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Die Erfindung betrifft eine Display-Eingabeeinheit,
insbesondere für
ein Bedienpult eines Video-Mischers, umfassend ein Display zur Darstellung
zumindest eines Symbols sowie zumindest ein oberhalb des Symbols
angeordnetes, vorzugsweise transparentes, mechanisches Eingabemittel
wie Taster zur Betätigung
eines Schaltmittels. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine
Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Display-Eingabeeinheiten,
insbesondere für
ein Bedienpult eines Video-Mischers mit einer Vielzahl von Display-Eingabeeinheiten
der zuvor beschriebenen Art sowie auf ein Verfahren zur Ansteuerung
der Display-Eingabeeinheiten.
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Eine Display-Eingabeeinheit der eingangs beschriebenen
Art ist beispielsweise aus dem US-Patent
5,900,599 bekannt. Die bekannte Display-Eingabeeinheit
umfasst auf einem Display angeordnete Schaltmittel, wobei oberhalb
der Schaltmittel eine Vielzahl aus einem transparenten Material bestehende
und von einem Rahmen gehaltene Tastelemente angeordnet sind. Als
Schaltmittel werden in dem Rahmen angeordnete Schaltkontakte vorgeschlagen,
mittels derer unterhalb des Rahmens angeordnete elektrische Leiter
bei einem Tastvorgang verbunden werden können. Durch die einzelnen mechanischen
Schaltkontakte umfasst die bekannte Display-Eingabeeinheit eine
Vielzahl mechanischer Komponenten, so dass die Display-Eingabeeinheit einerseits
störanfällig und
andererseits sowohl bei der Herstellung als auch bei der Wartung
kostenintensiv ist.
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Ferner sind aus dem Stand der Technik
Bedieneinheiten wie Bedienpulte für Video-Mischer bekannt, die
eine Vielzahl von Display-Eingabeeinheiten umfassen können. Diese
werden in der Regel einzeln, beispielsweise über jeweils einen Grafikcontroller
angesteuert und auch einzeln ausgewertet. Sowohl bei der Inbetriebnahme
als auch bei einer späteren
Umkonfiguration von einzelnen Funktionen bedeutet die separate Ansteuerung
jeder Display-Eingabeeinheit einen Mehraufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu
Grunde, eine Display-Eingabeeinheit,
eine Schaltungsanordnung sowie ein Verfahren zur Ansteuerung der
Display-Eingabeeinheiten der eingangs genannten Art derart weiterzubilden,
dass diese einen kostengünstigen
und wartungsfreundlichen Aufbau aufweisen und eine einfache Inbetriebnahme
und Bedienung erlauben.
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Die Aufgabe wird durch eine Display-Eingabeeinheit
nach Anspruch 1 gelöst,
die dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen dem Display und dem
zumindest einen Eingabemittel ein transparenter Flächensensor
als Schaltmittel zur Erfassung einer dem zumindest einen Symbol
zugeordneten Eingabe angeordnet ist.
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Durch die Anordnung eines Flächensensors zwischen
der Oberfläche
des Displays und den einzelnen Eingabemitteln ist ein mechanisch
einfacher Aufbau gewährleistet,
da auf den Einsatz mechanisch anfälliger Schaltkontakte verzichtet
werden kann. Die in dem Flächensensor
integrierten Leiterbahnen, die bei einer Betätigung eines Eingabemittels
bereichsweise miteinander verbunden werden, sind gegenüber mechanischen
Schaltkontakten wartungsfreundlicher und funktionssicherer. Schließlich ist
auch der Vorteil zu erwähnen,
dass durch Austausch eines gesamten Flächensensors Fehler auf einfache
Weise behoben werden können.
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In bevorzugter Ausführung ist
vorgesehen, dass die Eingabemittel als transparente Tastelemente
vorzugsweise aus transparentem Kunststoff oder als transparente
Kunststofffolie ausgebildet sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht,
dass die auf dem Display angezeigten und durch den transparenten
Flächensensor
durchscheinenden Symbole auch durch das Tastelement erkennbar sind,
wodurch eine flexible Funktionszuordnung zu den einzelnen Eingabemitteln
gewährleistet
ist. Die Kombination aus Flächensensor
und Display wird nachfolgend als Touchscreen bezeichnet.
