DE19649573A1

DE19649573A1 - Computer input device for controlling movement on monitor display

Info

Publication number: DE19649573A1
Application number: DE1996149573
Authority: DE
Inventors: Harald Reiter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2016-11-30
Also published as: DE19649573C2

Abstract

The input device allows the hand movement of the computer operator to be converted into movement control signals for an object displayed on the computer monitor screen, using a piezoelectric sensor device (2,3). The input device may be responsive to translatory and/or rotary movement of the operator's hand, converted via a stressor (4) into a corresponding pressure exerted on the sensor device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät zur Übertragung von Bewegungen, insbesondere ein Computer-Eingabegerät, das translatorische- und Drehbewegungen der Hand mittels einer Sensorik erfaßt, in Signale umwandelt, und diese an ein Endgerät überträgt.The invention relates to an input device for transmitting movements, in particular a computer input device, the translational and Rotary movements of the hand recorded by means of sensors, converted into signals, and transmits it to a terminal.

Eingabegeräte zur Übertragung von Handbewegungen sind weit verbreitet und finden vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Als bekannteste Beispiele für Geräte dieser Art können die Computermaus, der Joystick, der Trackball und seit neuerem der Touchpad aufgeführt werden. Der Anwendungsbereich der genannten Eingabegeräte beschränkt sich im allgemeinen auf eine zweidimensionale translatorische Steuerung von Objekten, die auf einem Bildschirm bewegt werden. Eine direkte Übertragung von Drehbewegungen der Hand ist mit diesen Geräten nicht möglich, bzw. nur indirekt, wobei zusätzlich Funktionstasten betätigt werden müssen, um eine Drehbewegung zu bewirken. Insbesondere zur Bewegung von Objekten in dreidimensionalen Räumen, z. B. bei Flugsimulationsprogrammen, oder bei komplizierten Computerspielen sind die Steuermöglichkeiten der bekannten Geräte nicht ausreichend, da weder zweidimensionale Drehbewegungen nach dreidimensionale Bewegungen der Hand übertragbar sind.Input devices for transmitting hand movements are widely used and find a wide range of applications. As the best known examples of devices This type of computer mouse, joystick, trackball and more recently the touchpad are listed. The scope of the above Input devices are generally limited to a two-dimensional one Translational control of objects that are moved on a screen. A direct transmission of rotary movements of the hand is with these devices not possible, or only indirectly, with additional function keys being pressed need to cause a rotary motion. Especially for the movement of Objects in three-dimensional spaces, e.g. B. in flight simulation programs, or in the case of complicated computer games, the control options are known devices are not sufficient, since neither two-dimensional Rotational movements after three-dimensional movements of the hand are transferable.

Darüber hinaus benötigen die bekannten Eingabegeräte einen nicht unerheblichen Aktionsradius und sind somit für das Arbeiten auf beengten Schreibtischen oder ohne eine ebene Unterlage, die als Aufsetzfläche dient, nicht geeignet. Solche Bedingungen ergeben sich beim Arbeiten in öffentlichen Verkehrsmitteln, Flugzeugen und Autos, wenn z. B. an einem Laptop gearbeitet wird, ohne eine Arbeitsfläche zur Verfügung zu haben. Für diese Bereiche wurden Trackballs und der Touchpad von APPLE entwickelt, die jedoch sehr gewöhnungsbedürftig sind und außerdem nur zweidimensionale Steuerung erlauben.In addition, the known input devices require a not inconsiderable amount Action radius and are therefore for working on cramped desks or Not suitable without a flat surface that serves as a contact surface. Such Conditions arise when working in public transport, Airplanes and cars, e.g. B. is working on a laptop without one To have work space available. Trackballs and developed the APPLE touchpad, which, however, takes some getting used to and also only allow two-dimensional control.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Geräte zeigt sich beim Arbeiten unter staubigen und schmutzigen Bedingungen, wenn die mechanischen Bestandteile der Geräte wegen Verschmutzung ausfallen oder öfter gereinigt werden müssen.Another disadvantage of the known devices is shown when working under dusty and dirty conditions when the mechanical components of the Devices fail due to contamination or need to be cleaned more often.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Eingabegerät, insbesondere ein Computer-Eingabegerät zu schaffen, mit dem Handbewegungen erfaßt und zu Endgeräten übertragen werden können und das auf möglichst kleinem Raum bedient werden kann.It is therefore the object of the invention to provide an input device, in particular a Create computer input device with which hand movements are captured and recorded Devices can be transferred and in the smallest possible space can be operated.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part of claim 1 specified features. Appropriate configurations of the Invention result from the subclaims.

