DE202007018940U1

DE202007018940U1 - Bewegungserkennung für einen Digitalisierer

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Publication number: DE202007018940U1
Application number: DE202007018940U
Authority: DE
Original assignee: N Trig Ltd
Current assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date: 2006-08-15
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2017-08-16
Also published as: US20080046425A1; JP2010500683A; EP2057527A1; EP2057527B1; WO2008020446A1; JP4514830B2

Abstract

System zum Erfassen von Gesten mit einem Digitalisierungssystem, wobei das Digitalisierungssystem folgendes umfasst:
mindestens einen Digitalisierer, der konfiguriert ist, um ein Ereignis zu erfassen, wobei das Ereignis eine Eingabe sowohl von einem Körperteil als auch von einem unbelebten Objekt umfasst;
eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, um eine Datenbank mit vordefinierten Gesten zu speichern, wobei die vordefinierten Gesten mit vordefinierten Benutzerbefehlen verknüpft sind; und
ein Steuergerät, das konfiguriert ist, um Eingaben von dem Ereignis mit einer vordefinierten Geste aus der Datenbank abzugleichen.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung nimmt laut 35 U. S. C. § 119(e) die vorläufige US-Anmeldung Nr. 60/837 630 in Anspruch, die am 15. August 2006 eingereicht wurde und hiermit zur Bezugnahme übernommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Digitalisierer und insbesondere Digitalisierer, die für Griffel und Fingerspitzenberührungen empfindlich sind.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Berührungstechnologien werden gewöhnlich als Eingabevorrichtungen für die verschiedensten Produkte verwendet. Der Gebrauch von diversen Berührungsvorrichtungen nimmt aufgrund des Aufkommens neuer mobiler Vorrichtungen, wie etwa persönlicher digitaler Assistenten (PDA), Tablet-PCs und drahtloser Flachbildschirme (FPD), rasant zu. Einige dieser Vorrichtungen sind nicht an normale Tastaturen, Mäuse oder ähnliche Eingabevorrichtungen angeschlossen, von denen man ausgeht, dass sie ihre Mobilität einschränken. Stattdessen besteht ein Trend zur Verwendung von Berührungseingabetechnologien der einen oder anderen Art. Ein Griffel und/oder Finger kann als Benutzerinteraktion verwendet werden. Eine oder mehrere vordefinierte Gesten mit dem Griffel oder Finger können unterstützt werden, um dem System spezifische Benutzerbefehle zu übermitteln.
Das US-Patent Nr. 6 791 536 mit dem Titel ”Simulating Gestures of a Pointing Device using a Stylus and Providing Feedback Thereto”, abgetreten an Microsoft Corporation, dessen Inhalt hiermit zur Bezugnahme übernommen wird, beschreibt ein System und Verfahren zum Simulieren von Gesten unter Verwendung eines Griffels und zum Wählen einer Handlung, die als Reaktion auf die Griffelgeste auszuführen ist.
Das US-Patent Nr. 6 690 156 mit dem Titel ”Physical Object Location Apparatus and Method and a Platform using the same” und die US-Patentschrift Nr. 20040095333 mit dem Titel ”Transparent Digitizer”, die beide an N-trig Ltd. abgetreten sind und deren Inhalt hiermit zur Bezugnahme übernommen wird, beschreiben ein elektromagnetisches Verfahren zum Finden physikalischer Objekte auf einer FPD und einen transparenten Digitalisierer, der in eine elektronische Vorrichtung integriert werden kann, typischerweise über dem aktiven Bildschirm. Der Digitalisierungssensor umfasst eine Matrix aus senkrechten und waagerechten leitfähigen Leitungen, um ein elektrisches Signal abzufühlen. Das Anordnen des physikalischen Objekts an einer spezifischen Stelle auf dem Digitalisierer verursacht ein Signal, dessen Ursprungsposition erfasst werden kann.
Die US-Patentanmeldung Nr. 20040155871 mit dem Titel ”Touch Detection for a Digitizer”, abgetreten an N-trig Ltd, die hiermit zur Bezugnahme übernommen wird, beschreibt ein Digitalisierungstablettsystem, das in der Lage ist, die Position von physikalischen Objekten und/oder einer Fingerspitzenberührung unter Verwendung derselben leitfähigen Leitungen abzufühlen. Es wird eine gleichzeitige Positionserkennung physikalischer Objekte und einer Fingerspitze unterstützt. Typischerweise umfasst das System einen transparenten Sensor, der über einer FPD liegt. Der Sensor des Digitalisierers umfasst eine Matrix aus senkrechten und waagerechten leitfähigen Leitungen, um ein elektrisches Signal abzufühlen. Eine Berührung des Digitalisierers an einer spezifischen Stelle verursacht ein Signal, dessen Ursprungsposition erfasst werden kann.
Die US-Patentanmeldung Nr. 20060012580, mit dem Titel ”Automatic switching for a dual mode digitizer” abgetreten an N-Trig, die hiermit zur Bezugnahme übernommen wird, beschreibt ein Verfahren, das verschiedene Arten von Benutzerinteraktionen, z. B. einen elektromagnetischen Griffel und eine Fingerberührung, in einem Digitalisierungssystem handhabt. Bei einigen Beispielen wird eine Geste verwendet, um ein Umschalten zwischen den Benutzerinteraktionen anzugeben.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Gesichtspunkt einiger Ausführungsformen der Erfindung ist das Bereitstellen eines Digitalisierungssystems und eines Verfahrens, um zwischen Gesteneingangssignalen und anderen vom Digitalisierer erzeugten Signalen zu unterscheiden, die nicht dazu gedacht sind, um als vordefinierte Geste interpretiert zu werden. So wie er hier verwendet wird, ist der Begriff Geste eine absichtliche vordefinierte Bewegung, die ein Benutzer ausführt, um dem System einen Befehl anzugeben. Der Einsatz von Gesten zur Interaktion mit dem Digitalisierungssystem kann verwendet werden, um die Funktionalität des Systems zu steigern und die Geschwindigkeit einer Benutzerinteraktion mit dem System zu erhöhen.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Erfassen und/oder Umsetzen einer Geste, wobei die Gesten ein kombiniertes Ereignis sind, das eine Fingerberührung und einen Griffel umfasst. Gesten, die von bekannten Systemen unterstützt werden, werden mit einer einzigen Benutzerinteraktion ausgeführt, z. B. mit einem Griffel und/oder einem Finger. Die Anzahl von vordefinierten Gesten (und somit von Handlungen oder Arbeitsgängen), die mit einer einzigen Benutzerinteraktion definiert werden kann, kann begrenzt sein. Zusätzlich kann ein Eingangssignal von vordefinierten Gesten, die mit einer einzigen Benutzerinteraktion ausgeführt werden, manchmal fälschlich als normales Eingangssignal angesehen werden, das nicht dazu gedacht ist, als Geste und/oder für eine andere vordefinierte Geste definiert zu werden.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden kombinierte Gesten definiert und umgesetzt, um vordefinierte Benutzereingabedaten und/oder Befehle an das Digitalisierungssystem zu übermitteln. Kombinierte Gesten werden definiert als vordefinierte Gesten, die zwei verschiedene Arten von Benutzerinteraktionen umfassen, z. B. eine Benutzerinteraktion sowohl per Finger als auch per Griffel, oder mehrere unzusammenhängende Bewegungen entweder eines Griffels oder eines Fingers, oder von beiden, die gleichzeitig oder nacheinander ausgeführt werden. Wahlweise kann die Benutzerinteraktion per Griffel durch eine andersartige Benutzerinteraktion, z. B. ein Spielelement, ersetzt werden und verwendet werden, um eine kombinierte Geste zu definieren und/oder zu übermitteln. Wahlweise kann die Benutzerinteraktion per Finger durch eine Benutzerinteraktion mit einem anderen Körperteil, z. B. eine Benutzerinteraktion per Hand, ersetzt werden. Z. B. kann eine kombinierte Geste, welche Eingangssignale von einem Spielelement und der Hand des Benutzers umfasst, definiert werden.