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Zur mechanischen Fixierung der Eingabemittel
können
diese in einem Rahmen angeordnet sein, der auf der Oberseite des
Displays über
dem Flächensensor
angeordnet ist. Um ein eindeutiges Schaltsignal zu erhalten, ist
in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass
die Tastelemente eine dem Flächensensor
zugeordnete Schaltfläche
aufweisen. Die Eingabemittel können genau über den
Schaltflächen
positioniert werden Insbesondere ist vorgesehen, dass die Tastenfunktion
sowie das Symbol wie Beschriftung und/oder Grafik per Software beliebig
steuerbar ist. Um einen definierten Hub sowie eine Rückstellung
des Tastelementes zu erreichen ist vorgesehen, dass die Tastelemente
mit einer Rückstellfeder
versehen sind.
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Die Display-Eingabeeinheit bietet
den Vorteil, dass eine Bedienperson die gewünschte Position „erfühlen" kann.
Vor dem Schaltvorgang kann eine Bedienperson bereits einen Finger
auf das Tastelement auflegen und im richtigen Moment die Funktion auslösen.
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Ferner bezieht sich die Erfindung
auf eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Display-Eingabeeinheiten,
insbesondere für
ein Bedienpult eines Video-Mischers, wobei die Display- Eingabeeinheiten
jeweils ein Display zur Darstellung zumindest eines Symbol sowie
vorzugsweise zumindest ein oberhalb des Symbols angeordnetes, vorzugsweise
transparentes, mechanisches Eingabemittel wie Taster aufweisen.
Zur Vereinfachung sowie Verbesserung der Bedienung und gleichzeitig
zur Reduzierung des Hardwareaufwandes ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Displays der einzelnen Display-Eingabeeinheiten über einen
Datensplitter mit einem Bildsignal-Ausgang eines Grafikcontrollers
zur Aufteilung eines Bildsignals auf die Vielzahl der Displays verbunden
sind. Durch den Datensplitter erfolgt eine Aufteilung des Grafik-Display-Datenstroms
auf die Grafik-Display-Kanäle. Wird
das Bildsignal unmittelbar nach dem Grafikcontroller abgegriffen,
erscheint ein Monitorbild mit beispielsweise N Bildsegmenten, wobei
jedes Bildsegment einem der angeschlossenen Grafikdisplays zugeordnet
ist. Mit anderen Worten erfolgt die Darstellung einer virtuellen
Display-Eingabeeinheit
auf einem einzigen Monitor, was insbesondere bei der Inbetriebnahme
und/oder Umkonfiguration der Anlage hilfreich ist.
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Mittels des Datensplitters wird ferner
erreicht, dass für
den Betrieb einer Vielzahl von Display-Eingabeeinheiten lediglich
ein einziger Grafikcontroller eingesetzt werden muss.
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Auf den einzelnen Grafikdisplays
der Display-Eingabeeinheiten erfolgt eine Vollbilddarstellung der
N Bildsegmente auf N separaten Grafikdisplays (Monitore). Die Darstellung
kann in unterschiedlicher Größe und Auflösung erfolgen.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, dass jedes Display mit einem Bildsignal-Ausgang
eines Registerspeichers wie Fifo-RAM verbunden ist, wobei jeweils
ein Bildsignal-Eingang der Registerspeicher über eine gemeinsame Datenleitung
mit dem Bildsignal-Ausgang des Grafikcontrollers verbunden ist.
Zur Ansteuerung der Display- Eingabeeinheiten
ist eine Steuereinheit vorgesehen, die ausgangsseitig über jeweils
eine Select-Leitung und eine Schreib-/Lese-Leitung mit einem Registerspeicher
und über
eine Takt-/synchronisations-Leitung mit jeweils einem der Displays
verbunden ist, und eingangsseitig über eine Takt-/ Synchronisations-Leitung
mit einem Takt-/Synchronisationssignal-Ausgang des Grafikcontrollers verbunden
ist.
