DE2855935B2

DE2855935B2 - Vorrichtung zur Dateneingabe in ein Gerät kleiner Abmessungen

Info

Publication number: DE2855935B2
Application number: DE2855935A
Authority: DE
Inventors: Jean-Felix Neuenburg Peretto; Christian Neuenburg Piguet
Original assignee: Centre Electronique Horloger Sa Neuenburg Ch
Current assignee: Centre Electronique Horloger Sa Neuenburg Ch
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1978-12-23
Publication date: 1981-03-26
Also published as: DE2855935C3; DE2855935A1; JPS6261966B2; JPS54103636A; US4242676A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dateneingabe in eis Gerät kleiner Abmessungen mit mindestens einem manuell betätigbaren Sensor, welcher eine Mehrzahl von N nebeneinander angeordneten Elektroden aufweist, einer Anzeigeeinheit zur Kontrolle der einzugebenden Daten und Einrichtungen für die elektronische Umsetzung, Speicherung und Dekodierung.

Das prinzipielle Problem, das sich bei einer manuell betätigten Einrichtung zur Dateneingabe für Geräte kleiner Dimensionen, beispielsweise einer Kleinuhr, stellt, ist die geringe Anzahl von Sensorelementen (Tasten oder Tran^'iktüren), die individuell nur mit einem Finger erreicht b*w. betätigt werden können.

Diese geringe Anzahl von Sensorelementeri begrenzt das direkt zugängliche wirksame Alphabet

Wie unten; erläutert, hat es sich bisher ge^igt, daß alle Einrichtungen zur Dateneingabe ein zMsStziiches Element benötigen, um in der Praxis benutzt zu werden, Das zusätzliche Element kann in Benutzungsinstruktionen bestehen, die der Benutzer einhalten muß, um die Vorrichtung wirksam zu betätigen (beispielsweise geschriebene Dateneingabe), oder in einem Satz von Markierungen, die den Eingabeelementen zugeordnet sind, ähnlich Beschriftungen, die beispielsweise auf den Tasten angebracht sind.

In der US-PS 4055 755 ist eine Vorrichtung zur Dateneingabe für eine Kombinatton einer Armbanduhr mit einem Rechner beschrieben, bei welcher die einzugebende Information durch eine Anzahl von Berührungs-Elektroden ausgewählt und durch eine Anzeigeeinheit kontrolliert werden kann. Eine solche Vorrichtung erlaubt jedoch nur ein Symbol pro Elektrode einzugeben, was eine relativ starke Begrenzung des verfügbaren Alphabets zur Folge hat.

Die DE-PS 9 19 077 beschreibt dne besondere Anordnung der Wiederholungstaste, weiche sich unmittelbar neben Funktionstasten auf der Tastatur einer Rechenmaschine befindet. Um die Rechengeschwindigkeit zu erhöhen, erlaubt die Anordnung auf Wunsch die Wiederhclungstaste und eine der Funktionstaste gleichzeitig zu betätigen. Das Resultat der Rechenoperation' ist jedoch genau dasselbe, ob die Tasten gleichzeitig oder nacheinander betätigt werden, so daß das gleichzeitige Betätigen beider Tasten keine Möglichkeit ergibt, mehr Eingaben in die Rechenmaschine einzugeben, als wenn die Tasten nacheinander betätigt werden.

Die DE-OS 15 49 570 beschreibt eine Tastatur für eine Rechenmaschine, welche zehn kapazitive Tasten aufweist, die durch einen Codierer mit Verstärker-Elementen verbunden sind. Durch den Codierer werden die Ausgangssignale der Verstärker-Elemente nach dem Dreiexzeß-Code verschlüsselt Die kapazitiven Tasten sollen jedoch nur einzeln betätigt werden, s-o daß* die Schaltung keine Elemente enthalten muß, um das Ausgangssignal unabhängig von der Breite der durch den Finger des Benutzers berührten Zone des Sensors zu machen.

Die Firmendruckschrift LOEWE OPTA, Bedienungsanleitung »LOEWE ST 20«, zeigt, daß mittels zweier Tasten drei Eingaben vorgenommen werden können. Die Tasten bilden jedoch nicht einen Sensor, welcher durch Fingerberührung aktiviert werden kann, und die Tasten erlauben nicht Symbole in das Gerät einzugeben, sondern steuern bestimmte Funktionen des Gerätes, wobei die Funktionen nicht zur Kontrolle auf einer Anzeigeeinheit dargestellt werden.