Durch die Verwendung einer Piezosensorik ist bereits eine kleine Verlagerung des Druckpunkts ausreichend, um ein Steuersignal zu erzeugen. Folglich muß das Eingabegerät nur über kurze Distanzen bewegt werden, um eine Steuerung zu bewirken. Die erzeugten Signale werden mit Hilfe eines Übertragungsmittels an das Endgerät übertragen, wobei im einfachsten Fall ein Kabel verwendet wird, z. B. aber auch eine Infrarotübertragung möglich ist.By using a piezo sensor, a small displacement of the Pressure point sufficient to generate a control signal. Consequently, that Input device can only be moved over short distances to control cause. The signals generated are transmitted to the Transfer terminal, in the simplest case a cable is used, for. B. but infrared transmission is also possible.

Das Eingabegerät kann je nach Anwendungszweck unterschiedliche Sensoren aufweisen, die entweder translatorische oder auch Drehbewegungen erfassen. Vorzugsweise besteht die Sensorik aus Sensoren, die eine transversale Bewegung messen und aus Sensoren die für die Messung der Drehbewegungen zuständig sind, so daß insgesamt jede mögliche dreidimensionale Bewegung einer Hand erfaßt werden kann. Einfachere Anwendungsprogramme, wie z. B. ein Textverarbeitungsprogramm, bei denen lediglich ein Mauszeiger gesteuert werden muß, kommen dagegen mit einer rein zweidimensionalen Piezosensorik aus.Depending on the application, the input device can have different sensors have that detect either translational or rotational movements. The sensor system preferably consists of sensors that have a transverse movement measure and from sensors responsible for measuring the rotary movements are, so that all possible three-dimensional movement of a hand can be detected. Simpler application programs, such as B. a Word processing program in which only a mouse pointer is controlled must, on the other hand, get by with a purely two-dimensional piezo sensor system.

Um eine Bewegung piezosensorisch erfassen zu können, gibt es erfindungsgemäß grundsätzlich zwei Lösungen:
Eine Möglichkeit ist, die Bewegung auf einen Stressor zu übertragen, der einen entsprechenden Druck auf die Sensorik ausübt. Die Änderung des Druckpunktes auf die Sensoren erzeugt ein Steuersignal, das an ein Endgerät, z. B. an einen Computer oder einen Roboterarm, übertragen wird. Der Anstieg des Druckes kann dabei erfaßt und z. B. als Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Mauszeigers interpretiert werden. Ein Absinken der Spannung auf den Ursprungswert würde analog als Stoppen der Zeigerbewegung interpretiert werden. Diese Variante entspricht der Bedienung eines Joysticks, bei der sich das Eingabegerät selbst nach der aktiven Eingabe zentriert.In order to be able to detect movement by piezosensor, there are basically two solutions according to the invention:
One possibility is to transfer the movement to a stressor, which exerts a corresponding pressure on the sensors. The change in the pressure point on the sensors generates a control signal that is sent to a terminal, e.g. B. is transferred to a computer or a robot arm. The increase in pressure can be detected and z. B. interpreted as a change in the speed of movement of the mouse pointer. A drop in the voltage to the original value would be interpreted analogously as stopping the pointer movement. This variant corresponds to the operation of a joystick, in which the input device centers itself after the active input.

Die Sensorik befindet sich vorzugsweise wenigstens teilweise im Innenraum des Gerätes, wo sie vor Staub, Schmutz und Feuchtigkeit geschützt ist. Um die im Innenraum befindliche Sensorik belasten zu können, ist ein Stressor mit Fortsatz vorgesehen, der aus dem Innenraum herausragt und der Fortsatz bei einer Bewegung des Eingabegerätes ausgelenkt wird. Der Fortsatz kann dabei auch einstückig mit dem Stressor gebildet sein. Die auf den Fortsatz wirkende Kraft wird über den Stressor auf die Sensorik übertragen, wodurch entsprechende Signale erzeugt werden.The sensor system is preferably located at least partially in the interior of the Device where it is protected from dust, dirt and moisture. To the in To be able to load the sensors located inside is a stressor with extension provided that protrudes from the interior and the extension at one Movement of the input device is deflected. The extension can also be integrally formed with the stressor. The force acting on the extension becomes transmitted to the sensor system via the stressor, which generates corresponding signals be generated.

Dabei ist der Fortsatz vorzugsweise flexibel ausgebildet, z. B. mit einer Spiralfeder, oder er besteht aus einem geeigneten flexiblen Plastikmaterial.The extension is preferably flexible, z. B. with a spiral spring, or it is made of a suitable flexible plastic material.