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Die Steuereinheit des Datensplitters
umfasst insbesondere eine Steuerlogik für den Datensplitter, einen
Adresszähler
für die
Eingänge
des Registerdatenspeichers (Fifo-RAM-Inputs) sowie einen Pixel-, Spalten-
und Zeilenzähler
zum Auslesen der Bilddaten aus den Registerspeichern. Ferner umfasst
die Steuereinheit einen Generator für Synchronisations- und Takt-Signale zur kontinuierlichen
Darstellung eines Fifo-Ausgangs-Vollbildes.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, dass die als Flächensensor ausgebildeten Schaltmittel
der einzelnen Display-Eingabeeinheiten, welche zusammen mit dem
Display ein Touchscreen bilden, zur Erfassung eines durch Betätigung eines
Eingabemittels erzeugten Signals wie Touchscreen-Signal mit einer
Erfassungseinheit wie Touchscreen-Controller verbunden sind, welche über eine
Schnittstelle wie serielle Schnittstelle mit einem Personalcomputer
verbunden ist. Vorzugsweise umfasst der Touchscreen-Controller eine
Multiplexer-Steuerung für
X/y-Koordinaten-Signale
der Eingabemittel und/oder einen A/D-Wandler zur Umwandlung der Touchscreen-Signale
sowie eine serielle Schnittstelle zur Übertragung der erfassten Daten
an den Personalcomputer. Durch den Touchscreen-Controller werden
die Touchscreens der einzelnen Display-Eingabeeinheiten zu einem
virtuellen Touchscreen zusammengefasst.
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Bei bevorzugter Ausführungsform
ist jedem Touchscreen zur Erfassung von X/Y-Koordinaten-Signalen
und/oder Schaltzustands-Signalen der jeweiligen Eingabemittel eine
Steuereinheit zugeordnet, die jeweils einen Eingang aufweist, der
mit der Multiplexer-Steuerung verbunden ist und die einen Ausgang
aufweist, der mit einem Eingang des A/D-Wandlers verbunden ist.
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Ein Verfahren zur Ansteuerung von
Display-Eingabeeinheiten, insbesondere für ein Bedienpult eines Video-Mischers,
wobei die Display-Eingabeeinheiten jeweils ein Display zur Darstellung
zumindest eines Symbols sowie vorzugsweise zumindest ein oberhalb
des Symbols angeordnetes vorzugsweise transparentes, mechanisches
Eingabemittel wie Taster zur Betätigung
eines Schaltmittels aufweisen ist dadurch gekennzeichnet, dass ein
an einem Bildsignal-Ausgang eines Grafikcontrollers anliegendes
Bildsignal auf die Displays der Display-Eingabeeinheiten aufgeteilt
wird. Bevorzugt geschieht die Aufteilung des Bildsignals (Grafik-Display-Datenstroms)
auf die Vielzahl der Grafik-Display-Kanäle mit Hilfe von Registerdatenspeichern
wie Fifo-RAMs, die durch in einer Steuereinheit aufgrund von Synchronisations-
und Taktsignalen des Grafikcontrollers erzeugte Steuersignale gesteuert
werden.
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Bei einem Single-User-Betrieb ist
vorgesehen, dass aus Display und Schaltmittel wie Flächensensor
ausgebildete Touchscreens der Display-Eingabeeinheiten durch einen
Touchscreen-Controller zeitlich
nacheinander angesteuert und ausgewertet werden, wobei ein aus X/Y-Koordinaten-
und/oder Schaltzustands-Informationen der betätigten Eingabemittel bestehendes
Protokoll über
ein Interface wie Graphic-Unit-Interface
in eine zentrale Steuereinheit wie Personalcomputer übertragen
wird, in der die einzelnen Touchscreens zu einem virtuellen Touchscreen
zusammengefasst werden.
