DE19849460A1 - Einrichtung und Verfahren zur schnellen Textauswahl aus einer Liste mittels einer numerischen Telefontastatur - Google Patents

Einrichtung und Verfahren zur schnellen Textauswahl aus einer Liste mittels einer numerischen Telefontastatur

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Abstract

Die Erfindungsaufgabe, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Textauswahl aus einem elektronischen Speicher mittels einer numerischen Telefontastatur zu entwickeln, wurde dadurch gelöst, daß eine digitale Telefontastatur, die mit mindestens einem, eine auf eine oder mehreren Tasten ausgeübte Anpreßkraft ermittelnden Andrucksensor, einer eine Eingabe über Tastenbetätigung verarbeitenden Steuerelektronik und mit einem Display mit Textanzeige ausgestattet ist, vorgeschlagen wurde, wobei die aufgewendete, auf die Tasten der digitalen Telefontastatur aufgebrachte Druckkraft durch einen Andrucksensor für jede Taste erfaßt und gemessen wird, der jeweilige Druckwert an eine Steuerelektronik gegeben und dort verarbeitet wird, der gemessene Druckwert auf einem Display für jede Taste angezeigt wird, worauf der aufgebrachte Druckwert für die bediente Taste verändert und nach Erreichen des auf dem Display angezeigten richtigen Druckwertes der Anpreßdruck für jede bediente Taste und eine Information über die ausgewählte Taste der weiteren Meßwertverarbeitung zugeführt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur schnellen Textauswahl aus einer Liste mittels einer numeri­ schen Telefontastatur und eine Konstruktion zur schnellen und einfachen Auswahl von Buchstaben aus einem elektro­ nischen Telefonbuch.
Um Buchstaben mit einer numerischen Tastatur einzugeben, werden üblicherweise jeweils mehrere Buchstaben einer Zifferntaste zugeordnet.
Elektronische Telefone mit Display sind heute überwiegend mit elektronischen Telefonverzeichnissen ausgestattet, die es erlauben, ungefähr einhundert Namen mit zugehörigen Telefonnummern zu speichern. Die Gewohnheiten, Kosten und der knappe Platz haben dazu geführt, daß die ursprünglich nur für Zahleneingabe konzipierte Zifferntastatur weiterhin in Verwendung bleibt.
Da weitaus weniger Tasten vorhanden sind als notwendig wären, um Buchstaben und internationale Sonderzeichen einzu­ geben, ist eine Mehrfachbelegung der Zifferntasten nötig. Dafür hat sich eine einheitliche alphabetische Reihenfolge etabliert.
Um einen beliebigen Eintrag aus dem elektronischen Ver­ zeichnis abzurufen, sind folgende Schritte nötig:
  • - Funktion "Telefonbuch" wählen
  • - Einen oder mehrere Anfangsbuchstaben der gewünschten Per­ son eintippen. Möglichst viele Zeichen sind wünschens­ wert, damit das Ergebnis eindeutig ist; jedoch ist die Buchstabeneingabe durch die Mehrfachbelegung umständlich. Um zwei Buchstaben einzugeben, müssen bis zu acht Tasten betätigt werden.
  • - Eine Taste "Eingabe" beendet die Eingabe und wechselt zur Verzeichnisanzeige. Dieser Schritt wird bei manchen Lö­ sungen ausgelassen, um den Prozeß abzukürzen; dadurch wird jedoch der Eingabemodus verwirrend. In diesem Fall ist zweideutig, ob die Pfeiltasten sich auf die Eingabe­ zeichenfolge oder die Verzeichnisliste beziehen.
  • - Im Verzeichnis ist der zur Texteingabe alphabetisch nächste Eintrag hervorgehoben. Wenn dies der gewünschte Eintrag ist, kann er direkt gewählt werden. Anderenfalls ist es nötig, mit den Pfeiltasten im Verzeichnis zu blättern. Das kommt oft vor, wenn Personen mit ähnlichen Namensanfängen wie "Miller J." und "Miller P." oder Firmenteile wie "Esso Hamburg" und "Esso Hannover" vor­ handen sind.
