DE202012001316U1

DE202012001316U1 - Device for operating a touchscreen

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Publication number: DE202012001316U1
Application number: DE201220001316
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-11
Filing date: 2012-02-11
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2022-02-12

Abstract

Eine über der berührungsempfindlichen/positionsdetektierenden Oberfläche befindliche Vorrichtung zur Benutzerführung mit haptisch wahrnehmbaren Führungen oder Bohrungen durch die eine Messgröße oder Regelgröße auf die Oberfläche übertragen werden kann.A device for user guidance located above the touch-sensitive / position-detecting surface with haptically perceptible guides or bores through which a measured variable or controlled variable can be transferred to the surface.

Description

Stand der TechnikState of the art

Es sind Geräte wie Tablet-PCs bekannt, welche die Regelung und Anzeige verschiedener Software-Parameter über einen Bildschirm, welcher zusätzlich als berührungsempfindliche und oder positionsdetektierende Oberfläche ausgeführt ist, im Folgenden Berührungsbildschirm genannt, für den Benutzer ermöglichen. Dies wird durch virtuelle Bedienelemente wie Taster, Schalter, Dreh- oder Schieberegler graphisch umgesetzt.Devices are known, such as tablet PCs, which enable the user to control and display various software parameters via a screen, which is additionally designed as a touch-sensitive and / or position-detecting surface, referred to below as a touchscreen. This is implemented graphically by virtual controls such as buttons, switches, rotary or slider.

Diese Bedienelemente können von dem Benutzer durch Berührung der Oberfläche des Berührungsbildschirms aktiv gesteuert werden. Dazu wird die Berührung oder Bewegung des Benutzers auf der Oberfläche des Berührungsbildschirms von dem Gerät erfasst und einem Bedienelement zugeordnet.These controls can be actively controlled by the user by touching the surface of the touch screen. For this purpose, the touch or movement of the user on the surface of the touch screen is detected by the device and assigned to a control element.

Der aktuelle Wert dieser Bedienelemente wird auf dem Bildschirm im Wesentlichen optisch an den Benutzer weitergegeben.The current value of these controls is essentially visually transmitted to the user on the screen.

Damit kann die wiedergegebene Bedienoberfläche des Berührungsbildschirms sehr flexibel gestaltet und verändert werden. Jedoch ist es für den Benutzer bisher nur möglich diese lediglich optisch wahrzunehmen, ohne diese jedoch haptisch zu erfahren, was einen drastischen Unterschied zu klassischen Bedienoberflächen mit mechanischen Komponenten darstellt.Thus, the reproduced user interface of the touch screen can be made very flexible and changed. However, up to now it has only been possible for the user to visually perceive them, but without experiencing them haptically, which represents a drastic difference to classical user interfaces with mechanical components.

Es sind weiterhin Geräte bekannt, bei denen eine haptische Führung in Form einer konventionellen Tastatur geboten ist. So wird in US2008030476A1 eine herkömmliche Tastatur für einen Berührungsbildschirm umgesetzt, und als Überzug auf das mobile Datenverarbeitungs- und Kommunikationsgerät umgesetzt.Devices are still known in which a haptic leadership is required in the form of a conventional keyboard. So will in US2008030476A1 implemented a conventional keyboard for a touch screen, and implemented as a coating on the mobile computing and communication device.

Aufgabenstellungtask

Durch die vorliegende Erfindung soll eine durch haptische Rückmeldung an den Benutzer verbesserte Bedienung von Steuerelementen jeglicher Art auf einem Berührungsbildschirm bereitgestellt werden.The present invention is intended to provide improved haptic feedback to the user of controls of any kind on a touch screen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet eine haptische Unterstützung des Benutzers bei der Bedienung einer berührungsempfindlichen und/oder positionsdetektierenden Oberfläche.The device according to the invention provides a haptic support of the user in the operation of a touch-sensitive and / or position-detecting surface.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Vorrichtung gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The solution of the object of the invention is achieved with a device according to the teaching of claim 1, wherein the dependent claims represent expedient refinements and developments.