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist eine kombinierte Geste ein vordefiniertes Finger- und Griffelereignis, das im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt wird. Nach einigen Ausführungsformen ist eine kombinierte Geste ein vordefiniertes Fingerereignis und ein Griffelereignis, die nacheinander ausgeführt werden, z. B. ein Fingerereignis, auf das sofort ein Griffelereignis folgt, oder ein Griffelereignis, auf das sofort ein Fingerereignis folgt. Bei einigen Ausführungsbeispielen folgt ein Ereignis, z. B. ein Finger- oder Griffelereignis, auf das andere Ereignis der Kombination innerhalb eines vordefinierten Zeitraums. Nach einigen Ausführungsbeispielen können vordefinierte Finger- und/oder Griffelereignisse, die verwendet werden, um eine kombinierte Geste zusammenzustellen, entweder eine schwebende und/oder berührende Interaktion mit dem Digitalisierer umfassen.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist eine kombinierte Geste eine zweiteilige kombinierte Geste, wobei eine Benutzerinteraktion verwendet wird, um die Geste auszuführen, die den vom Benutzer vorgegebenen Befehl, z. B. Kopieren, Einfügen, Verschieben, Zoomen, definiert, während die andere Benutzerinteraktion einen Parameter des Befehls, z. B. den zu kopierenden oder einzufügenden Text, groß zu schreibende Buchstaben und das Zoomniveau, definiert. Nach einigen Ausführungsbeispielen sind die erste Benutzerinteraktion, welche die Geste ausführt, und die zweite Benutzerinteraktion, die einen Parameter der Geste vorgibt, vordefiniert, z. B. vom Benutzer und/oder vom System. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden die Elemente und/oder Ereignisse der zweiteiligen kombinierten Geste im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden die Ereignisse der zweiteiligen kombinierten Geste nacheinander ausgeführt, z. B. zuerst indem die erste Benutzerinteraktion die Geste ausführt, und sofort danach, indem die zweite Benutzerinteraktion einen Parameter der Geste vorgibt.
Nach einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung löst die Erfassung einer kombinierten Finger- und Griffel-Benutzereingabe eine Gestenerfassung aus, z. B. mit einer Gestenerkennungsengine, um das erkannte Ereignis als vordefinierte Geste zu identifizieren. Das erfasste kombinierte Finger- und Griffel-Eingangssignal kann zur Identifizierung mit einer Datenbank mit vordefinierten kombinierten Gesten verglichen werden. Typischerweise ruft eine erfolgreiche Identifizierung die Ausführung eines Befehls hervor, der mit der identifizierten vordefinierten Geste verknüpft ist. Wahlweise kann die Identifizierung und/oder Erkennung einer Geste dem Benutzer übermittelt werden, bevor der entsprechende Befehl, der mit der identifizierten Geste verknüpft ist, ausgeführt wird. Wahlweise wird dem Benutzer ein Versagen bei der Erkennung einer Geste als vordefinierte Geste übermittelt. Wahlweise können die Gesten vordefiniert und/oder auf einem vordefinierten Regelsatz basierend benutzerdefiniert sein.
Ein Gesichtspunkt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren bereit zum Erfassen kombinierter Gesten mit einem Digitalisierer, wobei das Verfahren das Speichern einer Datenbank mit vordefinierten kombinierten Gesten, wobei die kombinierten Gesten eine Eingabe von zwei verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen umfassen, das Erfassen eines kombinierten Ereignisses, wobei das kombinierte Ereignis eine Eingabe von den beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen umfasst, und das Abgleichen einer Eingabe von dem kombinierten Ereignis mit einer vordefinierten Geste aus der Datenbank mit vordefinierten kombinierten Gesten umfasst.
Wahlweise wird mindestens ein Teil der Eingabe von den beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen der kombinierten Geste im Wesentlichen gleichzeitig erfasst.
Wahlweise wird die Eingabe von den beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen der kombinierten Geste nacheinander erfasst.
Wahlweise wird eine Geste, die mit einer der beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen ausgeführt wird, mit einem vordefinierten Benutzerbefehl verknüpft, und die Eingabe von der anderen Art von Benutzerinteraktion wird mit einem Paramater des vordefinierten Benutzerbefehls verknüpft.
Wahlweise umfassen die beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen einen Körperteil und ein unbelebtes Objekt.
Wahlweise wird der Körperteil aus einer Gruppe gewählt, die aus einem Finger und einer Hand besteht.
Wahlweise wird das unbelebte Objekt aus einer Gruppe gewählt, die aus einem Griffel und einem Spielelement besteht.
Wahlweise ist das unbelebte Objekt ein leitfähiges Objekt. Wahlweise ist das unbelebte Objekt ein elektromagnetisches Objekt.
Wahlweise umfasst das Objekt eine passive Schaltungsanordnung, die durch eine externe Erregungsquelle erregt werden kann.
Wahlweise ist mindestens ein Teil der Eingabe eine Eingabe, die von einer Berührung des Digitalisierers abgeleitet wird.
Wahlweise ist mindestens ein Teil der Eingabe eine Eingabe, die von einem Schweben über dem Digitalisierer abgeleitet wird.
Wahlweise umfasst das Verfahren die Anfrage einer Überprüfung von einem Benutzer, dass eine übereinstimmende kombinierte Geste der vordefinierten kombinierten Geste eine beabsichtigte kombinierte Geste ist.
Wahlweise stellt das Verfahren das Übermitteln der Erkennung der kombinierten Geste an einen Benutzer bereit.
Wahlweise ist mindestens eine vordefinierte kombinierte Geste in der Datenbank eine benutzerdefinierte kombinierte Geste.
Wahlweise ist mindestens eine vordefinierte kombinierte Geste in der Datenbank eine systemvordefinierte kombinierte Geste.
Wahlweise umfasst das Verfahren das Ausführen eines Befehls, der von durch die vordefinierte Geste aus der Datenbank angegeben wird.
Ein Gesichtspunkt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren bereit zum Erfassen kombinierter Gesten mit einem Digitalisierer, wobei das Verfahren das Speichern einer Datenbank mit vordefinierten kombinierten Gesten, wobei die kombinierten Gesten eine Eingabe von zwei verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen umfassen, das Erfassen eines kombinierten Ereignisses, wobei das kombinierte Ereignis eine Eingabe von den beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen umfasst, das Abgleichen einer Eingabe von einer Art von Benutzerinteraktion der beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen mit einer vordefinierten Geste, die mit einem vordefinierten Benutzerbefehl verknüpft ist, und das Abgleichen einer Eingabe von der anderen Art von Benutzerinteraktion mit einem Parameterwert, der mit dem vordefinierten Benutzerbefehl verknüpft ist, umfasst.
Wahlweise umfassen die beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen einen Körperteil und ein unbelebtes Objekt.