In der US-PS 38 03 834 ist eine mit einem Rechner versehe Armbanduhr beschrieben, die Tasten zur Dateneingabe und zur Wahl von Funktionen aufweist, wobei jede Taste mü einer entsprechenden Ziffer oder einem Symbol markiert ist. Solche Miniatur-Tastaturen können jedoch nicht mit einem Finger betätigt werden, und es ist ein Stäbchen erforderlich, um die individuellen Tasten zu betätigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Dateneingabe der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit den Abmessungserfordernissen für tragbare Instrumente kleiner Abmessungen (z. B. Kleinuhren) verträglich ist, indem die Zahl von manuell betätigbaren Sensorelementen geringer ist als die Zahl eingebbarer Begriffe, wobei eine Information unabhängig von der

Fingerbreite und ohne ein Anlernen von Seiten des Benutzers abgebbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß

- die N Elektroden in einer (2N- I) mögliche Lagen des Fingers auf den Sensor definierenden Weise, bei der jeder Lage des Fingers eines der einzugebenden Symbole eines Alphabets entspricht, angeordnet sind.

- Einrichtungen vorgesehen sind, mittels deren das der jeweiligen Lage des Fingers entsprechende Symbol auf der Anzeigeeinheit zur Kontrolle erscheint, und

- die N Elektroden mit einem Codierer verbunden sind, welcher die auf N Leitungen abgegebenen Ausgangsinformationen des Sensors auf M Ausgangsleitungen in Funktion eines Codes wiedergibt, wobei das Ausgangssignal des Codierers von der Breite der durch den Finger berührten Zone des Sensors unabhängig ist.

die Benutzung, noch auf dem Gerät angebrachte Markierungen, weil seine Arbeitsweise auf permanenter, visueller Rückkopplung beruht. Der Benutzer sucht das zu wählende Symbol auf, indem er seinen Finger auf dem Sensor verschiebt und dabei auf die Steuerungsanzeigeeinheit sieht. Der Komplex »Mensch-Maschine« ist in diesem Fall ein Servosystem genau gleich beispielsweise in dem Fall der Einstellung eines Potentiometers für die Regulierung der Lautstärke einer Verstärker-Lautsprecher-Kette oder der Helligkeit an einem Fernsehgerät, bei denen ebenfalls mit akustischer bzw. visueller »Rückkopplungsw-Steuerung gearbeitet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Frontfläche einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 2 den Einfluß der Fingerbreite auf einen Sensor mit einer Mehrzahl von Elektroden;

F i g. 3 ein Blockdiagramm eines Codierers gemäß der Erfindung;

Fig.4 das Blockdiagramm einer einem Sensor nach F i g. 1 und dem Codierer nach F i g. 3 zugeordneten elektronischen Schaltung:

F i g. 5 eine andere Ausführungsform der Anordnung des Sensors entlang eines Teilumfanges auf der Frontfläche der Vorrichtung;

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform für die Anordnung des Sensors nach F i g. 1 längs des Umfanges auf der Frontfläche der Vorrichtung;

F i g. 7 eine weitere Ausführungsform des Sensors gemäß der Erfindung;

F i g. 8 eine Blockdiagramm für den dem Sensor nach F i g. 7 zugeordneten Kreis;

Fig.9 eine andere Ausführungsform des Sensors gemäß der Erfindung;

Fig. 10 das Blockdiagramm eines einen Sensor gemäß F i g. 9 zugeordneten Kreises;

F i g. 11 eine zweidimensional Anordnung des Sensors gemäß der Erfindung;

Fig. 12 eine 1-bit-Anordnung eines erfindungsgemäßen Sensors;

F i g. 13 eine 3-bit-Anordnung eines erfindungsgemäßen Sensors;

Fig. 14 eine Anzeige mit Lichtzeiger, zugeordnet zu jedem Syrnboi des Alphabets;

Fig. 15 eine Anzeige mit Lichtzeiger, zugeordnet zu jeder Gruppe von jeweils drei Symbolen des Alphabets und

Fig. 16 eine Anzeige mit Lichtzeiger, zugeordnet zu jeder Zehnerstelle der Anzeige.

F i g. 1 zeigt die Frontfläche einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Sie weist einen Sensor 100 auf, der von einer Mehrzahl gleicher, seitlich nebeneinander angeordneter Elektroden 101, einer Steuerungsanzeige HO und einer Anzeige 111' des Gerätes 111,

ίο beispielsweise eines Taschenrechners, gebildet ist. Ein Ausgang 103 ist jeder Elektrode 101 zugeordnet, wie dies gestrichelt in Fi g. 1 angedeutet ist. Die Elektroden 101 des Sensors 100 geben eine binär kodierte Information auf die Ausgänge 103, die für die Lage X

]j des Fingers auf dem Sensor repräsentativ ist. Der Sensor kann von kapazitiver Art oder von Art eines ohmschen Widerstandes sein.