Mögliche Umsetzungen der Erfindung wird an den nachfolgenden Beispielen verdeutlicht.Possible implementations of the invention will become apparent from the following examples.

1.a.)/1.b.) zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, welches eine Anordnung zur Steuerung eines Spiels für ein Mobiltelefon mit Touchscreen mittels verschieblichem Steuerknopf und Tastern darstellt. 1a.) zeigt eine explosionsartige Darstellung der Hülle und des Mobiltelefons. 1b.) zeigt eine Ansicht senkrecht von oben, und eine Seitenansicht des Steuerknopfes (160). 1.a.) / 1.b.) shows a first embodiment, which represents an arrangement for controlling a game for a mobile phone with touch screen by means of sliding control button and buttons. 1a.) shows an exploded view of the shell and the mobile phone. 1b.) shows a view vertically from above, and a side view of the control button ( 160 ).

2. zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, welches eine Anordnung zur Steuerung eines Krans mittels dreh- und schiebbaren Bedienelementen auf einem Berührungsbildschirm darstellt. 2 zeigt eine schräge Hauptansicht der Komponenten, und eine perspektivische Detailsicht der Bedienelemente (221, 222). 2 , shows a second embodiment, which illustrates an arrangement for controlling a crane by means of rotating and sliding controls on a touch screen. 2 shows an oblique main view of the components, and a perspective detail view of the controls ( 221 . 222 ).

3.a.), b.), c.) zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, welches eine Vorrichtung zur Steuerung einer Hardware/Software-Einheit mittels Berührungsbildschirm zur Bearbeitung von Audio- und oder MIDI-Signalen darstellt. 3a.) zeigt eine Ansicht der Vorrichtung mit Bedienelementen von oben. 3b.) zeigt eine perspektivische Detailsicht der Bedienelemente (330, 331). 3c.) zeigt eine explosionsartige Darstellung der Vorrichtung und des Berührungsbildschirms. 3.a.) , b.), c.) shows a third exemplary embodiment, which represents a device for controlling a hardware / software unit by means of a touch screen for processing audio and / or MIDI signals. 3a.) shows a view of the device with controls from above. 3b.) shows a perspective detail view of the controls ( 330 . 331 ). 3c.) shows an exploded view of the device and the touch screen.

In den 1a.) und 1b.) ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein Mobiltelefon (110) mit einem kapazitiv gesteuerten Berührungsbildschirm (120) durch eine passende Hülle (130) verdeckt ist. Diese Hülle ist mit Clips an dem Mobiltelefon fixiert und mit Öffnungen versehen. Die Öffnung (140) schafft einen Ausschnitt, der eine Anzeige von Informationen wie die Darstellung eines Videospiels ermöglicht. In die übrigen Öffnungen sind Taster (150, 151) und ein verschieblicher Steuerknopf (160) eingebracht; eine Ausführung, wie sie von tragbaren Spielkonsolen bekannt ist.In the 1a.) and 1b.) an embodiment is shown in which a mobile phone ( 110 ) with a capacitive touch screen ( 120 ) by a suitable envelope ( 130 ) is covered. This case is fixed with clips on the mobile phone and provided with openings. The opening ( 140 ) creates a section that allows display of information such as the presentation of a video game. In the other openings are buttons ( 150 . 151 ) and a sliding control button ( 160 ) brought in; an embodiment known from portable game consoles.