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Vorzugsweise werden dabei die von
dem Flächensensor
erzeugten Signale einer Steuereinheit zugeführt und in ein Analogsignal
umgewandelt, welches über
einen ersten Bus einem A/D-Wandler zugeführt wird, wobei die Steuereinheiten über eine Multiplexer-Steuerung
nach dem Multiplex-Verfahren über
einen zweiten Bus angesteuert werden und dass die Multiplexer-Steuerung und der
A/D-Wandler von dem Touchscreen-Controller gesteuert werden.
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Bei einem Multi-User-Betrieb ist
vorgesehen, dass die Touchscreens zur Ermöglichung einer gleichzeitigen
Benutzung gleichzeitig angesteuert und deren Touchscreen-Signale
gleichzeitig erfasst werden, wobei ein von dem Touchscreen-Controller an die
Steuereinheit übertragenes
Protokoll zusätzlich
zu den X/Y-Koordinaten- und/oder Schaltzustands-Informationen der Eingabemittel noch
eine Information darüber
enthält,
welcher Touchscreen betätigt
worden ist (Betätigungs-Information).
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und
Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den
diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern
auch aus der nachfolgenden Beschreibung von den Zeichnungen zu entnehmenden
bevorzugten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung von einzelnen Komponenten einer Display-Eingabeeinheit
in perspektivischer Darstellung,
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2 eine
Display-Eingabeeinheit in zusammengesetzter Form,
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3 eine
Schaltungsanordnung zur Steuerung einer mehrere Display-Eingabeeinheiten
umfassende Bedieneinheit bestehend aus Datensplitter und Touchscreen-Controller und
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4 einen
Touchscreen-Controller mit angeschlossenen Touchscreens.
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung rein schematisch eine Display-Eingabeeinheit 10. Die
Display-Eingabeeinheit 10 umfasst ein Display 12 zur
Darstellung von Symbolen 14 wie Text und/oder Grafik im
wesentlichen an jeder beliebigen Position des Displays 12 in
softwaremäßig gesteuerter
Größe und Auflösung.
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Über
dem vorzugsweise als LCD-Display ausgebildeten Display 12 ist
ein berührungsempfindlicher
Flächensensor 16 angeordnet,
dessen Fläche im
Wesentlichen der aktiven Anzeigefläche des Displays 12 entspricht.
Der Flächensensor 16 umfasst beispielsweise
transparente Folien, zwischen denen Kontakte bildende Leiterbahnen
angeordnet sind, die bei mechanischem Druck ein der Position zugeordnetes
elektrisches Signal erzeugen. Die Kombination aus Flächensensor 16 und
Display 12 kann auch als Touchscreen bezeichnet werden.
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Über
dem Flächensensor 16 sind
eine Vielzahl von Eingabemitteln 18 angeordnet, die im
beschriebenen Ausführungsbeispiel
als Tastenblock 20 ausgebildet sind, welche mechanisch
von einem Rahmen 22 gehalten werden, der mechanisch mit dem
Display 12 zur Fixierung des Tastenblocks 20 verbunden
ist. Die Eingabemittel 18 sind als Tastelemente mit Federelementen
aus transparentem Kunststoff ausgebildet. Unterhalb des Tastenelementes 18 ist
eine dem Flächensensor 16 zugeordnete Schaltfläche 24 angeordnet.
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Die Eingabemittel 18 können auch
als Schaltfolie aus transparentem Kunststoff ausgebildet sein, unter
der Bedingung, dass diese einen definierten Druckpunkt für die Schaltfunktion
aufweisen.
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2 zeigt
in perspektivischer Ansicht eine fertig montierte Display-Eingabeeinheit 10,
bei der beispielsweise einem in der Darstellung oben links angeordneten
Tastenelement 26 über
das Display 12 die Beschriftung „Text" zugeordnet ist.