Die MEIektroden 101 eines solchen Sensor sind geeignet (2/V—1) verschiedene Lagen des Fingers zu

A„t.„;**„„ „i„„

ιπΓΛΠηΐΐ t \r\.

nen, die von der Breite c/des Fingers unabhängig sind. Die (2yV-l) Lagen schließen die A/-Lagen der entsprechenden /V-Elektroden und zuzüglich die (N- 1) Lagen zwischen den benachbarten Elektroden ein.

2") Die (2Λ/-1) kodierten Informationen, die durch N bits (/V-Elektroden) abgegeben werden, können auf M bits transkodiert werden, wobei M kleiner als N ist, um den zugeordneten elektronischen Kreis zu vereinfachen und dr Ii Einfluß der Fingerbreite zu eliminieren.

F i g. 2 zeigt für die gleiche Fingerlage den Einfluß der Fingerbreite im Fall eines Sensors, der beispielsweise elf Elektroden 101 enthält, jeder vor der Breite Δ.

Die Anordnung der durch den Finger betätigten Elektroden hängt von der Stellung X des Fingers und von dessen Breite d ab. Es ist daher möglich, daß entsprechend der Breite der Finger eine oder mehrere benachbarte Elektroden betätigt werden. Jedoch ist der einzige interessierende gewünschte Wert die Lage X des Fingers. Dies bedeutet, daß es notwendig ist, die mittlere Elektrode aus der Gruppe der aktivierten Elektroden zu ermitteln.

Das Auffinden der mittleren Elektrode kann leicht durch einen Codierer ausgeführt werden, der dann den gleichen Kode des Wertes von X für die drei verschiedenen, in Fig.2 angedeuteten Fingerbreiten abgibt

F i g. 3 zeigt das Blockdiagramm einer Eingabeanordnung mit einem Codierer 104, zugeordnet zu den vier Elektroden 101, a, b, c und d des Sensors 100. Der Codierer 104 enthält einen ersten Codierer 105 mit 2N—1=2-4—1=7 Zwischenausgängen entsprechend den sieben möglichen Lagen X, die durch d^: ϊ vier Elektroden des Sensors definiert sind, und einen zweiten Codierer 106, der dazu gedacht ist, die Anzahl der Ausgangsleitungen des Kreises zu vermindern. Der Codierer 106 gibt Information über die Lage unter den sieben möglichen Lagen in einem 3-bit-Kode, so daß die Anzahl der am Ausgang 107 des Codierers 106 benötigten Leitungen auf drei vermindert ist

Die folgende Tabelle 1 gibt den logischen Zustand der Eingänge a, b, cund t/des Codierers 105 in Abhängigkeit von den sieben möglichen Lagen wieder, wie sie durch die vier Elektroden des Sensors bestimmt sind, ferner den logischen Zustand der Ausgänge 105/\ bis 105C (Zwischenausgänge) des Codierers 105 und den logischen Zustand der Ausgänge 107a, 1076 und 107c des Codierers 106 in einem auf drei Bit reduzierten Kode. Die Ausgänge des Codierers 106 sind gleichzeitig

die Ausgänge des gesamten Codierers 104. Die Tabelle zeigt beispielsweise, daß die Position 3 sowohl der Lage des Fingers auf der einzigen Elektrode b als auf der gleichzeitigen Betätigung der Elektroden a, b und c durch einen Finger großer Breite entspricht. Für beide Fälle zeigt der Zwischenausgang C= I und der Ausgang 107 zeigt 3 in binärem Kode, wenn der Codierer 104 wirklich die zentrale Elektrode wählt, die in unserem Beisix)! die Elektrode b ist. Tabelle 1 zeigt auch, daß jeder Lage X des Fingers auf dem Sensor 100 ein besonderer Kode entspricht, der an den Ausgängen 107 des gesamlen Codierers 104 von der Breite' des Fingers unabhängig ist.

Es ist auch zu sehen, daß unter den sechzehn möglichen Eingabezuständen, die durch die vier Elektroden 101 vorgesehen sind, eine Anzahl von Zuständen niemals vorkommen, wie sie in Tabelle 1 durch * markiert sind. Dies beruht auf der Tatsache, daß es nicht möglich ist, mit nur einem Finger zwei nicht benachbarte Elektroden zu betätigen. Sollte jedoch eine solche Kombination eintreten, beispielsweise durch unbeabsichtigte Berührung des Sensors 100 mit einem

in anderen Finger, dann nimmt der Ausgang des Codierers 104 einen logischen Zustand 000 an, wie dies in der Tabelle 1 gezeigt ist. so daß keine falsche Anzeige einer Position eintritt.