Diese Bedienelemente (150, 151, 160) sind derart ausgeführt, dass sie die Betätigung des Benutzers auf den Berührungsbildschirm übertragen. Sie sind dazu elektrisch leitend ausgeführt und fest in die nicht leitend ausgeführte Hülle (130), welche sie gänzlich durchdringen, eingebracht, wobei jedoch eine beschränkte Auf- und Abbewegung der Bedienelemente (150, 151) vorgesehen ist, welche ein gezieltes Betätigen des Berührungsbildschirms mittels der Bedienelemente (150, 151) ermöglicht. Der verschiebliche Steuerknopf (160) ist derart ausgeführt, dass die zugehörige Öffnung in der Hülle (130) einen geringeren Innendurchmesser als der maximale Außendurchmesser des verschieblichen Steuerknopfes (160) hat. Die Hülle (130) umfasst damit den Steuerknopf (160) an seiner Taillierung, wobei die Dicke der Hülle mit der Höhe der Taillierung korrespondiert. Dadurch wird erreicht, dass der Steuerknopf (160) mit seiner Taillierung in der Hülle (130) horizontal verschieblich gelagert ist.These controls ( 150 . 151 . 160 ) are designed to transmit the user's operation to the touch screen. They are designed to be electrically conductive and fixed in the non-conductive shell ( 130 ), which penetrate them completely, but with a limited up and down movement of the controls ( 150 . 151 ), which is a targeted operation of the touch screen by means of the controls ( 150 . 151 ). The sliding control button ( 160 ) is designed such that the associated opening in the shell ( 130 ) has a smaller inner diameter than the maximum outer diameter of the displaceable control knob ( 160 ) Has. The case ( 130 ) thus includes the control button ( 160 ) at its sidecut, the thickness of the Cover corresponds to the height of the sidecut. This will cause the control knob ( 160 ) with its sidecut in the shell ( 130 ) is mounted horizontally displaceable.

Die Betätigung dieser Bedienelemente (150, 151, 160) wirkt auf die darunter liegenden Felder (170, 171, 172) des Berührungsbildschirms und kann von der Software des Mobiltelefons (110) registriert und ausgewertet werden. Damit ist dem Benutzer eine Steuerung, zum Beispiel eines Spielverlaufs, in gewohnter Weise möglich.The operation of these controls ( 150 . 151 . 160 ) affects the fields below ( 170 . 171 . 172 ) of the touch screen and can be used by the software of the mobile phone ( 110 ) are registered and evaluated. Thus, the user is a control, for example, a game history, in the usual way possible.

Diese Vorrichtung kann in ihrer Ausführung, entsprechend den Erfordernissen der Software angepasst werden, was eine einfache, aber dennoch individuelle Umsetzung verschiedenster, auch software-seitiger Anforderungen, auf ein haptisches Bedienkonzept ermöglicht. Eine ähnliche Ausführung wäre auch zur Steuerung eines unbemannten Fahrzeugs denkbar.This device can be adapted in its execution, according to the requirements of the software, which allows a simple, yet individual implementation of various, even software-side requirements on a haptic operating concept. A similar embodiment would also be conceivable for controlling an unmanned vehicle.

Die 2a.) und 2b.) zeigen ein Ausführungsbeispiel welches einen Körper (210) mit eingebetteten Bedienelementen (220, 221, 222) auf einem Berührungsbildschirm (230) in einer Armatur (240) zur Steuerung eines Krans darstellt.The 2a.) and 2 B.) show an embodiment which a body ( 210 ) with embedded controls ( 220 . 221 . 222 ) on a touch screen ( 230 ) in a fitting ( 240 ) for controlling a crane.

Die Scheibe (220) ist drehbar auf dem Körper (210) gelagert, und enthält eine Öffnung (250), die derart gestaltet ist, dass der Drehknopf (221) in die Scheibe (220) eingebracht werden kann, und in der Öffnung (250) verschieblich und drehbar gelagert ist. Der Körper (210) ist unterhalb der Scheibe (220) derart mit einer Öffnung versehen, dass der Drehregler (221) zu jeder Zeit den darunter liegende Berührungsbildschirm (230) berührt. Der Körper (210) enthält des weiteren eine Öffnung (251), welche eine verschiebliche Lagerung des Schiebereglers (222) in dem Körper (210) ermöglicht, wobei der Schieberegler (222) zu jeder Zeit den Berührungsbildschirm (230) berührt.The disc ( 220 ) is rotatable on the body ( 210 ) and contains an opening ( 250 ), which is designed such that the rotary knob ( 221 ) in the disc ( 220 ) and in the opening ( 250 ) is mounted displaceably and rotatably. The body ( 210 ) is below the disc ( 220 ) provided with an opening such that the rotary knob ( 221 ) at any time the underlying touch screen ( 230 ) touched. The body ( 210 ) also contains an opening ( 251 ), which a sliding mounting of the slider ( 222 ) in the body ( 210 ), whereby the slider ( 222 ) at any time the touch screen ( 230 ) touched.