Als Alternative zu diesem Verfahren gibt es noch folgende Lösungen:
  • - Die meisten Telefonhersteller bieten als Alternative Kurzwahlen an. Dabei werden die Einträge entweder per Nummer ausgewählt (schwer zu merken) oder als Mehrfach­ belegung an die vorhandenen Tasten gebunden (macht alles noch komplizierter). Auch die erweiterte Wahlwiederholung (die letzten n Wahlvorgänge sind aus einer Liste abruf­ bar) kann das volle Verzeichnis nicht ersetzen.
  • - Ein Hersteller bietet den "Jog Dial" an, d. h. ein Drehrad zum elektronischen Blättern im Verzeichnis. Das ist schneller als mit der Tastatur und das Rad reagiert auf unterschiedliche Geschwindigkeiten. Diese Lösung ist auch einfach zu verstehen. Weil man aber extra mit den Fingern zum Rad wechseln muss, ist der Zeitvorteil unwesentlich.
  • - Ein weiterer Anbieter hat ein Mobiltelefon vorgestellt, das auf Spracheingabe reagiert. Angesichts der unsicheren Zuverlässigkeit der Spracherkennung (insbesondere bei den schwierigen Bedingungen unterwegs mit Hintergrundgeräu­ schen) ist damit nur eine Auswahl von einer kleinen Untermenge des Verzeichnisses möglich. Damit ist diese Lösung derzeit praktisch unbrauchbar.
  • - Ein weiterer Hersteller produziert eine Variante, bei der anstelle der Tastatur ein LCD-Bildschirm mit Digitizer eingebaut ist. Das ermöglicht eine leistungsfähige gra­ fische Softwareoberfläche mit Stifteingabe. Trotz des hohen Aufwandes ist die schlichte Zahleneingabe damit um­ ständlicher als mit einer Tastatur. Die schnelle Namen­ auswahl mit nur einem Finger (vielleicht sogar dem Daumen) wird damit leider nicht erreicht.
Die Erfindung zielt zur Textauswahl aus einer Liste mit einem Umfang von zwischen rund zwanzig und mehreren hundert Einträgen mittels einer numerischen Telefontastatur auf eine möglichst sofort und leicht verständliche Bedienbarkeit sowie auf eine einfache und schnelle Arbeitsweise, auf einen geringen Geräteaufwand mit niedrigen Herstellungskosten ab.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zur schnellen Textauswahl aus einer Liste in Form eines elektronischen Speichers mittels einer numerischen Telefontastatur zu entwickeln.
Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil ge­ nannten Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher er­ läutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Telefontastenfeld mit Buchstabenzuordnungen,
Fig. 2 eine mechanische Anordnung eines Telefontasten­ feldes im Schnitt,
Fig. 3 Komponentendarstellung der erfindungsgemäß aus­ gebildeten Telefontastatur,
Fig. 4 Darstellung einer beispielsweisen Tastenbe­ tätigung mit Andruckmessung,
Fig. 5 Tabelle zum Zifferncode für Buchstaben,
Fig. 6 Ein-/mehrzeiliges Display als Bildschirmanzeige,
Fig. 7 Aufstellung der Verfahrensschritte zur Aus­ wertung der Sensorinformation.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Telefontastatur besteht aus vier Komponenten, einer gewöhnlichen digitalen Tastatur A, einem Andrucksensor B, der die auf die Tasten ausgeübte Kraft im Bereich von ca. 10 g bis ca. 1000 g erfaßt, einer Steuerelektronik C, die die Eingaben verarbeitet, sowie einem Display D mit Textanzeige (Fig. 3).
Der Andrucksensor B kann für jede Taste einzeln vorhanden sein. Falls die Tasten mechanisch zusammenhängen und gleich­ zeitig als Gruppe gegenüber dem Gehäuse geringfügig beweg­ lich sind, kann ein einzelner Drucksensor genügen, um die Andruckkraft auf beliebigen Tasten zu messen. Dies ist des­ halb möglich, weil die Tastenauslösung und die Andruckkraft getrennt voneinander ermittelt werden.