Zur Übertragung der Bewegung wird der Stressorfortsatz auf eine geeignete Unterlage aufgesetzt. Eine bessere Kraftübertragung kann erreicht werden, wenn das aufgesetzte Ende des Fortsatzes gut haftfähig ausgebildet ist und z. B. aus einem weichen Gummimaterial oder aus einem Saugnapf gebildet ist. To transfer the movement, the stressor extension is placed on a suitable one Put on the pad. Better power transmission can be achieved, though the attached end of the extension is well adherent and z. B. from a soft rubber material or a suction cup.

Ebenso kann der Stressorfortsatz fest auf einer Grundplatte montiert sein, so daß Bewegungen in vertikaler Richtung und insbesondere das Anheben des Gehäuses ermöglicht wird, ohne den Kontakt mit der Unterlage zu verlieren. Wenn darüber hinaus die Verbindung lösbar gebildet ist, können verschiedene Gehäusetypen oder Eingabegeräte mit unterschiedlichen Funktionen einfach gewechselt werden. Die lösbare Verbindung kann z. B. aus einer Aufnahme in der Grundplatte mit einem Verriegelungsmechanismus bestehen, in die der Stressorfortsatz eingesteckt wird. Ebenso wäre ein Gehäuse zweckmäßig, das teilweise geöffnet werden kann, um einen Stressor einzusetzen oder herauszunehmen.Likewise, the stress extension can be firmly mounted on a base plate, so that Movements in the vertical direction and in particular lifting the housing is made possible without losing contact with the pad. If about it In addition, the connection is made detachable, different types of housing or input devices with different functions can be easily changed. The detachable connection can, for. B. from a recording in the base plate there is a locking mechanism into which the stress extension is inserted becomes. It would also be useful to have a housing that can be partially opened, to insert or remove a stressor.

Beim Einsatz von Eingabegeräten, die eine unterschiedliche Funktion erfüllen sollen, wird die gewünschte Betriebsart (Joystick oder Maus) vorzugsweise mittels einer Treibersoftware bestimmt.When using input devices that are to perform a different function, the desired operating mode (joystick or mouse) is preferably by means of a Driver software determined.

Eine weitere Möglichkeit Bewegungen mittels Piezosensorik zu übertragen, besteht darin, eine Fläche des Gerätes als piezosensorische Fläche auszubilden. Vorzugsweise ist ein Fläche des Gerätes gekrümmt geformt, so daß sie auf einer Unterlage abrollt und durch das Abwandern des Druckpunktes die Bewegung erfaßt wird. Alternativ kann auch die Unterlage eine piezosensorische Fläche aufweisen und gekrümmt geformt sein, so daß ein Stressor auf ihr bewegt werden kann und die Druckpunktveränderung ein Steuersignal erzeugt.Another possibility is to transmit movements by means of piezo sensors in forming a surface of the device as a piezosensory surface. Preferably, a surface of the device is curved so that it is on a Underlay rolls and the movement by moving the pressure point is detected. Alternatively, the base can also be a piezosensory surface have and be curved so that a stressor can be moved on it can and the pressure point change generates a control signal.

Vorzugsweise weist der bewegte Teil eine piezosensorische, gekrümmt geformte Fläche auf, die gegen eine Unterlage drückt, so daß die Handbewegungen durch das Abwandern des Druckpunktes erfaßt werden. Die Unterlage kann dabei ein ebenfalls gekrümmter, unbewegter Teil des Eingabegerätes, aber auch jede beliebige andere Abrollfläche, wie z. B. eine Tischoberfläche sein.The moving part preferably has a piezosensory, curved shape Surface that presses against a surface so that the hand movements through the migration of the pressure point can be detected. The document can be a also curved, still part of the input device, but also each any other rolling surface, such as. B. be a table surface.

Wie bereits erwähnt, kann das Eingabegerät je nach Einsatzzweck mit einer Sensorik ausgestattet sein, die nur bestimmte Bewegungsrichtungen erfaßt. Sind dagegen mehr Sensoren als für den Anwendungszweck notwendig vorhanden, so können die freien Sensoren z. B. mittels eines Softwaretreibers deaktiviert oder als neue Funktion definiert werden. Selbstverständlich können auch die für das Anwendungsprogramm benötigten Sensoren neu belegt werden, so daß benutzerspezifische Einstellungen möglich sind.As already mentioned, the input device can be used with a Be equipped with sensors that only detect certain directions of movement. are on the other hand, there are more sensors than necessary for the application, so can the free sensors z. B. deactivated by means of a software driver or as new function can be defined. Of course, those for the Application program required sensors are reassigned so that user-specific settings are possible.