Tabelle	1	Eingänge	C	b	a	Zwischenausgänge	F	E	D	C	B	A	Reduziert Ausgänge	kodierte	107a
Lagen		d	0	0	0	G	0	0	0	0	0	0	107c	107b	0
	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	1	0	0	I
	0	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	1
1	0	0	1	1	0	0	0	0	0	1	0	0	1	0
3	0	1	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	1	1
2	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	I	0	0
5	0	I	1	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0
•	0	1	1	1	0	0	0	0	1	0	0	1	0	1
4	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1
3	1	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	1	1	0
7	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
•	1	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
•	1	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
*	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0
6	1	1	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	1
*	1	1	1	1	0	0	0	1	0	0	0	1	0	0
5	1				0					1	0
4

Fig.4 zeigt das Blockdiagramm eines logischen Kreises 113, der dem Sensor 100 und dem Codierer 104 zugeordnet ist. Die Ausgänge 107 des Codierers sind mit den Eingängen A einem logischen Kreis 109 direkt und mit den Eingängen fides gleichen logischen Kreises 109 über einen Verzögerungskreis 108 verbunden, der drei Flipp-Flopp-Schaltungen des Typs D enthält, deren Zeitgebereingänge 108a ein Signal mit einer Frequenz von beispielsweise 100 Hz von einem (nicht dargestellten) Impulsgenerator aufnehmen, so

Der logische Kreis 109 ist ein 4-bit-Komparator, dessen Ausgänge 109a, 1096 und 109c sich im logischen Zustand 1 befinden, wenn die Bedingungen an seinen Eingängen sind: A>B, ΑφΟ bzw. ΑφB. Die Wahl dieser Kriterien basiert auf den folgenden Oberlegungen: der logische Zustand des Eingangs A des Kreises 109 repräsentiert die bestehende Lage X, des Fingers auf dem Sensor, und der Zustand des Eingangs B repräsentiert die Lage X,-\ bei dem vorhergehenden Zeitgeberimpuls auf 108a Dadurch ergibt sich: &o

a) wenn die Bedingung A #0 besteht, ist der Finger in Berührung mit dem Sensor.

b) Wenn die Bedingung A>B besteht, hat sich der Finger nach links bewegt Im anderen Fall hat sich der Finger nach rechts bewegt oder er hat seinen Platz nicht verändert Diese Bedingung bestimmt die Zählrichtung eines Aufwärts-Abwärts-Zählers 115.

c) Wenn die Bedingung ΑφB besteht, zeigt dies an. daß der Finger seinen Platz geändert hat.

Wenn eine horizontale Verschiebung des Fingers auf dem Sensor in Betracht gezogen wird, hat der Finger den Sensor nicht verlassen, und es besteht noch die Bedingung ΑφΟ. Das UND-Glied 114 überträgt dann dem Zähler 115 den Zeitgeberimpuls, der durch den Ausgang ΑφB über einen Verzögerungskreis 112 zugeführt wird. Wenn eine vertikale Stellung des Fingers in Betracht gezogen wird, hat der letztere den Sensor verlassen, und die Bedingung ΑφΟ besteht nicht mehr. Das UND-Glied 114 kann dann nicht den Ze;!geberimpuls übertragen, so daß der Zustand des Zählers 115 sich nicht ändert. Der Ausgang 112a des Verzögerungskreises 112 (beispielsweise 30 ms) steuert über ein UND-Glied 114, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang 1096 verbunden ist den Zeitimpuls-Eingang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 115, dessen Zählrichtung durch den Ausgang 109a des Kreises 109 gesteuert wird. Der Stand des Zählers 115, der für das gewählte Symbol repräsentativ ist wird über die Ausgänge zum BenutzungskreiS/111, zum Decoder 117 und zu der Steuerungsanzeige 110 übertragen.

Das Arbeitsprinzip der Anordnung ist wie folgt: Wenn der Finger den Sensor nicht berührt, befindet sich der Ausgang 1096 in logischem Zustand 0, und der Zähler ist blockiert Wenn sich der Finger auf dem Sensor befindet entspricht jede Zustandsänderung der

Ausgänge 107 einem Zustand I des Ausganges 109c, der nach der Verzögerung 112 den Inhalt des Zählers 15 (je nach dem logischen Zustand von 109a,/ erhöht oder vermindert.

Wenn der Finger den Sensor verläßt, beispielsweise wenn das gewünschte Symbol auf der Anzeige HO erscheint, schaltet der Ausgang 1096 auf den Zustand 0 und verhindert jegliches zusätzliches Zählen am Zähler 115, das aufgrund der Tatsache eintreten könnte, daß der Finger den Sensor durch Erzeugen vieler unerwünschter folgender logischer Zustände verläßt.