Damit kann zu jeder Zeit die Position der beiden Regler (221, 222) von dem Berührungsbildschirm (230) detektiert und den jeweiligen Bedienelementen (221, 222) zugeordnet werden.Thus, at any time the position of the two controllers ( 221 . 222 ) from the touch screen ( 230 ) and the respective operating elements ( 221 . 222 ) be assigned.

Diese information ist nun derart auf eine Kransteuerung zu übertragen, dass die Position des Drehreglers (221) dem Winkel des Auslegers und der Position der Laufkatze des Krans entspricht, und die Position des Schiebereglers (222) der Höhe des Anschlagmittels (Kranhaken) entspricht. Damit wird eine vollständige Steuerung des Krans ermöglicht.This information is now to be transmitted to a crane control in such a way that the position of the rotary control ( 221 ) corresponds to the angle of the boom and the position of the trolley of the crane, and the position of the slider ( 222 ) corresponds to the height of the lifting gear (crane hook). This allows complete control of the crane.

Ergänzt werden kann diese Ausführung in folgender Weise:
Durch eine maßstabsgetreue Anzeige der Umgebung des aktuellen Standpunktes des Krans als solchem auf dem Berührungsbildschirm wird eine Orientierung des Bedieners in seinem Arbeitsumfeld erleichtert, und eine übersichtliche Bedienung des Krans auch vom Boden aus ermöglicht.This version can be supplemented in the following way:
A true-to-scale display of the environment of the crane's current position as such on the touch screen facilitates operator orientation in its working environment, and allows clear crane operation from the ground as well.

Dies setzt eine transparente Ausführung des Körpers (210) und der Scheibe (220) voraus.This sets a transparent execution of the body ( 210 ) and the disc ( 220 ) ahead.

In den 3a.), 3b.) und 3c.) ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, welches eine Abdeckung (310) mit integrierten Bedienelementen verschiedenster Formen in Kombination mit einem mobilen Datenverarbeitungs- und Kommunikationsgerät (311) mit integriertem, kapazitivem Berührungsbildschirm (312) darstellt. Diese Vorrichtung kann zum Beispiel zur Bedienung eines Programms zur Bearbeitung von Audio- oder MIDI-Signalen dienen, beispielsweise zur Simulation von MIDI-Controllern, oder Audio- bzw Videomischpulten.In the 3a.) . 3b.) and 3c.) an embodiment is shown, which is a cover ( 310 ) with integrated control elements of various shapes in combination with a mobile data processing and communication device ( 311 ) with integrated, capacitive touch screen ( 312 ). This device can be used, for example, to operate a program for processing audio or MIDI signals, for example for simulating MIDI controllers, or audio or video mixing consoles.

Die Abdeckung (310) enthält Öffnungen (320, 321, 322, 323,), welche zum einen zur Aufnahme Von den elektrisch leitend ausgeführten Bedienelementen (330, 331) dienen, und zum anderen dazu dienen dem Benutzer eine begrenzte Sicht auf den Berührungsbildschirm (312) zu ermöglichen.The cover ( 310 ) contains openings ( 320 . 321 . 322 . 323 ,) which, on the one hand, for receiving the electrically conductive operating elements ( 330 . 331 ), and second, the user has a limited view of the touch screen ( 312 ).

