuit board layer are movably mounted with at least one elastically deformable spacer.
Der hier beschriebene schichtweise Aufbau ist ein möglicher, besonders bevorzugter Aufbau, auf welchen das hier beschriebene Eingabegerät jedoch nicht beschränkt ist. Es kann auch anders aufgebaut sein, um die beschriebenen Funktionsmerkmale zu erfüllen. Beispielsweise kann je nach Anwendungsfall und Herstellungsmöglichkeiten die Reihenfolge der Schichten geändert werden.The layered structure described here is a possible, particularly preferred structure to which the input device described here is not limited. It can also be constructed differently in order to fulfill the functional characteristics described. For example, depending on the application and manufacturing options, the order of the layers can be changed.
Bevorzugt sind der haptische Vibrationsmotor und der Drucksensor direkt in eine Platine der Platinenschicht integriert. Die für das Bildschirmmodul wesentliche Bildschirmschicht dient auch als Gewicht, welches von dem Vibrationsmotor in Bewegung versetzt werden kann und bevorzugt auf den elastisch verformbaren Abstandhaltern schwingt. Die Bildschirmschicht dient damit selbst als Teil des haptischen Vibrationsmotors. Der Vibrationsmotor erzeugt bevorzugt eine Vibration/Schwingung in einer Ebene der verschiedenen Schichten (X-Richtung bzw. Y-Richtung) und nicht senkrecht zu dieser Ebene. Dann wird die Vibration von einem Bediener als angenehmes haptisches Feedback empfunden. Die verformbaren Abstandshalter können beispielsweise als Silikon-Pads ausgeführt sein. Die verformbaren Abstandshalter sind bevorzugt elastisch und sie dienen insbesondere auch dazu, die Kraft einer Vibration über die Schichten in den Finger des Bedieners und nicht in den Untergrund unter das Eingabegerät zu leiten.The haptic vibration motor and the pressure sensor are preferably integrated directly into a circuit board of the circuit board layer. The screen layer, which is essential for the screen module, also serves as a weight which can be set in motion by the vibration motor and preferably oscillates on the elastically deformable spacers. The screen layer itself thus serves as part of the haptic vibration motor. The vibration motor preferably generates a vibration/oscillation in a plane of the various layers (X-direction or Y-direction) and not perpendicular to this plane. An operator then perceives the vibration as pleasant haptic feedback. The deformable spacers can be designed as silicone pads, for example. The deformable spacers are preferably elastic and they also serve in particular to direct the force of a vibration through the layers into the operator's finger and not into the ground underneath the input device.
Bevorzugt sind die einzelnen berührungsempfindlichen Bildschirmmodule des Eingabegeräts in einem durchgängigen Gehäuse verbaut. Das Gehäuse ist bevorzugt L-förmig, so dass in einer Reihe nebeneinander die vier Bildschirmmodule für Zeigefinger, Mittelfinger, Ringfinger und kleinem Finger angeordnet sind und sich unterhalb des Bildschirmmoduls für den Zeigefinger dann jeweils noch das weitere Bildschirmmodul für die Bedienung mit dem Daumen befindet.The individual touch-sensitive screen modules of the input device are preferably installed in a continuous housing. The housing is preferably L-shaped, so that the four screen modules for the index finger, middle finger, ring finger and little finger are arranged in a row next to each other and the other screen module for operation with the thumb is located below the screen module for the index finger.
Bevorzugt hat das Eingabegerät seitliche Magnete, die lösbare Kupplungen bereitstellen, an welche weitere Eingabegeräte dieses Typs lösbar angesetzt werden können.
Weitere Eingabegerät-Module können z.B. Eingaberäte für Smart-button, Drehregler oder ähnliche Komponenten sein.
Hier auch beschrieben wird ein kombiniertes Eingabegerät umfassend zwei Eingabegeräte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die spiegelverkehrt zueinander ausgeführt sind und zur Bedienung mit zwei Händen eines Bedieners vorgesehen sind.Preferably, the input device has side magnets that provide releasable couplings to which other input devices of this type can be releasably attached.
Other input device modules can be, for example, input devices for smart buttons, knobs or similar components.
A combined input device is also described here, comprising two input devices according to one of the preceding claims, which are designed to be mirror images of one another and are intended for operation with two hands of an operator.