Zusätzlich kann das Eingabegerät auch Kontrollknöpfe aufweisen, die z. B. den Kontrollknöpfen einer herkömmlichen Maus entsprechen können.In addition, the input device can also have control buttons which, for. B. the Control buttons can correspond to a conventional mouse.

Durch die Bewegung des Eingabegeräts mit der Hand, kann die Piezosensorik aufgewärmt werden oder Temperaturschwankungen unterliegen. Da der piezoelektrische Effekt temperaturabhängig ist, wird vorzugsweise eine Temperaturkompensation vorgenommen.By moving the input device by hand, the piezo sensor system can be warmed up or subject to temperature fluctuations. Since the piezoelectric effect is temperature-dependent, is preferably a Temperature compensation made.

Durch das Ummanteln der Sensorik oder das Anbringen eines Gehäuses kann die Sensorik zusätzlich nach außen hin vor Schmutz und Staub geschützt werden, wobei darauf geachtet werden sollte, daß die Form des Gehäuses eine einfache Handhabung gewährleistet.By coating the sensors or attaching a housing, the Sensors are additionally protected from dirt and dust on the outside, whereby care should be taken that the shape of the housing is a simple Handling guaranteed.

Das Gehäuse ist vorzugsweise wenigstens z. T. flexibel geformt, so daß es auf der Unterlage zumindest geringfügig nach oben und unten bewegt werden kann und dem Benutzer erlaubt, in vertikale Richtung Druck bzw. Zug auszuüben, wobei das Gehäuse die Bewegung stabilisiert. Dieses Signal kann z. B. als ein Zoomen bzw. Entfernen eines Objekts am Bildschirm interpretiert werden.The housing is preferably at least z. T. flexibly shaped so that it is on the Underlay can be moved up and down at least slightly and allows the user to exert pressure or tension in the vertical direction, the Housing stabilizes the movement. This signal can e.g. B. as a zoom or Removing an object can be interpreted on the screen.

Insbesondere für die dreidimensionale Bewegung des Eingabegerätes ist eine handergonomische Form wünschenswert, die Fingervertiefungen aufweist und einen Auflagebereich für die Handfläche bietet. One is particularly for the three-dimensional movement of the input device ergonomic shape desirable, which has finger depressions and provides a palm rest area.

Für die Übertragung von Schreibbewegungen ist es vorteilhaft, die beim Schreiben oder Zeichnen entstehenden Winkeländerungen durch eine geeignete Sensorik zu erfassen. Dabei ist es von Vorteil, daß das Gehäuse eine stiftähnliche Form hat.For the transmission of write movements, it is advantageous to use it when writing or drawing the resulting changes in angle using suitable sensors capture. It is advantageous that the housing has a pin-like shape.

Einerseits ist es möglich, die Schreibbewegungen an einem Punkt durchzuführen, wenn z. B. ein Stressor mit einem fußähnlichem Fortsatz vorgesehen ist, der auf einer Unterlage fixiert ist, und relativ zu diesem Fixpunkt Schreib- oder Zeichenbewegungen durchgeführt werden. In diesem Fall ist allerdings eine Bewegungsumsetzung durch eine Software nötig, welche Deflexionen nicht in eine Beschleunigung des Mauszeigers umsetzt, sondern in eine proportionale Positionierung.On the one hand, it is possible to carry out the writing movements at one point, if e.g. B. a stressor is provided with a foot-like extension on a document is fixed, and relative to this fixed point writing or Character movements are performed. In this case, however, is one Movement implementation by software necessary, which deflections do not turn into a Acceleration of the mouse pointer converts, but in a proportional Positioning.

Andererseits ist es auch möglich, ein stiftähnliches Eingabegerät zu schaffen, das ein Schreibmedium wie z. B. Tinte oder eine Mine enthält, das wie ein Stift verwendet wird und die Schrift oder Zeichnung gleichzeitig auf der Schreibunterlage (Papier) und auf dem Bildschirm erscheint.On the other hand, it is also possible to create a pen-like input device that a writing medium such as B. contains ink or a lead, which is like a pen is used and the writing or drawing on the same time Writing pad (paper) and appears on the screen.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn der Stressor oder mit dem Stressor verbundene Elemente automatisch ein ihre zentrierte Position zurückkehren.It is also advantageous if the stressor or connected to the stressor Elements automatically return to their centered position.

Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen sind nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:Further embodiments of the invention are described below with reference to the Figures explained by way of example. Show it:

Fig. 1a eine Schnittansicht einer Piezomaus in Ruhestellung; FIG. 1a is a sectional view of a piezo mouse in rest position;

Fig. 1b eine Schnittansicht der Piezomaus, die nach links ausgelenkt ist; FIG. 1b is a sectional view of the piezo mouse which is deflected to the left;

Fig. 2 verschiedene Ansichten einer Piezomaus; FIG. 2 shows various views of a piezo mouse;

Fig. 3 eine stiftähnliches Eingabegerät das nach dem Prinzip der Piezomaus in den Fig. 1 und 2 funktioniert; A pen-like input device that works Figure 3 according to the principle of the piezo mouse in Figures 1 and 2..;

Fig. 4 ein Eingabegerät mit piezosensorischer Fläche; Fig. 4 is an input device with piezosensorischer surface;

Fig. 5a, 5b weitere Ansichten des Eingabegeräts in Fig. 4; FIG. 5a, 5b show further views of the input device in FIG. 4;

Fig. 6a eine Ausführungsform mit piezosensorischer Fläche in Ruhestellung; FIG. 6a shows an embodiment with piezosensorischer surface in the rest position;

Fig. 6b eine Ausführungsform nach Fig. 6a in nach rechts ausgelenkter Stellung; 6b shows an embodiment according to Figure 6a is deflected to the right in the position..;

Fig. 7a eine Ansicht einer als Stift verwendbaren Eingabegeräts in Ruheposition; und FIG. 7a is a view of a pin used as the input device in rest position; and

Fig. 7b eine Ansicht eines als Stift verwendbaren Eingabegeräts in Schreibposition. FIG. 7b is a view of a pin used as the input device in writing position.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Eingabegerät in Form einer Piezomaus (1), die sich in ihrer neutralen Ruheposition befindet. Im Innenraum der Maus sind mehrere piezoelektrische Sensoren angeordnet, wobei piezoelektrische Drucksensoren (2) und piezoelektrische Torsionssensoren (3) zu unterscheiden sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Sensoren (2, 3) so angeordnet, daß dreidimensionale translatorische und Drehbewegungen in einer Horizontalebene erfaßt werden können. Im Zentrum der Sensaranordnung befindet sich ein kugelförmiger Stressor (4) der entsprechend der ausgeführten Bewegung einen Druck auf die Piezosensorik ausübt. Unterhalb des Stressors (4) befindet sich ein fußähnlicher Fortsatz (5), der auf einer festen Unterlage (6) aufgesetzt wird. Die Feder (7) hat an ihrem aufsetzenden Ende ein Haftelement (8), das auf festen Oberflächen genügend Reibung erzeugt, um bei einer Bewegung des Eingabegerätes (1) nicht zu verrutschen. Fig. 1 shows the input device according to the invention in the form of a piezo mouse ( 1 ), which is in its neutral rest position. Several piezoelectric sensors are arranged in the interior of the mouse, a distinction being made between piezoelectric pressure sensors ( 2 ) and piezoelectric torsion sensors ( 3 ). In this exemplary embodiment, the sensors ( 2 , 3 ) are arranged in such a way that three-dimensional translatory and rotary movements can be detected in a horizontal plane. In the center of the sensor arrangement there is a spherical stressor ( 4 ) which exerts pressure on the piezo sensor system in accordance with the movement performed. Below the stressor ( 4 ) there is a foot-like extension ( 5 ) which is placed on a solid base ( 6 ). The spring ( 7 ) has an adhesive element ( 8 ) at its fitting end, which generates enough friction on solid surfaces so that it does not slip when the input device ( 1 ) moves.

Die Sensorik (2, 3) und der Stressor (4) sind von einem Gehäuse (9) umgeben. Wenn das Gehäuse (9) durch Druck in vertikaler Richtung belastet wird, kann der hintere Bereich des Gehäuses (9), der von der Unterlage etwas beabstandet ist, nach unten ausweichen und erlaubt somit das Zusammendrücken der Feder (7). Der vordere Bereich und die Seitenbereiche (10) des Gehäuses (9) halten dabei innerhalb eines begrenzten vertikalen Bereichs ständig Kontakt zur Unterlage (6), so daß die Piezomaus (1) stabil geführt werden kann.The sensors ( 2 , 3 ) and the stressor ( 4 ) are surrounded by a housing ( 9 ). If the housing ( 9 ) is loaded by pressure in the vertical direction, the rear region of the housing ( 9 ), which is slightly spaced from the base, can deflect downward and thus allow the spring ( 7 ) to be compressed. The front area and the side areas ( 10 ) of the housing ( 9 ) keep constant contact with the base ( 6 ) within a limited vertical area, so that the piezo mouse ( 1 ) can be guided stably.