Zusammenfassend gestattet die Kombination eines mit N-Elektroden ausgestatteten Sensor mit einem Decoder die Auswahl eines unter (2/V-l) Symbolen, während die Benutzung der Schaltungsanordnung nach F i g. 4 das Alphabet der möglichen Symbole mittels eines umkehrbaren Zählers erweitert. Die Grenze in der Größe des Alphabets wird durch die Größe des Zählers gesetzt. Wenn der Finger immer in einer Richtung auf dem gesamten Sensor bewegt wird, wird der Zähler durch (2N— 1) Einheiten erhöht. Auf diese Weise wird eine schnelle Wahl eines Symbols in der Gruppe durch langsamere Bewegung des Fingers bis zum Erscheinen des gewünschten Symbols in der Anzeige erzielt. Wie in F i g. 5 gezeigt, kann der Sensor 36 längs eines Teilumfanges an der Frontfläche einer Vorrichtung angeordnet sein. Dies führt zu einem Sensor mit einer großen nutzbaren Länge, die dazu dient, die normalerweise für die Betätigung des Sensor erforderliche manuelle Empfindlichkeit zu vermindern.

In anderer, in F i g. 6 gezeigter Ausführungsform kann der Sensor längs des gesamten Umfanges am Rand der Frontfläche einer Vorrichtung ausgebildet sein.

Nach Fig.7 enthält der Sensor 120 nur sechs Elektroden, die es gestatten, die zwölf Symbole der Steuerungsanzeige 125 zu wählen. Wenn der Benutzer eine einzige Elektrode des Sensor 120 betätigt, wählt er das zugehörige Symbol. Auf diese Weise kann er die Symbole 2, 4, 6, 8, 0 und C wählen. Wenn er zugleich zwei benachbarte Elektroden betätigt, wählt er das zwischen den beiden Elektroden liegende Symbol. So kann er die Symbole 1,3,5,7 und F wählen.

F i g. 8 zeigt das Blockdiagramm einer der Ausführungsform nach F i g. 7 zugeordneten Schaltungsanordnung.

Der Sensor 120 ist an einem Codierer 104 angeschlossen, von welchem die Ausgänge 107 einerseits zu einem Register 128 mit Flip-Flop-Schaltungen und andererseits zu einer logischen Schaltungsanordnung 113 führen, deren Ausgang 114a den Zeitimpulseingang des Registers 128 betätigt. Nur der Ausgang 114a des Kreises 113 wird benutzt, um gleichzeitig ΑφΟ und Αφ Β anzugeben. Daher wird bei Berühren einer oder zweier Elektroden des Sensors mit dem Finger des Benutzers der Ausgang 114a betätigt, wenn ein Zustandswechsel im Codierer 104 eintritt Der neue logische Zustand wird in das Register 128 eingeführt, wenn das Signal bei 114a von 0 auf I überschaltet.

Wenn der Benutzer gleichzeitig zwei Elektroden betätigt, dann wird der diesen logischen Zustand repräsentierende Kode in das Register 128 eingegeben, nachdem eine Verzögerung durch den Kreis 113 erfolgt ist Wenn der Benutzer den Finger abhebt, verläßt er notwendigerweise eine Elektrode vor der anderen und — wenn der Verzögerungskreis 113 nicht vorhanden wäre — würde die Eingabe in das Register 128 notwendigerweise der bis zuletzt aktivierten Elektrode entsprechen. Die Signale an den- Ausgängen 127 des Registers 128 werden im Decoder 117 dekodiert, um die Stcuerungsanzeige 125 zu steuern.

Gemäß F i g. 9 hl es möglich, zwei Sensoren 121 und 121a zu benutzen, während die Ausgänge 107 und 107a der Codierer 104 und 104a(siehe Fig. 10) entsprechend dem gleichen besonderen Kode benutzt werden. Mit einer Köntrollanzeige 126 in Form einer Tabelle von Symbolen ist es möglich, ein Symbol in zwei Schritten zu wählen. Eine erste Wahl auf dem Sensor 121 läßt die

ίο gesamte Spalte von Leuchtpunkten (LED) aufleuchten, die den Symbolen dieser Spalte zugeordnet sind. Eine zweite Wahl auf dem Sensor 121a schaltet alle Leuchtpunkte ab, außer einem, der zu der am Sensor 121a gewählten Zeile gehört. Es ist auch möglich, mit der Wahl der Zeilen am Sensor 121a zu beginnen und dann die Spalten durch den Sensor 121 zu wählen.

Fig. 10 zeigt ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung, wie sie einer Ausführungsform nach F i g. '3 zugeordnet ist. Die Ausgänge des Sensors 121 werden von einem Codierer 104 codiert, dessen Ausgänge 107 mit den Eingängen des Registers 128 verbunden sind, das durch das vom Verzögerungskreis 113 gegebene Zeitsignal 114a synchronisiert ist. Die Ausgänge des Sensors 121a werden durch den Codierer 104a codiert, dessen Ausgänge 107a mit den Eingängen des Registers 128a verbunden ist, das auch durch ein Zeitsignal 1146, nämlich vom Verzögerungskreis 113a synchronisiert ist. Die Ausgänge der Register 128 und 128a werden vom Decoder 117 dekodiert, um die Anzeige 126 zu steuern.