Wahlweise wird der Körperteil aus einer Gruppe gewählt, die aus einem Finger und einer Hand besteht.
Wahlweise wird das unbelebte Objekt aus einer Gruppe gewählt, die aus einem Griffel und einem Spielelement besteht.
Wahlweise wird eine Eingabe von dem Körperteil mit der vordefinierten Geste abgeglichen und eine Eingabe von dem unbelebten Objekt wird mit dem Parameterwert abgeglichen.
Wahlweise wird eine Eingabe von dem unbelebten Objekt mit der vordefinierten Geste abgeglichen und eine Eingabe von dem Körperteil wird mit dem Parameterwert abgeglichen.
Wahlweise wird die Eingabe von den beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt.
Wahlweise wird die Eingabe von den beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen nacheinander ausgeführt.
Ein Gesichtspunkt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellt ein System bereit zum Erfassen kombinierter Gesten mit einem Digitalisierungssystem, wobei das Digitalisierungssystem mindestens einen Digitalisierer, der konfiguriert ist, um eine Eingabe von zwei verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen zu erfassen, und eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, um eine Datenbank mit vordefinierten kombinierten Gesten zu speichern, wobei die vordefinierten kombinierten Gesten mit vordefinierten Benutzerbefehlen verknüpft sind, und ein Steuergerät, das konfiguriert ist, um eine Eingabe von den beiden verschiedenen Benutzerinteraktionen mit einer vordefinierten kombinierten Geste aus der Datenbank abzugleichen, umfasst.
Wahlweise ist die Speichereinheit mit dem Digitalisierer integriert.
Wahlweise ist das Steuergerät mit dem Digitalisierer integriert.
Wahlweise umfasst das Steuergerät die Funktionalität einer Gestenerkennungsengine.
Wahlweise ist der Digitalisierer konfiguriert, um ein Schweben mindestens einer der beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen zu erfassen.
Wahlweise ist der Digitalisierer konfiguriert, um eine Berührung mindestens einer der beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen zu erfassen.
Wahlweise umfassen die beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen einen Körperteil und ein unbelebtes Objekt.
Wahlweise wird der Körperteil aus einer Gruppe gewählt, die aus einem Finger und einer Hand besteht.
Wahlweise wird das unbelebte Objekt aus einer Gruppe gewählt, die aus einem Griffel und einem Spielelement besteht.
Wahlweise umfasst das unbelebte Objekt eine passive Schaltungsanordnung, die durch eine externe Erregungsquelle erregt werden kann.
Wahlweise ist der Digitalisierer für eine Erfassung auf Kapazitätsbasis konfiguriert.
Wahlweise umfasst das System einen Hostcomputer, wobei der Hostcomputer konfiguriert ist, um eine Eingabe von dem Digitalisierer zu empfangen.
Wahlweise ist das Steuergerät mit dem Hostcomputer integriert.
Wahlweise ist die Speichereinheit mit dem Hostcomputer integriert.
Wahlweise werden die vordefinierten kombinierten Gesten als vordefinierte Benutzerbefehle an den Hostcomputer interpretiert.
Wahlweise wird mindestens ein Teil der Eingabe von den beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen der kombinierten Geste im Wesentlichen gleichzeitig erfasst.
Wahlweise wird die Eingabe von den beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen der kombinierten Geste nacheinander erfasst.
Wahlweise umfasst der Digitalisierer einen Digitalisierungssensor und die Eingabe von den beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen wird von dem Digitalisierungssensor erfasst.
Wahlweise umfasst der Digitalisierungssensor eine strukturierte Anordnung von leitfähigen Leitungen und eine Eingabe von den beiden Arten von Benutzerinteraktionen wird von mindestens einer leitfähigen Leitung der strukturierten Anordnung von leitfähigen Leitungen erfasst.
Wahlweise umfasst der Digitalisierer mindestens zwei Digitalisierungssensoren, wobei die beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen von verschiedenen Digitalisierungssensoren von den mindestens zwei Digitalisierungssensoren erfasst werden.
Wahlweise umfasst das System eine Mehrzahl von Digitalisierern, wobei die beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen von verschiedenen Digitalisierern von der Mehrzahl von Digitalisierern erfasst werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Der vorliegende Gegenstand wird insbesondere und deutlich im abschließenden Teil der Beschreibung in Anspruch genommen. Nicht einschränkende Beispiele von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben, die nach diesem Paragraf aufgeführt werden. In den Figuren werden identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Figur vorkommen, im Allgemeinen in allen Figuren, in denen sie vorkommen, mit demselben Symbol versehen. Die Dimensionen der in den Figuren gezeigten Bestandteile und Merkmale sind aus praktischen Gründen und der Übersichtlichkeit der Darstellung halber gewählt und sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeigt. Z. B. können die Dimensionen von einigen der Elemente im Verhältnis zu anderen Elementen der Übersichtlichkeit halber übertrieben sein.
Es zeigen:
1 ein beispielhaftes vereinfachtes Funktionsschema eines Digitalisierungssystems nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
2 ein beispielhaftes vereinfachtes Schaltbild für eine Berührungserfassung, die auf einem kapazitiven Berührungsverfahren nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basiert.
3 ein beispielhaftes vereinfachtes Schaltbild eines Digitalisierungssensors, der Differentialverstärker nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst.
4 eine schematische Abbildung eines Digitalisierungssensors für eine Fingerberührungserfassung, die auf einem Berührungsverfahren mit Übergangskapazität nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basiert.
5A und 5B beispielhafte kombinierte Gesten zum ”Einzoomen” und ”Auszoomen”, die einen Griffel und eine Fingerberührung nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden.
6A und 6B beispielhafte kombinierte Gesten zum ”Zurückrollen” und ”Vorrollen”, die einen Griffel und eine Fingerberührung nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden.
7A und 7B beispielhafte kombinierte Gesten zum ”Drehen im Uhrzeigersinn” und ”Drehen im Gegenuhrzeigersinn”, die einen Griffel und eine Fingerberührung nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden.
8A und 8B eine beispielhafte kombinierte Geste, die man von einer ähnlichen einzelnen Benutzerinteraktionsgeste nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unterschieden kann.
9 eine beispielhafte zweiteilige kombinierte Geste nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
10 ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen einer kombinierten Geste nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Es versteht sich, dass aus Gründen der Einfachheit und Übersichtlichkeit der Abbildung die in den Figuren gezeigten Elemente nicht unbedingt maßstabsgetreu eingezeichnet sind. Ferner können sich gegebenenfalls Bezugsnummern in den Figuren wiederholen, um entsprechende oder ähnliche Elemente anzugeben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In der nachstehenden Beschreibung werden beispielhafte, nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die diverse Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung integrieren. Zur Erläuterung werden spezifische Konfigurationen und Einzelheiten dargelegt, um ein umfassendes Verständnis der Ausführungsformen bereitzustellen. Es wird jedoch für den Fachmann auch offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung ohne die hier vorgestellten spezifischen Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden kann. Ferner werden wohlbekannte Merkmale eventuell ausgelassen oder vereinfacht, um die vorliegende Erfindung nicht zu verwirren. Merkmale, die bei einer Ausführungsform gezeigt werden, können mit Merkmalen, die bei anderen Ausführungsformen gezeigt werden, kombiniert werden. Solche Merkmale werden der Übersichtlichkeit der Darstellung halber nicht wiederholt. Ferner werden bei einigen Ausführungsformen unwesentliche Merkmale beschrieben.