Wenn eine Taste ausgelöst wird, schließt das einen elek­ trischen Kontakt in A. Zusätzlich aktiviert die Tastenaus­ lösung den Sensor B, und die Informationen über die gewählte Taste sowie die gleichzeitig gemessene Andruckkraft werden an die Steuerung C übermittelt. Wenn eine Taste länger ge­ halten wird wird die Andruckkraft mehrmals pro Sekunde er­ neut gemessen und der Wert an die Steuerung übermittelt. Die Steuerung C wertet die Eingaben so aus, daß entsprechend der gewählten Taste und der ausgeübten Kraft unterschiedliche Einträge aus einer gespeicherten Liste abgerufen und mit einer Antwortzeit von <1 s angezeigt werden. Die Steuerung muß schnell genug reagieren, um eine komfortable Bedienung zu ermöglichen und darf andererseits nicht zu schnell auf Zittern ansprechen.
Die Person, die die Konstruktion benutzt, kann nach Beginn des Tastendrucks noch auf die Anzeige reagieren und die Andruckkraft erhöhen oder verringern, oder auch eine andere Taste auswählen, bis der gewünschte Eintrag angezeigt wird. Wenn die Taste losgelassen wird, bleibt der zuletzt gewählte Eintrag in der Anzeige stehen.
In einem weiteren Schritt kann der gewählte Eintrag aktiviert werden, z. B. wird durch die Nummern-Wählen-Taste die gewünschte Person angerufen. Anwendungen für die Kon­ struktion liegen insbesondere in der Auswahl von Einträgen aus einem gespeicherten Telefonbuch, aber auch in der be­ helfsmäßigen Texteingabe über eine Zifferntastatur. An­ stelle des Displays kann auch eine andere Form von Rückkopp­ lung erfolgen, etwa akustisch über eine synthetische Stimme.
Für kleine elektronische Geräte, die in kurzer Zeit und gleichzeitig zu anderen Tätigkeiten bedient werden sollen, sind Tastaturen ein brauchbares Objekt zur Bedienung mit der Hand. Menschen können jedoch viel mehr mit ihren Händen unternehmen als nut Knöpfe digital anzutippen: Sie können Objekte ziehen, drücken, drehen, schieben usw. Die üblichen Tastaturen von elektronischen Tastaturen nehmen nur eine ja/nein-Information auf; bei der Text- oder Zahleneingabe ist das auch völlig ausreichend.
Mit den Fingern können Menschen eine variable Kraft von ca. 10 g bis zu ca. 1500 g ausüben, sie können diese Kraft jedoch nur grob dosieren. Ohne Rückkopplung könnten Menschen nur wenige Stufen zuverlässig betätigen, etwa "kräftig", "locker" und "ganz leicht" drücken. Diese Situation ändert sich, wenn Menschen eine schnelle visuelle oder akustische Rückkopplung erhalten: Jetzt können die meisten Menschen ohne Schwierigkeiten z. B. auf einer Waage einen gewünschten Druck auf einige Gramm genau ausüben und für mehrere Sekunden aufrechterhalten. Dieser Zusammenhang ist für die Erfindung wesentlich.
Drucksensoren werden bei Spielkonsolen und elektronischen Musikinstrumenten verwendet, in Zusammenhang mit der Mehr­ fachbelegung von Eingabetastaturen wurden sie jedoch noch nicht nutzbringend eingesetzt.
Die elektronische Steuerung muß zur Auswertung der Eingaben einiges leisten, um den gewünschten Bedienungskomfort zu erzielen. Dabei sind insbesondere folgende Schwierigkeiten zu beachten:
  • - Die Reaktionsgeschwindigkeit: Die Messung und Auswertung muß so schnell erfolgen, daß der ausgewählte Listenein­ trag innerhalb von ca. 100 ms angezeigt wird. Anderer­ seits dürfen geringe Schwankungen oder Zittern keine so­ fortigen Auswirkungen haben. Das läßt sich erreichen, in­ dem mehrere Meßwerte über ein Zeitintervall von 50-500 ms gemittelt werden. Außerdem sollte die angezeigte Auswahl entsprechend lange erhalten bleiben.