Eine andere Ausführungsform des Sensors gemäß der Erfindung ist in Fig. 11 wiedergegeben. Hier sind die kapazitiven Elektroden oder Widerstands-Elektroden a bis n, die auf den Finger des Benutzers ansprechen, entsprechend einer zweidimensionalen Anordnung gelagert. Das Aufsuchen der Symbole wird dann längs zweier Achsen A"und V ausgeführt, und ein Symbol wird durch die Koordinate X und die Koordinate Y des Fingers auf dem Sensor 35 bestimmt.

Fig. 12 zeigt eine 1-bit-Anordnung eines erfindungsgemäßen Sensors. Der Sensor 23 enthält eine Mehrzahl von gleichen kapazitiven Elektroden oder Widerstands-Elektroden, die auf den Finger des Benutzers ansprechen, und wobei jede Elektrode mit der i_ /!mittelbar benachbarten Elektrode verbunden ist. Die Verschiebung des Fingers auf einem solchen Sensor erzeugt Impulse in der Anzahl π in Abhängigkeit von der Verschiebungsweite Δχ. Diese Impulse werden in einem Zähler 24 gezählt und jeder Zustand des Zählerinhaltes repräsentiert ein Symbol des Alphabets. Wenn das gewünschte, von Decoder 25 abgegebene Symbol auf der Steuerungsanzeige 26 erscheint, hört der Benutzer mit der Bewegung seines Fingers auf und gibt eine Bestätigungsorder, um den gewählten Wert in das Instrument einzugeben.

Es ist möglich, den Sensor gemäß Fig. 12 in einer Anordnung gemäß F i g. 6 zu benutzen. Dies gibt den Vorteil, daß das Aufsuchen eines Symbols in einem großen Alphabet sehr stark beschleunigt wird.

Eine andere Ausführungsform des Sensor ist in F i g. 13 gezeigt Dieser Sensor 34 enthält eine Mehrzahl kapazitiver Elektroden oder Widerstands-Elektroden 29 bis 33, die in parallelen Linien angeordnet sind, wobei jede Linie eine logische Variable wiedergibt Die Anzahl der Linien entspricht der bit-Zahl am Ausgang des Sensors. Die Lage X des Fingers wird unmittelbar auf einen binären Kode am Ausgang des Sensors umgesetzt Um das Aufsuchen der Symbole zu beschleunigen, ist

es möglich, die Vorrichtung mit einer Anzeige zu

verschon, die d'.2 generelle Lage des gewählten Symbols bezüglich des ganzen oder eines Teiles des Alphabets wiedergibt. Eine solche besondere Anzeige kann in verschiedener Weise ausgeführt werden.

Fig. 14 zeigt eine solche Anzeige. Die Anzeige enthält beispielsweise einen Satz von Licht aussehenden Dioden A bis Z, von denen jede Diode dem von ihr markierten Symbol des Alphabets zugeordnet ist. Jeder Lage des Fingers auf dem Sensor entspricht das Aufleuchten derjenigen Elektrode, die für das gewählte Symbol repräsentativ ist. Dies gestattet es dem Benutzer abzuschätzen, in welchem Abstand er sich von dem gewünschten Symbol befindet, um so die Bewegung seines Fingers auf dem Sensor mehr oder weniger schnell zu steuern. Fig. 14 zeigt die Wahl des Symbols »E«. Rine andere Ausführungsform des Zeigers nach Fig. 14 ist in Fig. 15 gezeigt. Hier ist jede Licht emittierende Diode einer Gruppe von Symbolen zugeordnet. Fig. 15 zeigt die Wahl eines der Symbole aus der Gruppe »JKL« an. Eine weitere Ausführungsform des Zeigers nach Fig. i4 ist in Fig. iö gezeigt, wo jede Licht emittierende Diode einer Zehnerstelle einer Anzeige zugeordnet ist, mit sieben Segmenten oder mit Leuchtpunkten. Dies gestattet zunächst eine Gruppe von Symbolen in einem Alphabet zu wählen und dann eines dieser Symbole des Alphabets mittels des Sensors auszuwählen.

Der Typ einer der Vorrichtung zugeordneten Steuerungsanzeige wird durch das benutzte Alphabet bestimmt.

In einer ersten Ausführungsft rm ist das Alphabet im wesentlichen numerisch, was die Wahl einer Anzeige mit sieben Segmenten für die Steuerungsanzeige gestattet.

In einer zweiten Ausführungsform ist das Alphabet alphanumerisch und es ist dann eine Anzeige mit fünfunddreißig Matrixelementen oder Leuchtpunkten erforderlich.