Es wird nun Bezug genommen auf 1, die ein beispielhaftes vereinfachtes Funktionsschema eines Digitalisierungssystems nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. Das in 1 gezeigte Digitalisierungssystem 100 kann für eine beliebige Rechenvorrichtung geeignet sein, die Interaktionen zwischen einem Benutzer und der Vorrichtung ermöglicht, z. B. mobile Rechenvorrichtungen, die z. B. FPD-Bildschirme umfassen. Beispiele derartiger Vorrichtungen umfassen Tablet-PCs, Laptop-Computer mit Stiftbedienung, PDAs oder beliebige Handgeräte, wie etwa Palm Pilots und Handys. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst das Digitalisierungssystem einen Sensor 12, der eine strukturierte Anordnung aus leitfähigen Leitungen umfasst, der wahlweise transparent ist und der typischerweise auf eine FPD 10 gelegt wird. Typischerweise ist der Sensor 12 ein auf einem Gitter basierender Sensor, der waagerechte und senkrechte leitfähige Leitungen umfasst.
Eine ASIC-Schaltung 16 umfasst eine Schaltungsanordnung, um die Ausgabe des Sensors in eine digitale Darstellung zu verarbeiten und abzutasten. Das digitale Ausgangssignal wird an eine Digitaleinheit 20, z. B. eine digitale ASIC-Einheit, für eine weitere digitale Verarbeitung weitergeleitet. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dient die Digitaleinheit 20 zusammen mit der ASIC-Schaltung 16 als Steuergerät des Digitalisierungssystems und/oder hat die Funktionalität eines Steuergeräts und/oder eines Prozessors. Das Ergebnis wird, nachdem es bestimmt wurde, an einen Host 22 über eine Schnittstelle 24 zur Verarbeitung durch das Betriebssystem oder eine beliebige geläufige Anwendung weitergeleitet. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerfunktionalität zusätzlich oder ausschließlich in dem Host 22 enthalten. Die ASIC-Schaltung 16 und die Digitaleinheit 20 können als eine einzige ASIC-Schaltung bereitgestellt werden. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst die Digitaleinheit 20 zusammen mit der ASIC-Schaltung 16 einen Speicher und/oder eine Speichermöglichkeit.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst der Sensor 12 ein Gitter aus leitfähigen Leitungen aus leitfähigen Materialien, wahlweise Indium-Zinn-Oxid (ITO), das auf einem Film- oder Glassubstrat strukturiert ist. Die leitfähigen Leitungen und der Film sind wahlweise transparent. Typischerweise besteht das Gitter aus zwei Schichten, die elektrisch voneinander getrennt sind. Typischerweise enthält eine der Schichten eine Gruppe von gleichmäßig beabstandeten parallelen Leitern und die andere Schicht enthält eine Gruppe von gleichmäßig beabstandeten parallelen Leitern, die zu der Gruppe der ersten Schicht orthogonal sind. Typischerweise sind die parallelen Leiter gleichmäßig beabstandete gerade Leitungen und werden in Verstärker eingegeben, die in der ASIC-Schaltung 16 enthalten sind. Wahlweise sind die Verstärker Differentialverstärker. Typischerweise sind die parallelen Leiter in einem Abstand von ungefähr 2 bis 8 mm, z. B. 4 mm, beabstandet, wahlweise in Abhängigkeit von der Größe der FPD und einer gewünschten Auflösung. Wahlweise ist der Bereich zwischen den Gitterleitungen mit einem nicht leitenden Material gefüllt, das ähnliche optische Eigenschaften wie die Stromleitungen aufweist, um das Vorhandensein der Stromleitungen zu maskieren.
Typischerweise ist die ASIC-Schaltung 16 an die Ausgänge der diversen Leitern in dem Gitter angeschlossen und dient dazu, die empfangenen Signale in einer ersten Verarbeitungsphase zu verarbeiten. Wie oben angegeben, umfasst die ASIC-Schaltung 16 typischerweise eine Gruppierung von Verstärkern, z. B. von Differentialverstärkern, um die Signale des Sensors zu verstärken. Zusätzlich umfasst die ASIC-Schaltung 16 wahlweise einen oder mehrere Filter, um belanglose Frequenzen zu entfernen. Wahlweise erfolgt das Filtern vor dem Abtasten. Das Signal wird dann von einem A/D abgetastet, wahlweise von einem Digitalfilter gefiltert und an eine digitale ASIC-Einheit für eine weitere digitale Verarbeitung weitergeleitet. Alternativ ist das wahlweise Filtern ganz digital oder ganz analog.
Nach einigen Ausführungsformen der Erfindung empfängt die Digitaleinheit 20 die abgetasteten Daten von der ASIC-Schaltung 16, liest die abgetasteten Daten, verarbeitet sie und bestimmt und/oder verfolgt die Position physikalischer Objekte, wie etwa eines Griffels und/oder eines Fingers, der den Digitalisierungssensor berührt. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird auch das Schweben eines Objekts, z. B. eines Griffels, eines Fingers und einer Hand, von der Digitaleinheit 20 erfasst und verarbeitet. Die berechnete Position wird über eine Schnittstelle 24 an den Hostcomputer gesendet.
Nach einigen Ausführungsformen erzeugt die Digitaleinheit 20 einen Auslöseimpuls und handhabt ihn, um ihn für eine Erregerspule 26 bereitzustellen, welche die Sensoranordnung und den Bildschirm umgibt. Die Erregerspule stellt einen Auslöseimpuls bereit (als elektrisches oder elektromagnetisches Feld), der eine passive Schaltanordnung in dem Griffel erregt, um eine Reaktion von dem Griffel hervorzurufen, die anschließend erfasst werden kann.
Nach einigen Ausführungsformen erzeugt die Digitaleinheit 20 einen Auslöseimpuls und sendet ihn an mindestens eine der leitfähigen Leitungen.
Nach einigen Ausführungsformen der Erfindung umfasst der Host 22 mindestens eine Speichereinheit 23 und eine Verarbeitungseinheit 25, um die von der ASIC-Schaltung 16 erzielten Informationen zu speichern und zu verarbeiten. Im Allgemeinen ist auch eine Speicher- und Verarbeitungsmöglichkeit in der Digitaleinheit 20 und der ASIC-Schaltung 16 enthalten. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Speicher- und Verarbeitungsfunktionalität auf zwei oder drei von dem Host 22, der Digitaleinheit 20 und der ASIC-Schaltung 16 aufgeteilt werden oder kann sich bei nur einem davon befinden.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Digitalisierungssystem einen oder mehrere Digitalisierer umfassen, die mit einem einzigen Host 22 verknüpft sind. Bei einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Digitalisierer mindestens den Digitalisierungssensor 12, die ASIC-Einheiten 16 und die Digitaleinheit 20.
Griffelerfassung
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Griffel ein passives Element. Wahlweise umfasst der Griffel einen Resonanzkreis, der von der Erregerspule 26 ausgelöst wird, um auf seiner Resonanzfrequenz zu schwingen. Auf der Resonanzfrequenz erzeugt der Schaltkreis Schwingungen, die nach dem Ende des Erregerimpulses andauern und stetig abklingen. Während der Griffel den Digitalisierer 20 berührt und/oder darüber schwebt, führen die abklingenden Schwingungen eine Spannung in nahegelegenen leitfähigen Leitungen herbei, die von dem Sensor 12 wahrgenommen wird.