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Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, jedes
einzelne Eingabeelement über
das Display 12 flexibel zu beschriften bzw. zu kennzeichnen
und daher jedem Eingabeelement 18 eine beliebige Funktion
zuzuordnen.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung
ist der Vorteil gegeben, dass eine genaue Positionierung der Eingabeelemente 18 über dem
Flächensensor 16 gewährleistet
ist. Insbesondere kann die Position durch eine Bedienperson erfühlt werden.
Dabei können
die Finger der Bedienperson auf einer Taste liegen und im richtigen
Moment die zugehörige
Funktion auslösen,
wobei insbesondere ein definierter Druckpunkt die Bedienung vereinfacht.
Ferner besteht die Möglichkeit,
die Tastenfunktion und Beschriftung/Grafik über eine Software beliebig
zu steuern. Auch kann durch Änderung
des mechanischen Tastenlayouts eine sehr flexible Anpassung an unterschiedliche
Bedingungen durchgeführt
werden, da die Kombination aus Flächensensor 16 und
Display 14, nachfolgend Touchscreen TOUCH genannt, mechanisch
nicht verändert
werden muss, sondern lediglich eine veränderte Abfrage von X/Y-Koordinaten zu
erfolgen hat.
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3 zeigt
schematisch eine Schaltungsanordnung 28 zur Steuerung einer
Vielzahl von Display-Eingabeeinheiten 10.1...10.N
mit vorzugsweise einem mechanischen Aufbau gemäß 1 und 2, die
Bestandteil einer Bedieneinheit, beispielsweise eines Bedienpults
für einen
Video-Mischer (nicht dargestellt) sind.
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Die Display-Eingabeeinheiten 10.1...10.N sind über einen
Datensplitter DS mit einem Grafikcontroller GC verbunden. Der Datensplitter
DS umfasst Registerdatenspeicher Fifo.1...Fifo.N wie Fifo-RAM's
(first in first out-RAM), die ausgangsseitig über je eine Datenleitung BS.1...BS.N
mit einem der Displays 12.1...12.N verbunden sind
und eingangsseitig über
eine Datenleitung BS mit einem Bildsignal-Ausgang BSA des Grafikcontrollers
GC verbunden sind. Die Registerspeicher Fifo.l...Fifo.N werden über eine
Steuereinheit SE gesteuert, die jeweils über eine Chip-Selekt-Leitung
CS.1...CS.N und eine Adress-Schreib/Lese-Leitung ADR/RW.1...ADR/RW.N
mit dem Registerspeicher Fifo.1...Fifo.N verbunden ist.
Des Weiteren ist das Display 12.1...12.N über eine
Synchronisations-/Takt-Leitung
SYNC/CLK.1...SYNC/CLK.N mit der Steuereinheit 5E verbunden.
Die Steuereinheit SE ist über
eine Leitung mit einem CLK-/SYNC-Ausgang SYNC/CLK des Grafikcontrollers
GC verbunden.
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Erfindungsgemäß erfolgt durch den Datensplitter
DS eine Aufteilung des aus dem Bildsignal-Ausgang BSA des Grafikcontrollers
GC austretenden Bildsignals auf N Grafik-Display-Kanäle mit Hilfe der Registerdatenspeicher
Fifo.1...Fifo.N, die durch Steuersignale steuerbar sind, wobei die
Steuersignale von der Steuereinheit 5E abgeleitet werden,
die ihrerseits Synchronisationssignale über die Leitung CLK/SYNC aus
dem Grafikcontroller GC erhält.
Der Inhalt der Displays 12.1...12.N kann auf einem
dem Datensplitter DS vorgeschalteten Monitor 30 dargestellt
werden, wobei auf dem Bildschirm des Monitors 30 einzelne
Bildsegmente 1–N
erscheinen. Durch den Datensplitter DS ist eine Vollbilddarstellung
der N Bildsegmente auf N separaten Displays 12.1...12.N
möglich,
gegebenenfalls in unterschiedlicher Größe und Auflösung.