Wenn schließlich die Vorrichtung für die Dateneingabe gemäß der Erfindung dazu gedacht ist, eine Uhr oder

ίο ein Instrument mit einer analogen Anzeige zu steuern, kann die Steuerungsanzeige die Analoganzeige der Vorrichtung selbst sein.

Um das gewählte Symbol in den Benutzungskreis des Instruments einzuführen, ist es notwendig, eine Bestäti-

Ii gungsorder zu dieser Schaltungsanordnung zu geben, wenn das gewünschte Symbol angezeigt ist. Dies kann beispielsweise mittels einer speziellen Elektrode oder eine für diesen Zweck vorgesehenen Taste geschehen, die mit demselben Finger oder gleichzeitig mit einem anderen Finger zu betätigen ist.

in em<ii eisicii ÄüsfüniÜMgSiüi'iVi iSi cS ü'iügiicl'i, einen

Verzögerungskreis zu benutzen, der eine Bestätigungsorder abgib\, nachdem eine vorher bestimmte Zeit nach der letzten Änderung des Symbols auf der Steuerungs-

2"> anzeige abgelaufen ist.

In anderer Ausführungsform ist es möglich, das gewählte Symbol auf der Grundlage des Abtastens oder Feststeilens einer abrupten Lageänderung des Fingers auf dem Sensor auszuführen, beispielsweise wenn der

JO Finger den Sensor sehr rasch verläßt, nachdem das gewünschte Symbol gewählt worden ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

l_r Vorrichtung zur Dateneingabe in ein Gerät kleiner Abmessungen mit mindestens einem manuell betätigbaren Sensor, welcher eine Mehrzahl von N nebeneinander angeordneten Elektroden aufweist, einer Anzeigeeinheit zur Kontrolle der einzugebenden Daten und Einrichtungen für die elektronische Umsetzung, Speicherung und Dekodierung, dad irch gekennzeichnet,

- daß die Λ/ Elektroden (a bis rr, 29 bis 33; 101) in einer (2N-1) mögliche Lagen des Rngerc auf den Sensor(23,34,35,36,37,100,120,121,12IaJ definierenden Weise, bei der jeder Lage des is

* Fingers eines der einzugebenden Symbole eines Alphabets entspricht, angeordnet sind,

- daß Einrichtungen vorgesehen sind, mittels deren das der jeweiligen Lage des Fingers entsprechende Symbol auf der Anzeigeeinheit (26, 110, 125,126Jzur Kontrolle erscheint, und

- daß die N Elektroden mit einem Codierer (104) verbunden sind, welcher die auf N Leitungen abgegebenen Ausgangsinformationen des Sensors auf M Ausgangsleitungen in Funktion eines Codes wiedergibt, wobei das Ausgangssignal des Codierers (104) von der Breite der durch den Finger berührten Zone deü Sensors unabhängig ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Codierer (104) einen ersten Codierer (105) mit (2JV-1) Ausgängen enthält, von denen jeder einzelne einer der (2/V—1) möglichen Lagen des Fingers auS dem ginsor entspricht und betätigt wird, wenn der Finger in dieser Lage ist, und einen zweiten Codierer (1Ü6), d r dazu ausgebildet ist, die (2Λ/—1) Informationen entsprechend /V-bit am Ausgang des ersten Codierers (105) auf Λί-bit zu codieren, wobei die Zahl M< Wist
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine elektronische Schaltanordnung (108,109,112,114) enthält, die dazu ausgebildet ist, die Ausgangswerte des Codierers (104) weiter zu bearbeiten, wobei die Schaltanordnung die Aut; Lagen des Codierers und ein Zeitgebersignal aufnimmt und in Abhängigkeit von logischen Kriterien, welche die Lage des Fingers auf dem Sensor zwischen zwei folgenden Zeitgeberimpulsen und die Richtung der Verschiebung des Fingers auf dem Sensor berücksichtigen, und mit mindestens einer Zeitverzögerung Zeitimpulse in den Eingang eines Aufwärts-Abwärts-Zählers (115) sowie ein Steuersignal für die Zähleinrichtung dieses Zählers