  • - Dosierung der Kraft und die Zuordnung zu Listeneinträgen: Je nachdem, wieviel Listeneinträge vorhanden sind, können die Abstufungen des Andrucks größer oder kleiner sein. Diese Abstufungen, z. B. 30 g-100 g-300 g-600 g können entweder durch einen Algorithmus jeweils berechnet werden oder aber einer Tabelle entnommen werden.
  • - Um die Folgen eines leichten Drifts (langsames, gering­ fügiges unabsichtliches Nachlassen oder Erhöhen des An­ drucks) gering zu halten, muß ein Änderungs-Schwellwert überschritten werden, bevor sich die Druckänderung aus­ wirkt.
  • - Falls nur ein einzelner Drucksensor verwendet wird, müssen entsprechend der räumlichen Lage der Tasten auf dem Tastenfeld für die Druckwerte ggf. Korrekturen be­ rücksichtigt werden. Wenn z. B. der Drucksensor in der Mitte unterhalb des Telefontastenfeldes angebracht ist, würde die mittlere Taste "5" durch die geringere Hebel­ wirkung schon bei einem geringeren Druck als bei den äußeren Tasten "1", "3", "7" und "9" reagieren müssen.
  • - Die absolute Genauigkeit des Drucksensors kann gering sein, um den Aufwand gering zu halten. Auf relative Druckänderungen müssen der Sensor und die Steuerung je­ doch genau reagieren, um den Komfort zu gewährleisten. Das lässt sich z. B. durch eine automatische Justierung bzw. Anpassung an die tatsächlich ausgeübten Kräfte er­ reichen.
Mit der erfindungsgemäß ausgestalteten numerischen Telefon­ tastatur können Einträge aus einer gespeicherten Liste in wesentlich weniger Schritten ausgewählt werden als mit der üblichen Mehrfachauslösung zur Buchstabenunschaltung (Ta­ belle, Fig. 5). Um im alphabetisch sortierten Namensver­ zeichnis mit wenigen Buchstaben einen Eintrag zu erreichen, ist bei der herkömmlichen Tastatur schon einiges Geschick nötig: Je nachdem, wieviel Einträge mit identischen An­ fangsbuchstaben vorhanden sind, werden ein, zwei oder sehr zu identifizieren. Die erfindungsgemäß ausgebildete druckem­ pfindliche numerische Telefontastatur erlaubt es, beliebige Einträge mit einem einzigen, variablen Andruck auszuwählen. Etwas weniger deutlich, aber immer noch vorhanden ist der Vorteil bei einer normalen Texteingabe.
Beispiel-Zeichenfolge: "EXAMPLE"
Bekanntes Verfahren zur Texteingabe: 339926755533
Vorgeschlagenes Verfahren zur Texteingabe: 3.9.2675..3.
Die Texteingabe ist nicht nur einfacher, sondern auch schneller durchführbar, weil die Finger des Bedieners der Telefontastatur nicht jedesmal von den Tasten abgehoben werden müssen.
Ein geeigneter Algorithmus zur Auswertung der Andruck- Meßwerte wird im folgenden beschrieben. Zur Bestimmung, welcher Meßwert für die Auswahl verwendet werden, gelten zwei einfache Regeln:
  • - Der stärkste Andruck, der für mindestens zwei aufein­ anderfolgende Meßzyklen aufrechterhalten wird, ent­ scheidet. Die Messungen finden zu definierbaren Zeit­ intervallen intv statt.
  • - Falls jedoch danach ein geringerer Andruck für eine de­ finierbare Anzahl Meßzyklen oktime oder länger aufrecht­ erhälten wird, gilt dieser geringere Andruck.
  • - Dadurch reagiert das System beim Drücken der Tasten (Er­ höhen des Drucks) schneller als beim Loslassen. Das ver­ hindert gestörte Ergebnisse durch langsames Abrutschen von der Taste oder dgl.