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Durch die Darstellung der Bildinhalte
der N Displays auf einem einzigen Monitor 30 kann die Inbetriebnahme
sowie eine Umkonfiguration des Bedienpults auf einfache Weise durchgeführt werden.
Außerdem
wird durch die erfindungsgemäße Anordnung
durch den Datensplitter DS der Hardwareaufwand insoweit verringert,
als dass separate Zuleitungen bzw. separate Grafikcontroller für jedes
Display 12.1...12.N entfallen. Durch die Verwendung
von Display-Eingabeeinheiten 10.1...10.N gemäß 1 und 2 wird zudem der Vorteil erreicht, dass
durch Steuerung der Display-Symbole eine individuelle Funktionsanpassung
der einzelnen Eingabemittel 18 möglich ist.
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Die aus Display 12.1...12.N
und Flächensensor 16.1...16.N
bestehenden Touchscreens TOUCH.1...TOUCH.N werden zu einem einzigen
virtuellen Touchscreen zusammengefasst. In 3 ist ein Touchscreen-Controller TSC-MU
für ein
Multi-User-System dargestellt, mit dem alle Touchscreens gleichzeitig
betrieben werden können.
Der Touchscreen-Controller TSC-MU weist Anschlüsse 32.1...32.N
für X/Y-Koordinaten-
und Schaltzustands-Informationen der Eingabemittel sowie Anschlüsse 34.1...34.N
für Touchscreen-Betätigungs-Signale,
d.h. für
Signale zur Erkennung des betätigten
Touchscreens TOUCH.l...TOUCH.N auf. Ferner ist eine Schnittstelle
COM zur Verbindung mit einem Personalcomputer PC vorgesehen, wobei
ein zu übertragenes
Protokoll X/Y-Koordinaten-, Schaltzustands- und/oder Touchscreen-Betätigungs-Informationen
enthält.
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4 zeigt
einen schematischen Aufbau eines Touchscreen-Controllers TSC-SU für ein Single-User-System. Bei
dieser Systemart kann immer nur ein Touchscreen gleichzeitig bedient
werden. Der Touchscreen-Controller TSC-SU umfasst eine Multiplexer-Steuerung
MUXCON, einen Analog-/Digital-Wandler ADCON sowie eine serielle
Schnittstelle SERPORT. Der Vorteil des Single-User-Systems besteht
darin, dass die serielle Schnittstelle SERPORT an ein standardisiertes
Graphic-Unit-Interface
GUI eines Personalcomputers PC anschließbar ist. Der aus allen Touchscreens
zusammengesetzte virtuelle Touchscreen steuert dann die Applikation.
Dabei wird ein Protokoll erzeugt und übertragen, dass aus X/Y-Koordinaten-
und Schaltzustands-Informationen der
Eingabemittel 18 besteht.
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Gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsform ist jedem Touchscreen TOUCH.l...TOUCH.N
eine Steuereinheit MUX/AD zugeordnet, die jeweils über beispielsweise
vier Leitungen X1, X2; Y1, Y2 mit einem der Touchscreens TOUCH.1...TOUCH.N
verbunden ist. Die Steuereinheiten MUX/AD sind eingangsseitig über eine
Busleitung MUXBUS mit der Multiplexer-Steuerung MUXCON und ausgangsseitig über eine
Busleitung ADBUS mit dem Analog-/Digital-Wandler ADCON verbunden.
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Über
die Signale der Multiplexer-Steuerung MUXCON werden die Steuereinheiten
MUXAD und somit die Touchscreens angesteuert. Bei Betätigung eines
Eingabemittels 18 generiert die Steuereinheit MUXAD einen
der entsprechenden X/Y-Koordinate zugeordneten Schaltzustand in
Form eines Analogwertes, der dem A/D-Wandler über dir Busleitung ADBUS zugeführt wird.
Die in dem Touchscreen-Controller TSC-SU generierten Daten werden schließlich über die
serielle Schnittstelle SERPORT dem Graphic-Unit-Interface GUI des
Personalcomputers zur weiteren Verarbeitung zugeführt.