Durch zwei spiegelverkehrt zueinander ausgeführte Eingabegeräte werden dem Benutzer Bedienmöglichkeiten bereitgestellt, die weitgehend der Bedienung mit einer Tastatur entsprechen, wobei die Eingabegeräte viele weitere vorteilhafte Bedienmöglichkeiten bieten. Das kombinierte Eingabegerät besteht aus zwei Eingabegeräten. Jeder Hand des Bedieners wird bevorzugt ein Eingabegerät zugeordnet. Der Bedienwinkel der Eingabegeräte zueinander kann zur Optimierung des Winkels der Handgelenke vom Bediener frei eingestellt werden. Die Anpassbarkeit der Bedienwinkel beugt Verletzungen wie das RSI-Syndrom vor. Die Trennbarkeit des kombinierten Eingabegerätes weist eine erhöhte Freiheit und Flexibilität bei der Wahl der Haltung und ergänzenden Eingabegeräte (z.B. Maus) zur Verbesserung der Langzeit Leistung vor.Two input devices that are mirror-inverted to each other provide the user with operating options that largely correspond to operation with a keyboard, with the input devices offering many other advantageous operating options. The combined input device consists of two input devices. An input device is preferably assigned to each hand of the operator. The operating angle of the input devices to each other can be freely adjusted by the operator to optimize the angle of the wrists. The adjustability of the operating angles prevents injuries such as RSI syndrome. The separability of the combined input device shows increased freedom and flexibility in the choice of posture and additional input devices (e.g. mouse) to improve long-term performance.
Bevorzugt ist das Eingabegerät mit mehreren unterschiedlichen Schnittstellen ausgeführt z.B.: MIDI oder MQTT, um loT Geräte zu steuern. Die verschiedenen Schnittstellen bzw. deren Kommunikationsprotokolle können durch Adapter erweitert werden. So kann das Eingabegerät als ein universelles Bediengerät für verschiedene Geräte (nicht nur Computer) verwendet werden. Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung jedoch nicht gegrenzt sind. Die Figuren und insbesondere die in den Figuren dargestellten Größenverhältnisse sind nur schematisch. Es zeigen.
-
1 : Das beschriebene kombinierte Eingabegerät bestehend aus zwei einzelnen Eingabegeräten für beide Hände eines Bedieners; -
2 : Die Berührungsoberfläche des Eingabegerätes in einer dreidimensionalen schematischen Ansicht; -
3 : Die Berührungsoberfläche des Eingabegerätes in der Profilansicht; -
4a : Eine Darstellung des Schichtaufbaus eines Bildschirmmoduls des Eingabegeräts in einer Explosionsdarstellung von unten; -
4b : Eine Darstellung des Schichtaufbaus eines Bildschirmmoduls des Eingabegeräts in ein einer Explosionsdarstellung von oben; -
5 : eine Skizze der Bedienung eines kombinierten Eingabegeräts ergänzt um Erweiterungsbildschirmmodule; -
6a : ein beschriebenes kombiniertes Eingabegerät mit Tastatur-Interfacelayout; -
6b : ein beschriebenes kombiniertes Eingabegerät mit Interfacelayout für weitere Symbole und Zahlen; -
6c : ein beschriebenes kombiniertes Eingabegerät mit Touchpad-Interfacelayout; -
6d : ein beschriebenes kombiniertes Eingabegerät mit Befehls-Interfacelayout; -
6e : ein beschriebenes kombiniertes Eingabegerät mit Befehls-Interfacelayout; -
7 : verschiedene Bedienelemente eines Interfacelayouts; -
8 : ein Diagramm eines haptischen Feedbacks bei einem Druck auf das Eingabegerät; -
9a : Beispielstruktur eines Unter-Bedienmenüs mit dem Symbol-Buchstaben „a“ mit mehreren Ebenen; -
9b : Beispielstruktur eines Unter-Bedienmenüs mit einem Touchpad zur Bedienung einer Camera-Ansicht; -
10a : eine erste Variante eines anwendungsspezifischen Interfacelayouts; und -
10b : eine zweite Variante eines anwendungsspezifischen Interfacelayouts.
-
1 : The combined input device described consisting of two individual input devices for both hands of an operator; -
2 : The touch surface of the input device in a three-dimensional schematic view; -
3 : The touch surface of the input device in profile view; -
4a : An illustration of the layer structure of a screen module of the input device in an exploded view from below; -
4b : A representation of the layer structure of a screen module of the input device in an exploded view from above; -
5 : a sketch of the operation of a combined input device supplemented with expansion screen modules; -
6a : a described combination input device with keyboard interface layout; -
6b : a described combined input device with an interface layout for additional symbols and numbers; -
6c : a described combined input device with touchpad interface layout; -
6d : a described combination input device with command interface layout; -
6e : a described combination input device with command interface layout; -
7 : various controls of an interface layout; -
8th : a diagram of haptic feedback when the input device is pressed; -
9a : Example structure of a sub-operating menu with the symbol letter "a" with several levels; -
9b : Example structure of a sub-operating menu with a touchpad for operating a camera view; -
10a : a first variant of an application-specific interface layout; and -
10b : a second variant of an application-specific interface layout.