Typische Werte für intvl könnten bei 80 ms liegen; für oktime bei 10 Intervallen (entspr. 10.intvl = 800 ms). Die Zeit intvl sollte knapp unterhalb der Reaktionszeit liegen, oktime.intvl etwas darüber. Da geübte Benutzer die Ein­ richtung etwas schneller bedienen, können diese beide Vari­ ablen in groben Stufen von Benutzern veränderbar sein. Das ist vergleichbar mit den Einstellungen für Mausge­ schwindigkeit und Doppelklickzeit bei Computer-Mäusen.
Das Listing in Fig. 7 beschreibt den Algorithmgs in Pseudo- Code einer Pascal-ähnlichen Programmiersprache. Dieser Algo­ rithmus erfüllt die folgenden Anforderungen:
  • - Meßwerte müssen mindestens zweimal hintereinander auf­ treten, damit sie wirksam werden. Das verhindert Stö­ rungen durch zufällige Schwankungen z. B. durch Zittern oder Erschütterungen (etwa während einer Autofahrt).
  • - Es wird immer ein Ergebnis geliefert. Im seltenen Fall, daß eine Taste gedrückt wurde und der Andrucksensor bei der ersten Messung einen Andruck von Null liefert, wird die Auswahl Null zurückgemeldet.
  • - Das Display stimmt immer mit dem Andruck überein, sofern die Geschwindigkeit der Anzeige dafür ausreicht. Wenn der Andruck schneller verändert wird als die Auswertung erkennen kann, hinkt die Anzeige etwas hinterher, d. h. die Anzeige einzelner Werte entfällt. Dennoch bremst die Anzeige nicht die Eingabe, weil der Wert trotzdem regi­ striert wird.
  • - Nachdem eine Taste losgelassen wird, terminiert der Algorithmus sofort (d. h. innerhalb des Meßintervalls).
  • - Ein verstärkter Andruck wird immer sofort (beim nächsten Meßintervall) berücksichtigt und zumindest der Roll­ balken des Displays wird aktualisiert.
  • - Ein konstanter Druck garantiert spätestens nach dem Zeitintervall oktime eine entsprechende Anzeige.
  • - Beim schnellen Loslassen der Taste bleibt der Anzeige­ wert erhalten.
  • - Beim langsamen Loslassen dagegen (mind. oktime pro An­ druckbereich) lassen sich auch niedrigere Andruckstufen wählen. Das entspricht einem Rückwärts-Scrollen.
  • - Der Algorithmus braucht nur minimale Rechenleistung. Parallel laufende Rechenprozesse werden nur gering be­ lastet und der Mikroprozessor kann energiesparend be­ trieben werden.
In Fig. 5 werden einige Beispiele für den Verlauf der Sen­ sormeßwerte während der Bedienung gegeben. Dabei zeigen die schwarzen Punkte, wo durch einen verstärkten oder längeren Andruck ein neuer Meßwert zu einer neuen Auswahl führt (im Listing werden die mit #1 und #2 gekennzeichneten Zeilen durchlaufen). Die weißen Punkte deuten an, wo ein verän­ derter Andruck zwar registriert und der Rollbalken im Dis­ play aktualisiert wird, ohne jedoch die Auswahl zu verändern (#1 im Listing). Letztendlich wirksam ist immer der Andruck, der im Diagramm mit dem am weitesten rechts stehenden schwarzen Punkt markiert ist. Im einzelnen illustrieren die Diagramme folgende Fälle:
  • - Starker Andruck, der dann langsam zurückgenommen wird und anschließend wieder erhöht. Das entspricht einem Heran­ tasten an den Zielwert nach Pkt. 1 in Fig. 4 durch einen ungeübten Benutzer.
  • - Andruck bis zum Zielwert, dann Loslassen nach Pkt. 2 in Fig. 4. Das entspricht einem Benutzer, der schon ein Ge­ fühl für die Andruckkraft entwickelt hat, aber noch lang­ san genug den Druck erhöht, um die Anzeige mitverfolgen zu können.