Die Schieberegler (330) sind derart ausgeführt, dass sie in den Öffnungen (320, 321, 322) derart beweglich gelagert sind, dass sie mit der Kontaktfläche (330a) zu jedem Zeitpunkt den Berührungsbildschirm (312) berühren. Damit kann die Position der Schieberegler (330) jederzeit von dem mobilen Datenverarbeitungs- und Kommunikationsgerät (311) erkannt und ausgewertet werden. Die geschwungene Form der Öffnungen (320, 321, 322) ermöglicht zudem eine für den Benutzer ergonomische Bedienung der Schieberegler (330).The sliders ( 330 ) are designed so that they are in the openings ( 320 . 321 . 322 ) are mounted so movable that they with the contact surface ( 330a ) at any time the touch screen ( 312 ) touch. This allows the position of the sliders ( 330 ) at any time by the mobile computing and communication device ( 311 ) are recognized and evaluated. The curved shape of the openings ( 320 . 321 . 322 ) also allows user-friendly operation of the sliders ( 330 ).

Die Drehregler (331) sind derart ausgeführt, dass sie in den kreisförmigen Öffnungen (323) derart drehbar gelagert sind, dass sie mit der außerhalb der Rotationsachse des Drehreglers (331) befindlichen Kontaktfläche (331a) zu jedem Zeitpunkt den Berührungsbildschirm (312) berühren. Damit kann die Stellung der Drehregler (331) jederzeit von dem mobilen Datenverarbeitungs- und Kommunikationsgerät (311) erkannt und ausgewertet werden.The rotary knobs ( 331 ) are designed such that in the circular openings ( 323 ) are rotatably mounted such that they are connected to the outside of the axis of rotation of the rotary knob ( 331 ) contact surface ( 331a ) at any time the touch screen ( 312 ) touch. This allows the position of the rotary control ( 331 ) at any time by the mobile computing and communication device ( 311 ) are recognized and evaluated.

Die Regler (330, 331) können transparent ausgeführt sein, um eine Zustandsanzeige durch den darunter liegenden Berührungsbildschirm (312) zu ermöglichen.The controllers ( 330 . 331 ) can be made transparent to provide a status indication through the underlying touch screen ( 312 ).

Auf der Abdeckung (310) sind benutzerseitig Vertiefungen angebracht (340, 341), die derart ausgeführt sind, dass sie eine Bedienung des kapazitiven Berührungsbildschirms (312) durch die Abdeckung (310) hindurch ermöglichen. Sie sind weiterhin derart ausgeführt, dass sie haptisch erfahrbare Kerben in unterschiedlicher Häufung enthalten, die dem Benutzer eine auch haptische Orientierung auf der vertieften Fläche mit dem Finger ermöglichen.On the cover ( 310 ) are recesses on the user side ( 340 . 341 ) configured to provide operation of the capacitive touch screen (FIG. 312 ) through the cover ( 310 ) through. They are also designed in such a way that they have tactile notches contained in different accumulation, which allow the user a haptic orientation on the recessed surface with the finger.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2008030476 A1 [0005]

Claims

An over the touch-sensitive / position detecting surface located device for user guidance with haptic perceptible guides or holes through which a measured variable or controlled variable can be transmitted to the surface.

An apparatus according to claim 1, wherein the guides are designed as apertures of the surface, so that the underlying surface is freely accessible.

An apparatus according to claim 1, wherein the guides are designed as recesses, so that a guide is ensured and yet the detection of the exact position is ensured by the residual wall thickness therethrough.

A device according to one of the preceding claims, which is characterized in that in the guides and cutouts haptic tangible and movable controls are given such that their position can be reliably detected from the surface.

A device according to one of the preceding claims, which comprises a rotary element which is designed such that the surface can detect the position or the angle of rotation.

A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the support can be fully or partially transparent.

A device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating elements are fully / partially transparent and / or electrically conductive in order to enable a display when the background is bright; As far as a luminous surface is used, the control element in connection with the substrate can be designed so that the control element shines differently depending on the switching state and or the displacement of the control element with respect to the ground, the lighting of the control element is tracked.

A device according to one of the preceding claims, characterized in that a push-button element is predetermined such that the push-button is also provided as a switch or push-button, the operating state of which can be detected by the surface. In this case, the button can also be designed in such a way that its position relative to the surface is haptically detectable.

Device according to one of claims 2-4, characterized in that the haptic perceptible guide or bore can be laterally corrugated or oscillating, meandering, spiral or can be designed in any other way.