In
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Bei einer starken Druckbewegung 32 erzeugt das gedrückte Bildschirmmodul 3 zuerst beim Tief einer leichten Druckbewegung 45 eine Vibration 43 und dann beim Erreichen des Tiefs einer starken Druckbewegung 47 eine weitere Vibration 43, um das Klicken auf zwei Levels zu simulieren. Beim Loslassen erzeugt das Bildschirmmodul 3 erstmal eine Vibration 43 beim Hoch einer starken Druckbewegung 46 und dann beim Hoch einer leichten Druckbewegung 44, um das Loslassen auf zwei Levels zu simulieren.In the case of a strong
Durch die verschiedenen Druckbewegungen 31, 32 und die jeweils zugeordneten und bestimmten Druckschwellwerten zugeordneten Hochs und Tiefs dieser Druckbewegungen 44, 45, 46 und 47 werden jeweils virtuelle Ebenen (hier eine erste virtuelle Ebene 48 und eine zweite virtuelle Ebene 49) definiert, die der Benutzer gezielt anwählen kann und auf welchen dem Benutzer bestimmte Bedienoptionen zur Verfügung steht.The
Das Eingabegerät ist dazu eingerichtet die Information, ob der Bediener die erste virtuelle Ebene 48 (hier das kleine „a“) oder die darunter liegende zweite virtuelle Ebene 49 (hier das große „A“) auswählen will, dann zu erkennen, wenn anhand der Form der zeitlichen Druckbewegung 31,32 eindeutig erkennbar ist, ob der Bediener die jeweilige Ebene auswählen wollte. Sofern der Benutzer eine Ebene auswählen wollte unterhalb derer noch weitere Ebenen zu finden sind (hier die Ebene mit dem kleinen „a“) wird dies erst erkannt, wenn die Druckbewegung 31 wieder zurück geht, bzw. der Druck des Bedieners nachlässt. Dieser Punkt ist in
In den
In
Um ein „a“ zu erzeugen, wird durch eine leichte Druckbewegung 31 die erste virtuelle Ebene 48 ausgewählt. Ohne Wischbewegung 28 entsteht dann das „a“. Dabei erzeugt das Bildschirmmodul 3 beim Herunterdrücken beim Tief einer leichten Druckbewegung 45 eine Vibration 43, und das Unter-Bedienmenü 16 mit „a“, „ä“, und „a“ erscheint. Beim Loslassen ohne Wischbewegung 28 erzeugt das Bildschirmmodul 3 beim Hoch einer leichten Druckbewegung 44 eine zweite Vibration 43 und ein „a“ wird als Befehl erkannt.In order to generate an "a", the first
Um ein „a“ zu erzeugen, wird durch eine leichte Druckbewegung 31 die erste virtuelle Ebene 48 ausgewählt. Dann ist eine Wischbewegung 28 nötig. Dabei erzeugt das Bildschirmmodul 3 beim Herunterdrücken beim Tief einer leichten Druckbewegung 45 eine Vibration 43, daraufhin wird eine Wischbewegung 28 im Unter-Bedienmenü 16 nach Links auf das „a“ ausgeführt und an dieser Stelle losgelassen, sodass beim Loslassen das Bildschirmmodul 3 beim Hoch einer leichten Druckbewegung 44 eine zweite Vibration 43 erzeugt, und „a“ als Befehl erkannt wird.In order to generate an "a", the first
Um ein „A“ zu erzeugen ist eine starke Druckbewegung 32 in die zweite virtuelle Ebene 49 ohne Wischbewegung 28 nötig. Dabei erzeugt das Bildschirmmodul 3 beim Herunterdrücken beim Tief einer leichten Druckbewegung 45 eine erste Vibration 43, und das Unter-Bedienmenü 16 mit „ä“, „ä“, und „ä“ erscheint. Mit weiterem Drücken in eine starke Druckbewegung 32 erzeugt das Bildschirmmodul 3 eine weitere Vibration 43 beim Tief einer starken Druckbewegung 47 und das Unter-Bedienmenü 16 mit „A“, „Ä“, und „A“ erscheint. Beim Loslassen ohne Wischbewegung 28 erzeugt das Bildschirmmodul 3 eine dritte Vibration 43 beim Hoch einer starken Druckbewegung 46 und eine vierte Vibration 43 beim Hoch einer leichten Druckbewegung 44 und ein „A“ wird als Befehl erkannt.A