In Fig. 1b ist die Piezomaus (1) nach links ausgelenkt, so daß der fußähnliche Fortsatz (5) abgewinkelt wird. Der bewegliche Stressor übt mit zunehmender Auslenkung auch einen ansteigenden Druck auf die Piezosensoren aus. Bei der Auslenkung nach links werden die im Bild rechts gezeichneten Sensaren entsprechend stärker belastet und die links gezeichneten Sensoren entlastet. Der oben dargestellte Torsionssensor (3) erzeugt kein Signal, da keine Drehbewegung durchgeführt wird. Der Anstieg des Drucks auf die rechts dargestellten Sensoren kann z. B. als eine Veränderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Mauszeigers interpretiert werden, wobei sich die Geschwindigkeit des Mauszeigers mit der Zunahme des Drucks erhöht. Ein Absinken der Sensorspannung auf den Ursprungswert würde analog als Stoppen der Mausbewegung interpretiert werden.In Fig. 1b the piezo mouse ( 1 ) is deflected to the left so that the foot-like extension ( 5 ) is angled. As the deflection increases, the movable stressor also exerts increasing pressure on the piezo sensors. When deflecting to the left, the sensors shown in the picture on the right are subjected to a correspondingly higher load and the sensors shown on the left are relieved. The torsion sensor ( 3 ) shown above does not generate a signal because no rotary movement is carried out. The increase in pressure on the sensors shown on the right can e.g. B. interpreted as a change in the speed of movement of the mouse pointer, the speed of the mouse pointer increasing with the increase in pressure. A drop in the sensor voltage to the original value would be interpreted analogously as stopping the mouse movement.

Das Gehäuse (9) schützt die Sensorik und die mechanischen Elemente gegen Schmutz, Staub und Feuchtigkeit.The housing ( 9 ) protects the sensors and the mechanical elements against dirt, dust and moisture.

Fig. 2 zeigt verschiedene Ansichten der Piezomaus (1), deren Gehäuse handergonomisch geformt ist. Insbesondere sind seitlich Vertiefungen (11, 12, 13) für den Daumen und vorne für den zweiten und dritten Finger vorgesehen. An diesen Stellen befinden sich Maustasten, die im Gehäuse integriert sind. Der mittlere Bereich des Gehäuses ist höckerartig erhöht und bietet der Hand eine Auflagefläche (15), damit die Maus in entspannter Weise geführt werden kann. Fig. 2 shows different views of the piezo mouse ( 1 ), the housing of which is ergonomically shaped. In particular, depressions ( 11 , 12 , 13 ) are provided on the side for the thumb and in front for the second and third fingers. At these points there are mouse buttons that are integrated in the housing. The middle area of the housing is raised like a hump and offers the hand a support surface ( 15 ) so that the mouse can be guided in a relaxed manner.

Das Gehäuse (9) liegt im vorderen Bereich (16) auf der Unterlage (6) auf und ist dagegen im hinteren Bereich (17) von der Unterlage abgehoben. Der vordere und seitliche aufliegende Bereich gewährleistet durch die Einhaltung eines Kontakts mit der Unterlage eine stabile Führung der Maus, wenn in begrenztem Maße in vertikaler Richtung Druck bzw. Zug auf die Maus ausgeübt wird.The housing ( 9 ) lies in the front area ( 16 ) on the base ( 6 ) and, in contrast, is lifted off the base in the rear area ( 17 ). By maintaining contact with the surface, the front and side overlying area ensures stable guidance of the mouse if pressure or tension is exerted on the mouse to a limited extent in the vertical direction.

Fig. 3 zeigt das Gehäuse eines Eingabegeräts, das nach dem gleichen Prinzip wie die Piezomaus (1) aus den Fig. 1 bis 2 funktioniert. Das Gehäuse ist jedoch als Griffel (18) mit Vertiefungen (14) ausgebildet, welcher der Griffhaltung einer Hand, wenn sie einen Bleistift oder einen ähnlichen Gegenstand hält, entspricht. Dieser Entwurf dient dazu, Schreib- oder Zeichenbewegungen exakt in Steuerbewegungen umzusetzen. Der Benutzer schreibt oder zeichnet dabei quasi auf der Stelle, indem er um den Fixpunkt, der durch das auf der Unterlage haftende Ende des Stressorfortsatzes definiert ist, Winkelbewegungen ausführt. Das Schreiben auf der Stelle erfordert allerdings eine andere Bewegungsumsetzung, die hier durch die Treibersoftware ausgeführt wird. In diesem Fall werden Auslenkungen nicht in Beschleunigung des Mauszeigers umgesetzt, sondern in eine propartionale Positionierung. Die Bewegung, die die Hand in Schreibrichtung durchführt, wird ebenfalls per Software simuliert. Fig. 3 shows the housing of an input device, which works on the same principle as the piezo mouse ( 1 ) from Figs. 1 to 2. However, the housing is designed as a stylus ( 18 ) with depressions ( 14 ), which corresponds to the grip position of a hand when it is holding a pencil or a similar object. This design serves to translate writing or drawing movements exactly into control movements. The user quasi-writes or draws on the spot by making angular movements around the fixed point, which is defined by the end of the stress extension that adheres to the base. However, writing on the spot requires a different movement implementation, which is carried out here by the driver software. In this case, deflections are not converted into acceleration of the mouse pointer, but into proportional positioning. The movement that the hand performs in the direction of writing is also simulated by software.