Alternativ kann der Griffel eine Energieaufnahmeeinheit und einen Oszillatorkreis umfassen.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind zwei parallele Sensorleitungen, die in der Nähe aber nicht nebeneinander liegen, jeweils an den positiven und negativen Eingang eines Differentialverstärkers angeschlossen. Der Verstärker ist somit in der Lage, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Verstärkung des Unterschieds zwischen den beiden Sensorleitungssignalen ist. Ein Verstärker mit einem Griffel auf einer seiner beiden Sensorleitungen erzeugt eine relativ hohe Amplitudenausgabe. Die Griffelerfassung wird mit weiteren Einzelheiten z. B. in der übernommenen US-Patentanmeldung 20040095333 beschrieben.
Fingerberührungserfassung
Es wird nun Bezug genommen auf 2, die ein beispielhaftes Schaltbild für die Berührungserfassung nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. Die leitfähigen Leitungen 310 und 320 sind parallele, nicht nebeneinander liegende Leitungen des Sensors 12. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die leitfähigen Leitungen 310 und 320 abgefragt, um zu bestimmen, ob ein Fingereingangssignal vorliegt, das von einer Fingerberührung und/oder einem Fingerschweben abgeleitet wird. Um das Paar leitfähige Leitungen abzufragen, induziert eine Signalquelle I_a, z. B. eine Wechselstrom-Signalquelle, ein Schwingungssignal in dem Paar. Die Signale sind auf eine gemeinsame Abschirmmasse 350 bezogen. Wenn ein Finger auf eine der leitfähigen Leitungen des Paars gesetzt wird, entwickelt sich eine Kapazität, C_T, zwischen dem Finger (der den Digitalisierer entweder berührt oder darüber schwebt) und der leitfähigen Leitung 310. Da ein Potential zwischen der leitfähigen Leitung 310 und dem Finger des Benutzers besteht, fließt Strom von der leitfähigen Leitung 310 durch den Finger gegen Erde. Daher entsteht ein Potentialunterschied zwischen der leitfähigen Leitung 310 und ihrem Gegenstück 320, die beide als Eingabe für den Differentialverstärker 340 dienen. Die Fingerberührungserfassung wird mit weiteren Einzelheiten z. B. in der übernommenen US-Patentanmeldung 20040155871 beschrieben. Typischerweise entwickelt sich zwischen dem Bildschirm und den leitfähigen Leitungen des darüber liegenden Digitalisierungssensors eine Störkapazität. Typischerweise induziert eine Störkapazität einen Kriechstrom in die leitfähigen Leitungen des Digitalisierers, was als ”stationäres Rauschen” und/oder konstantes Rauschen bezeichnet wird. In einer idealen Umgebung geht man davon aus, dass die Störkapazität, und daher der Pegel des stationären Rauschens, in jeder der Leitungen identisch ist. In der Praxis können jedoch geringfügige Unterschiede bei dem Abstand zwischen dem Digitalisierer und dem Bildschirm, der Materialstruktur in spezifischen Bereichen des Digitalisierungsbildschirms, den Umgebungsbedingungen und der Störkapazität auf der dazugehörigen Leiterplatte den Störkapazitätspegel zwischen dem Bildschirm und einigen der Leitungen beeinflussen. Die unausgeglichene Kapazität führt zu einem unausgeglichenen stationären Rauschpegel der Leitungen. Ein System und Verfahren zum Ausgleichen der Kapazität wird in der US-Patentanmeldung Nr. 11/798 894, mit dem Titel ”Variable Capacitor Array” beschrieben, die an den gemeinsamen Rechtsnachfolger abgetreten ist und hiermit zur Bezugnahme übernommen wird. Die Systeme und Verfahren, die in der US-Patentanmeldung Nr. 11/798 894 beschrieben werden, sind auf die vorliegende Erfindung anwendbar.
Es wird nun Bezug genommen auf 3, die eine Gruppierung von leitfähigen Leitungen des Digitalisierungssensors als Eingabe für Differentialverstärker nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Trennung zwischen den beiden leitfähigen Leitungen 310 und 320 ist typischerweise größer als die Breite des Fingers, so dass der notwendige Potentialunterschied gebildet werden kann, z. B. ungefähr 12 mm. Typischerweise kann eine Fingerberührung auf dem Sensor 2 bis 8 Leitungen übergreifen, z. B. 6 leitfähige Leitungen. Typischerweise schwebt der Finger über dem Digitalisierer und/oder berührt ihn über eine Reihe von leitfähigen Leitungen, um ein Ausgangssignal in mehr als einem Differentialverstärker zu erzeugen, z. B. in einer Mehrzahl von Differentialverstärkern. Eine Fingerberührung kann jedoch erfasst werden, wenn sie über einer leitfähigen Leitung vorgenommen wird. Typischerweise kann ein Finger und/oder eine Hand, der bzw. die auf einer Höhe von ungefähr 1 cm bis 4 cm über dem Digitalisierer schwebt, erfasst werden, z. B. 1 cm bis 2 cm oder 3 cm bis 4 cm. Der Differentialverstärker 340 verstärkt den Potentialunterschied, der sich zwischen den leitfähigen Leitungen 310 und 320 entwickelt. Die ASIC-Schaltung 16 und die Digitaleinheit 20 verarbeiten das verstärkte Signal und bestimmen die Stelle und/oder Position des Fingers des Benutzers basierend auf der Amplitude und/oder dem Signalpegel des wahrgenommenen Signals.
Bei einem Beispiel wird der Ursprung des Fingers des Benutzers von den beiden Eingängen des Differentialverstärkers durch die Untersuchung der Phase des Ausgangs bestimmt. Bei einem anderen Beispiel wird, da eine Fingerberührung typischerweise eine Ausgabe in mehr als einer leitfähigen Leitung erzeugt, der Ursprung des Fingers des Benutzers von den beiden Eingängen des Differentialverstärkers bestimmt, indem die Ausgänge von benachbarten Verstärkern untersucht werden und wahlweise eine Interpolation verwendet wird, um einen genaueren Wert zu finden. Bei noch anderen Beispielen kann eine Kombination der beiden Verfahren eingesetzt werden.