Um ein „A“ zu erzeugen ist eine starke Druckbewegung 32 in die zweite virtuelle Ebene 49 mit Wischbewegung 28 nötig. Dabei erzeugt das Bildschirmmodul 3 beim Herunterdrücken beim Tief einer leichten Druckbewegung 45 eine erste Vibration 43, und das Unter-Bedienmenü 16 mit „ä“, „ä“, und „ä“ erscheint. Mit weiterem Drücken in eine starke Druckbewegung 32 erzeugt das Bildschirmmodul 3 eine weitere Vibration 43 beim Tief einer starken Druckbewegung 47 und das Unter-Bedienmenü 16 mit „A“, „Ä“, und „A“ erscheint. Daraufhin wird eine Wischbewegung 28 im Unter-Bedienmenü 16 nach rechts auf das „A“ ausgeführt und losgelassen. Beim Loslassen an der Position nach der Wischbewegung 28 erzeugt das Bildschirmmodul 3 eine dritte Vibration 43 beim Hoch einer starken Druckbewegung 46 und eine vierte Vibration 43 beim Hoch einer leichten Druckbewegung 44 und ein „A“ wird als Befehl erkannt.A
In
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BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Eingabegerätinput device
- 22
- Fingerfinger
- 33
- Bildschirmmodulscreen module
- 44
- Interfacelayoutinterface layout
- 55
- Vibrationsmotorvibration motor
- 66
- Berührungsoberflächetouch surface
- 77
- Tastbereichtactile range
- 88th
- Delledent
- 99
- erste Gruppefirst group
- 1010
- SpalteSplit
- 1111
- Fingerpositionfinger position
- 1212
- ReiheRow
- 1313
- Tastatur-InterfacelayoutKeyboard interface layout
- 1414
- Touchpad-InterfacelayoutTouchpad interface layout
- 1515
- Spezial-InterfacelayoutSpecial interface layout
- 1616
- Unter-Bedienmenüsub-operating menu
- 1717
- Erhebungensurveys
- 1818
- Bildschirmschichtscreen layer
- 1919
- multitouch-fähige Oberflächemulti-touch capable surface
- 2020
- Platinenschichtboard layer
- 2121
- verformbare Abstandhalterdeformable spacers
- 2222
- lösbare Kupplungendetachable couplings
- 2323
- kombiniertes Eingabegerätcombined input device
- 2424
- Drucksensorpressure sensor
- 2525
- Erweiterungs-BildschirmmodulExpansion screen module
- 2626
- Drumpaddrum pad
- 2727
- Modifier-keymodifier key
- 2828
- Wischbewegungswipe motion
- 2929
- Anwendungsprogrammapplication program
- 3030
- Magnetmagnet
- 3131
- Leichte DruckbewegungSlight pressure movement
- 3232
- Starke DruckbewegungStrong pressure movement
- 3333
- Orientierungshilfeguidance
- 3434
- Schiebereglerslider
- 3535
- Touchpadtouchpad
- 3636
- Joystickjoystick
- 3737
- Symbolsymbol
- 3838
- GehäuseHousing
- 3939
- Kontaktecontacts
- 4040
- USB-C PortUSB-C port
- 4141
- Bedienelementcontrol element
- 4242
- Weiteres BildschirmmodulAnother screen module
- 4343
- Vibrationvibration
- 4444
- Hoch einer leichten DruckbewegungHigh of a light pressing motion
- 4545
- Tief einer leichten DruckbewegungLow of a slight pressing motion
- 4646
- Hoch einer starken DruckbewegungHigh of a strong pushing movement
- 4747
- Tief einer starken DruckbewegungLow of a strong pressure movement
- 4848
- erste virtuelle Ebenefirst virtual level
- 4949
- zweite virtuelle Ebenesecond virtual level
- 5050
- Indikator indicator
- HH
- Höhe der Dellenheight of the dents
- LL
- Länger der DellenLonger the dents
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- US 9335844 B2 [0009]US 9335844 B2 [0009]
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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|
R163 | Identified publications notified | ||
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