Fig. 4 zeigt einen Entwurf, der eine Konkurrenzlösung zur derzeitigen Maus darstellt. Diese Ausführungsform weist auf der Unterseite einen piezosensorischen Boden (19) auf, der auf einer Tischoberfläche (20) liegt. Eine zusätzliche Reibungsschicht (21) sorgt für Rutschfestigkeit. Durch das Kippen der Maus zur Seite verändert sich die Lage des Druckpunktes auf der piezosensorischen Fläche (19). Diese Druckpunktveränderung kann als beschleunigungsvektorielles oder positionales Steuersignal durch die Treibersoftware umgesetzt werden. Dieser Entwurf ist eine sehr einfache Ausführungsform einer Maus, die keine mechanischen Bestandteile enthält und die insbesondere für den Anwendungsbereich der bislang bekannten Maus geeignet ist. Figure 4 shows a design that represents a competitive solution to the current mouse. This embodiment has a piezosensory base ( 19 ) on the underside, which lies on a table surface ( 20 ). An additional friction layer ( 21 ) ensures slip resistance. Tilting the mouse to the side changes the position of the pressure point on the piezosensory surface ( 19 ). This pressure point change can be implemented as an acceleration vectorial or positional control signal by the driver software. This design is a very simple embodiment of a mouse, which contains no mechanical components and which is particularly suitable for the area of application of the mouse known to date.

Die Fig. 5a und 5b zeigen eine weitere Form der Maus in Fig. 4. Hier sind zusätzlich Vertiefungen (22) für eine entspanntere Handhaltung und Druckknöpfe (23) in den Vertiefungen vorgesehen, die in ihrer Funktion z. B. den Druckknöpfen der bekannten Maus entsprechen können. Vom Mauskörper führt ein Kabel (24) zu einem Endgerät (nicht gezeigt), mit dem die Bewegungssignale übertragen werden. FIGS. 5a and 5b show a further form of the mouse in FIG. 4. Here, recesses (22) are additionally provided for a relaxed hand position and push buttons (23) in the wells in, for their function. B. can correspond to the push buttons of the known mouse. A cable ( 24 ) leads from the mouse body to a terminal (not shown) with which the movement signals are transmitted.

Fig. 6a zeigt eine Ausführungsform eines Computereingabegerätes mit piezosensorischer Fläche (25) in neutraler Ruhestellung, wobei hier die piezosensorische Fläche (25) in einem Sockel (26) vorgesehen ist. Bei diesem Entwurf weist ein Sockel eine Mulde (27) auf, in die eine piezosensorische Fläche (25) integriert ist. In dieser Mulde (27) liegt ein rund ausgeformter Stressor (28), dessen Unterseite zur Erhöhung der Rutschfestigkeit mit einer Reibungsschicht (29) belegt ist. Bewegungen können analog zur Ausführungsform in den Fig. 4 und 5 durch Druckpunktwanderung erfaßt werden. FIG. 6a shows an embodiment of a computer input device with piezosensorischer surface (25) in a neutral rest position, in which case the piezo sensory surface (25) is provided in a base (26). In this design, a base has a trough ( 27 ) into which a piezosensory surface ( 25 ) is integrated. In this recess ( 27 ) there is a round-shaped stressor ( 28 ), the underside of which is coated with a friction layer ( 29 ) to increase the slip resistance. Movements can be detected analogously to the embodiment in FIGS. 4 and 5 by pressure point migration.

Des weiteren können Funktionstasten am Sockel (26) oder am Stressor (28) vorgesehen sein. Die Übertragung von Bewegungen ist bei dieser Ausführungsform auf zwei Dimensionen beschränkt.Furthermore, function keys can be provided on the base ( 26 ) or on the stressor ( 28 ). The transmission of movements in this embodiment is limited to two dimensions.