Es wird nun Bezug genommen auf 4, die schematisch ein Berührungsverfahren mit kapazitivem Übergang für die Fingerberührungserfassung unter Verwendung eines Digitalisierungssensors nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abbildet. An jedem Übergang, z. B. an einem Übergang 40 im Sensor 12, besteht ein minimaler Kapazitätsbetrag zwischen orthogonalen leitfähigen Leitungen. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Wechselstromsignal 60 auf eine oder mehrere parallele leitfähige Leitungen in der zweidimensionalen Sensormatrix 12 angelegt. Wenn ein Finger 41 den Sensor in einer bestimmten Position berührt oder darüber schwebt, wo ein Signal 60 induziert wird, steigt die Kapazität zwischen der leitfähigen Leitung, durch die das Signal 60 angelegt wird, und den entsprechenden orthogonalen leitfähigen Leitungen mindestens proximal zu der Berührungs- und/oder Schwebeposition an, und das Signal 60 wird durch die Kapazität des Fingers 41 mit den entsprechenden orthogonalen leitfähigen Leitungen gekoppelt, um ein Ausgangssignal 65 zu erzeugen. Dieses Verfahren ist in der Lage, mehr als eine Fingerberührung und/oder ein Schweben gleichzeitig zu erfassen (Mehrfachberührung). Dieses Verfahren ermöglicht es ferner, die Berührungs- und/oder Schwebefläche zu berechnen. Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird jede leitfähige Leitung in einen Verstärker eingegeben. Wahlweise wird eine Leitung in einen Differentialverstärker eingegeben, während die andere Eingabe für den Verstärker Erde ist. Wahlweise werden beide Leitungen des Paars in den Differentialverstärker eingegeben und ein und dasselbe Abfragesignal wird über die beiden Leitungen des Paars übertragen. Typischerweise verringert das Vorhandensein einer Fingerberührung das gekoppelte Signal um 20 bis 30% da die kapazitive Kopplung, die durch den Finger hervorgerufen wird, typischerweise Strom von den Leitungen abzieht. Das Vorliegen eines Fingerschwebens kann das gekoppelte Signal weniger drastisch verringern.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bildet ein Finger und/oder eine Hand 41, der bzw. die in der Nähe über dem Digitalisierungssensor auf einer Höhe (h) gesetzt wird, eine Kapazität zwischen dem Finger und/oder der Hand und dem Sensor 12 durch die Luft, vorausgesetzt, dass der Finger und/oder die Hand nahe am Sensor liegt, d. h. für geringe Höhen. Das Vorhandensein des Fingers und/oder der Hand erhöht die Kapazität zwischen einer leitfähigen und der orthogonalen leitfähigen Leitung, die sich an oder in der Nähe der Finger- und/oder Handposition befindet. Da das Signal ein Wechselstrom ist, geht das Signal an einem Übergang wegen der Kapazität des Fingers und/oder der Hand von der leitfähigen Leitung auf die entsprechende orthogonale leitfähige Leitung über, die den Übergang bildet, und das Ausgangssignal 65 wird erfasst. Nach einigen Ausführungsbeispielen kann das Digitalisierungssystem eine Mehrzahl von schwebenden Objekten gleichzeitig erfassen und verfolgen.
Es versteht sich, dass je nach der Größe des Fingers/der Hand und der Feinheit des Leiternetzes eine Mehrzahl der orthogonalen Leiter eine gewisse kapazitive Signalübertragung empfangen kann, und eine Interpolation des Signals zwischen den Leitern kann verwendet werden, um die Messgenauigkeit zu steigern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die technische Beschreibung des hier beschriebenen Digitalisierungssystems beschränkt. Digitalisierungssysteme, die verwendet werden, um eine Griffel- und/oder Fingerberührungsstelle zu erfassen, können z. B. ähnlich wie die Digitalisierungssysteme sein, die in den übernommenen Druckschriften US-Patent Nr. 6 690 156 , US-Patentanmeldung Nr. 20040095333 und/oder US-Patentanmeldung Nr. 20040155871 beschrieben werden. Sie ist auch auf andere nach dem Stand der Technik bekannte Digitalisierungssensorund Berührungsbildschirme, je nach ihrer Bauweise, anwendbar. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann ein Digitalisierungssystem zwei oder mehrere Sensoren umfassen. Z. B. kann ein Digitalisierungssensor für die Griffelerfassung und/oder -verfolgung konfiguriert sein, während ein separater und/oder zweiter Digitalisierungssensor für die Finger- und/oder Handerfassung konfiguriert sein kann. Bei anderen Ausführungsbeispielen können Teile eines Digitalisierungssensors für die Griffelerfassung und/oder -verfolgung eingesetzt werden, während ein separater Teil für die Finger- und/oder Handerfassung eingesetzt werden kann.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden vordefinierte kombinierte Griffel- und Fingergesten definiert und umgesetzt, um einen oder mehrere Digitalisierungs- und/oder Systembefehle auszuführen. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird eine kombinierte Griffel- und Fingergeste umgesetzt, um einen Zoom, einen Bildlauf, eine Drehung und/oder andere Befehle auszuführen. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Befehle und/oder entsprechende kombinierte Gesten systemdefiniert und/oder benutzerdefiniert sein. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind systemdefinierte Gesten intuitive Gesten, die den verknüpften Befehl emulieren, der durch die Geste angegeben wird.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Merkmale einer oder mehrerer kombinierter Gesteneingangssignale in einem Speicher gespeichert, z. B. in einem Digitalisierungsspeicher, der in einer oder mehreren ASIC-Einheiten (ASIC-Schaltung 16 und/oder ASIC-Schaltung 20) des Digitalisierungssystems 100 integriert ist. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Datenbank mit Merkmalen, die umzusetzen sind, um eine oder mehrere kombinierte Gesten zu erkennen, gespeichert. Typischerweise, wird erfolgt das Speichern auf der Ebene des Digitalisierungssensors. Wahlweise kann die Datenbank im Host 22 des Digitalisierungssystems gespeichert werden. Kombinierte Gesten können vordefinierte Gesten sein, die von dem System definiert werden und/oder können benutzerdefinierte Gesten sein.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Erkennung der kombinierten Gesten auf der Ebene des Digitalisierungssensors erfolgen unter Verwendung der Verarbeitungsmöglichkeit, die durch eine oder mehrere ASIC-Einheiten und/oder andere Einheiten des Digitalisierungssensors bereitgestellt werden, z. B. durch die ASIC-Einheit 16 und/oder die ASIC-Einheit 20. Wahlweise erfolgt eine Erkennung mindestens teilweise auf der Ebene des Host 22 unter Verwendung der Verarbeitungsmöglichkeit des Hostcomputers, z. B. der Speichereinheit 25.
Es wird nun Bezug genommen auf 5A und 5B, die beispielhafte kombinierte Gesten zum ”Einzoomen” und ”Auszoomen” zeigen, die einen Griffel und eine Fingerberührung nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst eine Geste zum ”Einzoomen”, die schematisch in 5A abgebildet ist, eine Eingabe sowohl von einem Griffel 212 als auch von einem Finger 214, z. B. eine im Wesentlichen gleichzeitige Eingabe. Bei einigen Ausführungsbeispielen können der Finger und der Griffel eine ausschweifende Bewegung von einem gemeinsamen Bereich und/oder einer Position 215 auf einem Bildschirm 10 in einem Winkel in der Richtung der Pfeile 213 und 216 ausführen. Bei einigen Ausführungsbeispielen reagiert der Host 22 durch das Ausführen des Befehls ”Einzoomen” in einem Bereich, der die Position 215 umgibt, von dem aus die kombinierte Geste begann, z. B. in dem gemeinsamen Bereich. Bei anderen Ausführungsbeispielen definiert der Bereich zwischen den Endpunkten der ”V”-förmigen Verfolgungskurve den zu zoomenden Bereich.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst eine kombinierte Geste zum ”Auszoomen”, die schematisch in 5B abgebildet ist, einen Griffel 212 und einen Finger 214, die im Wesentlichen gleichzeitig auf einen gemeinsamen Bereich und/oder eine Position 215 aus verschiedenen Winkeln in der Richtung der Pfeile 223 und 226 zusammenlaufen. Typischerweise ist die Verfolgungskurve eine ”V”-förmige Verfolgungskurve. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die entgegengesetzte Beziehung verwendet werden, z. B. kann eine zusammenlaufende Bewegung ein ”Einzoomen” angegeben, während eine ausschweifende Bewegung ein ”Auszoomen” angeben kann.
Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung übersetzt das Digitalisierungssystem den Winkel der ”V”-förmigen Bewegung in eine annähernde Zoomstufe. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein breiter ”V”-förmiger Winkel als eine große Zoomstufe interpretiert, während ein spitzer ”V”-förmiger Winkel als eine kleine Zoomstufe interpretiert wird. Bei einem Ausführungsbeispiel können drei Zoomstufen durch eine spitz-, mittel- und breitwinklige ”V”-förmige Bewegung dargestellt werden. Die Winkel für jede der Zoomstufen können vordefiniert und/oder benutzerspezifisch sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann das System ein vordefiniertes Zoomverhältnis für jeden neuen Benutzer umsetzen und später das System basierend auf vom Benutzer angebotenen korrigierten Werten kalibrieren. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Zoomstufe nach der Erkennung der Zoomgeste, z. B. basierend auf einer nachfolgenden Eingabe durch den Benutzer, separat bestimmt werden. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die Geste für ”Einzoomen” und/oder ”Auszoomen” als eine kombinierte Schwebegeste definiert, wobei die ”V”-förmige Bewegung mit dem Griffel und/oder dem Finger über dem Digitalisierungssensor schwebend ausgeführt wird.
Es wird nun Bezug genommen auf 6A und 6B, die beispielhafte kombinierte Gesten zum ”Vorrollen” und ”Zurückrollen” zeigen, die einen Griffel und eine Fingerberührung nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst eine Geste für ”Vorrollen”, die in 6A schematisch abgebildet ist, die Tatsache, dass sich den Griffel 212 und der Finger 214 im Wesentlichen gleichzeitig in einer gemeinsamen Richtung nach oben bewegen, wie durch die Pfeile 313 und 316 angegeben. Die nach oben gehende Richtung entspricht in diesem Zusammenhang einer nach oben gehenden Richtung im Verhältnis zum Inhalt des Bildschirms 10 des Digitalisierungssystems. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst eine Geste für ”Vorrollen”, die in 6B schematisch abgebildet ist, die Tatsache, dass der Griffel 212 und der Finger 214 sich im Wesentlichen gleichzeitig in einer gemeinsamen Richtung nach unten bewegen, wie durch die Pfeilen 323 und 326 angegeben. Die nach unten gehende Richtung entspricht in diesem Zusammenhang einer nach unten gehenden Richtung im Verhältnis zum Inhalt des Bildschirms 10 des Digitalisierungssystems. Wahlweise werden Gesten für Links- und Rechtsrollen als eine gleichzeitige Griffel- und Fingerbewegung in einer entsprechenden Links- und/oder Rechtsrichtung definiert. Als Reaktion auf eine erkannte Rollgeste wird das Display in die Richtung der Bewegung des Griffels und des Fingers gerollt. Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können Gesten für ein kombiniertes senkrechtes und waagerechtes Rollen umgesetzt werden, z.B. eine gleichzeitige Griffel- und Fingerbewegung in einem Winkel. Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Länge der Verfolgungskurve der gleichzeitigen Bewegung des Griffels und des Fingers in einer gemeinsamen Richtung das gewünschte Ausmaß des Rollens und/oder die Rollgeschwindigkeit angeben. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine lange Verfolgungskurve, die z. B. im Wesentlichen über den ganzen Bildschirm geht, als ein Befehl interpretiert werden, bis zu den Grenzen des Dokuments zu rollen, z. B. zum Anfang und/oder Ende des Dokuments (je nach Richtung). Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine kurze Verfolgungskurve, die z. B. über weniger als die Hälfte des Bildschirms geht, als ein Befehl interpretiert werden, bis zum nächsten Bildschirm und/oder zur nächsten Seite zu rollen. Die Merkmale der Rollgeste können vordefiniert und/oder benutzerdefiniert sein. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Rollen unter Verwendung einer Schwebebewegungsverfolgung erfolgen, so dass der Griffel und/oder Finger die Geste ausführt/ausführen, ohne den Digitalisierungsbildschirm und/oder den Sensor zu berühren.
Es wird nun Bezug genommen auf 71A und 7B, die beispielhafte kombinierte Gesten zum ”Drehen im Uhrzeigersinn” und ”Drehen im Gegenuhrzeigersinn” zeigen, die einen Griffel und eine Fingerberührung nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst eine Geste für ”Drehen im Uhrzeigersinn”, die in 7A schematisch abgebildet ist, die Tatsache, dass der Griffel 212 und der Finger 214 sich im Wesentlichen gleichzeitig im Uhrzeigersinn bewegen, wie durch die Pfeile 333 und 336 angegeben, z. B. dass sie eine Kurve im Uhrzeigersinn zeichnen, wobei die Bewegung von senkrecht beabstandeten Positionen 363 und 366 ausgeht. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst eine Geste für ”Drehen im Gegenuhrzeigersinn”, die in 7B schematisch abgebildet ist, die Tatsache, dass der Griffel 212 und der Finger 214 sich im Wesentlichen gleichzeitig im Gegenuhrzeigersinn, wie durch die Pfeile 343 und 346 angegeben, von zwei senkrecht beabstandeten Positionen 353 und 356 aus bewegen. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfolgt die Drehbewegung von einem waagerecht beabstandeten Ursprung aus. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hängt das Ausmaß der ausgeführten Drehung als Reaktion auf die Erkennung der Geste mit dem Abstand zwischen den Ursprungspunkten des Griffels und des Fingers zusammen. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung reagiert das Ausmaß der ausgeführten Drehung auf die Umfangslänge der Verfolgungskurve. Nach einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die kombinierte Geste mit dem Griffel und/oder Finger ausgeführt werden, die über dem Digitalisierungssensor schweben.
Es wird nun Bezug genommen auf 8A, die eine beispielhafte kombinierte Geste, die man von einer ähnlichen einzelnen Benutzerinteraktionsgeste unterscheiden kann, die in 8B gezeigt wird, nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. Nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet 8A eine kombinierte Geste für einen Kopierbefehl ab, die einen Griffel 212 und einen Finger 214 umfasst, und 8B bildet eine Geste für einen Ausschneidebefehl mit einer einzigen Benutzerinteraktion, z. B. einem Griffel 212, ab. Sowohl in 8A als auch 8B bildet der Griffel die gleiche Geste, z. B. eine ”C”-förmige Verfolgungskurve 433. Der Befehl zum Kopieren und Ausschneiden unterscheidet sich basierend auf einer Eingabe von dem Finger 214. Die Erkennung des in 8A gezeigten Vorhandenseins der Fingerberührung oder des Schwebens gibt einen Kopierbefehl an, während das Fehlen der Fingerberührung, wie es bei 8B der Fall ist, angibt, dass die Geste eine Geste zum Ausschneiden ist. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das Ausmaß der Gesten zum Ausschneiden oder Kopieren, z. B. wie viel ausgeschnitten oder kopiert wird, von dem Ausmaß der Gesten abhängen.
Es wird nun Bezug genommen auf 9, die eine beispielhafte zweiteilige kombinierte Geste nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine zweiteilige kombinierte Geste definiert, um einen Kopierbefehl auszuführen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine kombinierte Geste zum Kopieren die Tatsache umfassen, dass zwei Finger 2144 eine ”C”-Form 2145 verfolgen und anschließend auf dem Bildschirm bleiben, während der Griffel 212 einen Teil des zu kopierenden Inhalts des Bildschirms 10, z. B. auf dem Bildschirm angezeigten Text 543, unterstreicht. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst eine kombinierte Geste für einen Fettschriftbefehl, um Buchstaben fett zu schreiben, das Ausführen einer vordefinierten Geste mit einem Finger, während und/oder sofort nach dem Schreiben von Buchstaben mit dem Griffel. Die geschriebenen Buchstaben werden fett angezeigt. Wahlweise kann eine Geste mit dem Griffel gemacht werden, während der Parameter für die Geste mit einer Fingerberührung definiert werden kann. Wahlweise führt mindestens eine der Benutzerinteraktionen eine Geste und/oder ein Ereignis während des Schwebens über dem Digitalisierungssensor aus.