  • - Schneller zielstrebiger Andruck und Loslassen nach Pkt. 3 in Fig. 4. Bei einem so kurzen Andruck reicht die Zeit nicht aus, um alle Zwischenwerte anzuzeigen, daher die weißen Punkte auch beim Herunterdrücken. Dennoch wird der richtige Wert erfaßt.
  • - Langsamer Andruck, sehr langsames Loslassen nach Pkt. 4 in Fig. 4: dadurch werden alle Zwischenstufen angezeigt. So lassen sich z. B. die Einträge überprüfen. Am Schluß ist die geringste Andruckstufe ausgewählt.
Aus den Kurven wird deutlich, daß die Zuordnung eines Tastendruckvorgangs zu ausgewählten Stufen ein komplexer Vorgang ist. Der Algorithmus muss ständig in Abhängigkeit von Sensorinfonuationen und abgelaufener Zeit eine Rück­ kopplung im Display liefern. Eine Gewöhnungsphase für dieses Eingabesystem ist nötig, um es optimal bedienen zu können. (Dieser Nachteil gilt ebenso für das übliche Eingabesystem).
In Fig. 6 werden Beispiele für eine Gestaltung des Displays gegeben. Durch einen Rollbalken am rechten Anzeigerand wird ein visuelles Feedback zu dem geleisteten Andruck geliefert. Das weiße Rechteck des Rollbalkens bewegt sich mit erhöhtem Andruck weiter nach unten. Der Rollbalken ist nur solange sichtbar, wie eine Taste gedrückt gehalten wird.

Claims (7)

1. Numerische Telefontastatur dadurch gekennzeichnet, daß eine digitale Telefontastatur (A) mit mindestens einem, eine auf eine oder mehreren Tasten ausgeübte Anpreß­ kraft ermittelnden Andrucksensor (B), einer eine Ein­ gabe über Tastenbetätigung verarbeitende Steuerelek­ tronik (C) und mit einem Display (D) mit Textanzeige ausgestattet ist.
2. Numerische Telefontastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Andrucksensoren (B) die auf die Tasten wirkende Auslösekraft im Bereich von ca. 10 g-1500 g ermittelt.
3. Numerische Telefontastatur nach Anspruch 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Rückkopplung über ein Textdisplay oder akustisch erfolgt, je nachdem, welche Taste wie kräftig gedrückt wurde.
4. Numerische Telefontastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus Tasten für von 0 bis 9 und für Sonderzeichen bestehen.
5. Verfahren zur Auswahl und Abruf von in Listen gespei­ cherten Informationen mittels einer Telefontastatur nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine variable, jeweils dosierte Druckkraft jeweils in Folge auf die Tasten der digitalen Telefontastatur (A) aufgebracht wird, die aufgewendete Druckkraft durch einen Andrucksensor (B) für jede bediente Taste erfaßt und gemessen wird, der jeweilige Druckwert an eine Steuerelektronik (C) gegeben und dort verarbeitet wird und der gemessene Druckwert auf einem Display (D) für jede bediente Taste zur Anzeige gebracht wird, worauf der Bediener der Telefontastatur (B) den aufgebrachten Druckwert für die jeweils bediente Taste erforder­ lichenfalls verändert, wobei nach einem Erreichen des auf dem Display (D)angezeigten richtigen Druckwertes nach Beendigung der Bedienung der Tasten der Anpreß­ druck für jede bediente Taste und eine Information über die ausgewählte Taste der weiteren Meßwertverarbeitung zugeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung /Auswahl des relevanten Meßwertes der aufrechterhaltene Anpreßdruck für mindestens zwei auf­ einanderfolgende Meßzyklen erfaßt wird, wobei die Mes­ sung in definierten Zeitintervallen erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messwerterfassung zweimal und zwar beim Betätigen der Taste und bei Aufgabe des Anpreßdruckes durch Freigabe der betätigten Taste erfolgt.
DE19849460A 1998-10-28 1998-10-28 Numerische digitale Telefontastatur für ein Telefongerät mit einem Display und Verfahren zur schnellen Textauswahl aus einer Liste mittels der numerischen Telefontastatur Expired - Fee Related DE19849460B4 (de)

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