Der Entwurf in Fig. 7 erfüllt die Funktionen eines Kugelschreibers oder eines ähnlichen Schreibgeräts mit Schreibmine. Die Schreibbewegungen werden piezosensorisch erfaßt, indem die Mine (30) bewegt durch die Schreibbewegungen - auf seitlich von der Schreibmine angeordnete Piezosensoren (31) drückt. Da mit dieser sensorischen Anordnung eine Veränderung des Winkels zwischen der Hand und der Schreibrichtung nicht erfaßt wird, muß diese Winkelveränderung mit einer zusätzlichen Sensorik erfaßt werden. Die Differenzierung zwischen Schreib- und Aufsetzauslenkung der Mine kann mit der Treibersoftware kalibriert werden. In der Ruhelage des Eingabestiftes (32) ist die Mine (30) durch dämpfende und stabilisierende Elemente (33) zentriert. Beim Aufsetzen der Mienenspitze mit dem Ball (34) wird ein mittlerer Bereich der Miene gegen die Piezosensoren gedrückt, wodurch ein Signal erzeugt wird. Während des Schreibens fließt - wie bei jedem herkömmlichen Kugelschreiber die Tinte (35) auf das Papier (36). Gleichzeitig kann auf einem Bildschirm das Geschriebene oder Gezeichnete betrachtet werden. Nach dem Absetzen des Stiftes (32) zentriert sich die Mine (30) von selbst.The design in Fig. 7 fulfills the functions of a ballpoint pen or a similar writing instrument with a writing lead. The writing movements are detected piezosensory by the lead ( 30 ) moving through the writing movements - pressing on piezo sensors ( 31 ) arranged on the side of the writing lead. Since a change in the angle between the hand and the writing direction is not detected with this sensor arrangement, this change in angle must be detected with an additional sensor system. The driver software can be used to calibrate the differentiation between write and surface deflection of the mine. In the rest position of the stylus ( 32 ), the lead ( 30 ) is centered by damping and stabilizing elements ( 33 ). When the lead tip is placed on the ball ( 34 ), a central area of the lead is pressed against the piezo sensors, whereby a signal is generated. During writing, as with any conventional ballpoint pen, the ink ( 35 ) flows onto the paper ( 36 ). At the same time, what is written or drawn can be viewed on a screen. After depositing the pin ( 32 ), the lead ( 30 ) centers itself.

Claims

1. Input device, in particular for computer input with a sensor system for detecting movements and a transmission means for transmitting the generated signals to terminals, characterized in that movements are detected by means of a piezo sensor system ( 2 , 3 ).

2. Input device according to claim 1, characterized in that a piezo sensor system ( 2 , 3 ) is provided which detects translational and / or rotary movements.

3. Input device according to claim 2, characterized in that a stressor ( 4 ) is provided which exerts a pressure on the piezo sensor system ( 2 , 3 ) according to the movement.

4. Input device according to claim 3, characterized in that the stressor ( 4 ) has an extension ( 5 ) which at least partially protrudes from the interior of the input device ( 1 ) so that it is deflected during a movement.

5. Input device according to claim 4, characterized in that the extension ( 5 ) has a flexible element ( 7 ).

6. Input device according to claim 5, characterized in that the touching end of the extension ( 5 ) is formed as an adhesive ( 8 ).

7. Input device according to claim 4, characterized in that the stress extension ( 5 ) is fixedly connected to a base plate.

8. Input device according to claim 1, characterized in that a surface of the device is designed as a piezosensory surface ( 19 , 25 ).

9. Input device according to claim 8, characterized in that the piezosensory surface ( 19 , 25 ) and / or the stressor ( 28 ) is curved.

10. Input device according to claim 9, characterized in that it has a piezosensory curved surface ( 19 ) which presses against a suitable base ( 20 ), and hand movements are detected by moving the pressure point.

11. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that control buttons ( 1 , 23 ) are provided.

12. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that it has a hand-ergonomic farm with finger depressions ( 11 , 12 , 13 ) or a support area ( 15 ) for the palm.

13. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that at least the sensor system ( 2 , 3 ) is completely protected from the outside by a casing or a housing ( 9 ).

14. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that Changes in angle detected by a suitable arrangement of the sensors can be.

15. Input device according to claim 14, characterized in that it has a pen-like shape.

16. Input device according to claim 15, characterized in that a writing medium ( 35 ) is provided (ink), the input device can be used as a pen ( 32 ) and the movements on a support ( 36 ) (paper) and on a screen become visible.

17. Input device according to claim 16, characterized in that the pen function can be activated and deactivated.

18. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that a software driver is provided with which the transmission of the Movements is adjustable.

19. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the stressor ( 5 , 30 ) automatically returns to a centered position.

20. Input device according to one of the preceding claims, characterized in that the piezo sensor system ( 2 , 3 , 31 ) is temperature compensated.