Es wird Bezug genommen auf 10, die ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen einer kombinierten Geste nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein kombiniertes Ereignis, das einen Griffel und eine Fingerberührung umfasst, erfasst (Block 940). Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das kombinierte Ereignis ein gleichzeitiges Griffel- und Fingerereignis sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das kombinierte Ereignis ein Griffelereignis sein, das sofort auf ein Fingerereignis folgt und/oder ein Fingerereignis, das sofort auf ein Griffelereignis folgt. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das kombinierte Ereignis ein Fingerereignis, auf das ein gleichzeitiges Finger- und Griffelereignis folgt, oder ein Griffelereignis, auf das ein gleichzeitiges Finger- und Griffelereignis folgt, umfassen. Das erfasste kombinierte Ereignis wird mit vordefinierten Gesten verglichen (Block 950). Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine Gestenerkennungsengine eingesetzt, um zu bestimmen, ob ein erfasstes kombiniertes Ereignis mit einer der vordefinierten kombinierten Gesten übereinstimmt. Bei einigen Ausführungsformen ist die Gestenerkennungsengine und/oder ihre Funktionalität in das Steuergerät des Digitalisierungssensors, z. B. der ASIC-Schaltung 16 und/oder der ASIC-Schaltung 20, integriert. Es erfolgt eine Abfrage, um zu bestimmen, ob das erfasste kombinierte Ereignis eine vordefinierte kombinierte Geste ist, z. B. benutzerdefiniert und/oder systemdefiniert (Block 960). Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird für eine positive Übereinstimmung der entsprechende Befehl angewendet und/oder ausgeführt. Nach einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird, wenn ein erfasstes Ereignis als eine der vordefinierten kombinierten Gesten erkannt wird, eine Angabe für den Benutzer bezüglich der erkannten Geste gemacht, bevor der betreffende Befehl ausgeführt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein Benutzer eine Überprüfungsgeste ausführen, um anzugeben, dass die erkannte Geste die beabsichtigte Geste ist. Bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird für den Fall, dass ein kombiniertes Ereignis nicht als eine vordefinierte kombinierte Geste erkannt wird, das Ereignis als ein standardmäßiges Benutzerinteraktionsereignis und/oder eine standardmäßige Eingabe angesehen (Block 980).
Es versteht sich ferner, dass die oben beschriebenen individuellen Merkmale in allen möglichen Kombinationen und Unterkombinationen kombiniert werden können, um Ausführungsbeispiele der Erfindung zu ergeben. Ferner sind nicht alle für jede Ausführungsform beschriebene Elemente wesentlich. In vielen Fällen werden derartige Elemente beschrieben, um eine bestmögliche Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben oder um eine logische Verbindung zwischen den wesentlichen Elementen zu bilden. Die oben angegebenen Beispiele sind exemplarischer Art und nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung, der nur durch die nachstehenden Ansprüche definiert wird, einzuschränken.
Die Begriffe ”umfassen” und ”aufweisen” sowie ihre Konjugationen, wie sie hier verwendet werden, bedeuten ”umfassend, aber nicht unbedingt eingeschränkt auf”.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6791536 [0004]
- US 6690156 [0005, 0091]
- US 20040095333 [0005]

Claims

System zum Erfassen von Gesten mit einem Digitalisierungssystem, wobei das Digitalisierungssystem folgendes umfasst: mindestens einen Digitalisierer, der konfiguriert ist, um ein Ereignis zu erfassen, wobei das Ereignis eine Eingabe sowohl von einem Körperteil als auch von einem unbelebten Objekt umfasst; eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, um eine Datenbank mit vordefinierten Gesten zu speichern, wobei die vordefinierten Gesten mit vordefinierten Benutzerbefehlen verknüpft sind; und ein Steuergerät, das konfiguriert ist, um Eingaben von dem Ereignis mit einer vordefinierten Geste aus der Datenbank abzugleichen.
System nach Anspruch 1, wobei der Digitalisierer konfiguriert ist, um im Wesentlichen eine gleichzeitige Eingabe von dem Körperteil und dem unbelebten Objekt zu erfassen.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens ein Teil der Eingabe von dem Ereignis im Wesentlichen gleichzeitig erfasst wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Steuergerät betriebsfähig ist, um zwischen einer Eingabe von dem Körperteil und einer Eingabe von dem unbelebten Objekt zu unterscheiden.
System nach Anspruch 4, wobei das Steuergerät Eingaben von dem Ereignis mit einer vordefinierten Geste abgleicht basierend auf der Unterscheidung zwischen einer Eingabe von dem Körperteil und einer Eingabe von dem unbelebten Objekt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Steuergerät konfiguriert ist, um eine Eingabe entweder von dem Körperteil oder von dem unbelebten Objekt mit dem vordefinierten Benutzerbefehl abzugleichen, und die Eingabe von dem anderen Körperteil bzw. unbelebten Objekt mit einem Parameter des vordefinierten Benutzerbefehls abzugleichen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Steuergerät eine Funktionalität einer Gestenerkennungsengine umfasst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Körperteil aus einer Gruppe gewählt wird, die mindestens aus einem Finger und einer Hand besteht.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das unbelebte Objekt aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Griffel und einem Spielelement besteht.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens ein Teil der Eingabe eine Eingabe ist, die von einer Berührung des Digitalisierers abgeleitet wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei mindestens ein Teil der Eingabe eine Eingabe ist, die von einem Schweben über dem Digitalisierer abgeleitet wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Steuergerät konfiguriert ist, um einen Befehl auszuführen, der von der vordefinierten Geste aus der Datenbank angegeben wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend einen Hostcomputer, wobei der Hostcomputer konfiguriert ist, um eine Ausgabe von dem Digitalisierer zu empfangen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Steuergerät oder mindestens ein Teil seiner Funktionalität mit dem Hostcomputer integriert ist.
System nach Anspruch 13 oder 14, wobei die vordefinierten Gesten als vordefinierte Benutzerbefehle an den Hostcomputer interpretiert werden.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Speichereinheit oder mindestens ein Teil ihrer Funktionalität mit dem Hostcomputer integriert ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Digitalisierer für eine Erfassung auf Kapazitätsbasis konfiguriert ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Digitalisierer einen Digitalisierungssensor umfasst und wobei die Eingabe sowohl von dem Körperteil als auch von dem unbelebten Objekt von dem Digitalisierungssensor erfasst wird.
System nach Anspruch 18, wobei der Digitalisierungssensor eine strukturierte Anordnung von Stromleitungen umfasst, und wobei eine Eingabe von mindestens einer Stromleitung der strukturierten Anordnung von Stromleitungen erfasst wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der mindestens eine Digitalisierer mindestens zwei Digitalisierungssensoren erfasst, wobei die beiden verschiedenen Arten von Benutzerinteraktionen von verschiedenen Digitalisierungssensoren von den mindestens zwei Digitalisierungssensoren erfasst werden.