(115) abgibt, wobei der Zählerinhalt einem gewählten Symbol entspricht, und daß der Ausgang des Zählers einerseits mit dem jeweiligen Instrument bzw. Gerät (Ul) zur Eingabe der gewählten Daten und andererseits über einen Decoder (117) mit der Anzeigeeinheit (110) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- μ zeichnet, daß die elektronische Schaltungsanordnung einen Komparator (109) enthält, der an seinen ersten Eingängen (A) Af-bit-Signale vom Codierer (104) und an seinen zweiten Eingängen (B) diese Signale über einen Zeitverzögerungskreis (108) aufnimmt, daß dieser Komparator (109) an seinem Ausgang Signale aufgrund des Vergleiches der an seinem ersten Eingang (A) und an seinem zweiten Eingang (B) anliegenden Signale entsprechend den logischen Kriterien abgibt, wobei eines der Ausgangssignale (iO9aJ das Steuersignal für die Zählrjehtung des Zählers (115) ist und zwei weitere Ausgangssignale (109/>, 109ςλ wobei eines (109c; über ein Zeitverzögerungsglied (112) läuft, an ein UND-Glied (114) gelegt werden, «m das Steuersignal für den Zähler (115) zu erzeugen.
5_r Vprrichtung nach Anspruch 1, dadujrph gekennzeichnet, daß der Sensor (37,120) längs mit jestens eines Teils des Umfanges an der Frontfläche der Vorrichtung angeordnet ist
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Codierers (104) einerseits mit den Eingängen eines Registers (128) und andererseits mit einem logischen Kreis (113) verbunden ist, wobei das Ausgangssignal dieses logischen Kreises (113) das Zeitgebersignal zum Öffnen des Registers (128) für die Eingabe der Daten bildet,-und daß eine Zeitverzögerungsschaltung in diesen logischen Kreis (113) einbezogen ist, die es gestattet, den logischen Zustand am Ausgang des Codierers (104) entsprechend der gleichzeitigen Betätigung von zwei Elektroden des Sensors in das Register (128) einzugeben.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensoren (121,12IaJ vorgesehen sind, von dene/¹, jeder Sensor mindestens eine Elektrode enthält, und daß eine Anzeigeeinheit (126) zur Kontrolle der einzugebenden Daten in eine matrixartige Anordnung von bezeichneten Anzeigeelementen in Form von Leuchtpunkten vorgesehen ist, derart, daß die Betätigung eines ersten Sensor (121) es gestattet, die Leuchtpunkte aller Symbole einer bestimmten Spalte dieser Anzeigeeinheil einzuschalten und die darauf folgende Betätigung des zweiten Sensor (12IaJ die Leuchtpunkte abzuschalten außer desjenigen, der zu der mit dem zweiten Sensor (12IaJ gewählten Zeile gehört
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensoren (124,12IaJ vorgesehen sind, von denen jeder Sensor mindestens eine Elektrode enthält, und daß eine Anzeigeeinheit (126) zur Kontrolle der einzugebenden Daten in eine matrixartige Anordnung von bezeichneten Anzeigeelementen in Form von Leuchtpunkten vorgesehen ist derart, daß die Betätigung eines ersten Sensors (12IaJ es gestattet die Leuchtpunkte aller Symbole einer bestimmten Zeile dieser Anzeigeeinheit einzuschalten und bei der darauf folgenden Betätigung des zweiten Sensors (121) die Leuchtpunkte abzuschalten außer desjenigen, der zu der mit dem zweiten Sensor (121) gewählten Spalte gehört
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser Sensoren (121, 12IaJ mit einem entsprechenden logischen Kreis (113 bzw. 113ajund einem entsprechenden Register (128 bzw. 128aJ zur Aufnahme von Zeitgebersignalen aus dem jeweiligen logischen Kreis (113, WZa) verbunden ist und daß die Ausgänge der Register (128, iiSa) durch einen Decoder (117) zur Betätigung der Steuerungsanzeigeeinheit (126) dekodiert werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des Sensor in einer zweidimensionalen Anordnung liegen und der
Sensor zur Abgabe einer kodierten information in Zuordnung zu den Lagekoordinaten K und Y des fingers aufzwei koordinaten Achsen ausgebildet ist, It, Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (23) eine Mehrzahl 5 von gleichen Elektroden enthält, und jede Elektrode mit dem unmittelbar benachbarten Elektroden verbunden ist und daß der Sensor (23) zum Aufsuchen des gewünschten Symbols durch Veränderung der Fmgerlage auf dem Sensor ausgebildet to ist ■'''■'
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (34) eine Mehrzahl von Elektroden (29 bis 33) in Anordnung in parallelen Linien entfvält, wobei jede Linie eine logische Variable des Ausgangssignals ist, und daß der Sensor an seinem Ausgang zu direkter Abgabe einer binär kodierten Information über die Lage des Fingers auf dem Sensor (23) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit durch mehr als ein Anzeigelement in Form eines leuchtenden Punktes entsprechend zu Symbolen, Gruppen von Symbolen oder dem Platz eines Symbols in einem Alphabet ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit durch Anzeigeelemente in Form von leuchtenden Punkten entsprechend den Zehnerstellen einer Digitalanzeige mit Segmenten oder Leuchtpunkten ausgebildet 3C ist (F ig. 16).
15. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit als numerische Anzeige mit sieben Segmenten ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch U dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit als alphanumerische Anzeige mit 35-Leuchtpunkt-EIementen ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit eine Analoganzeige einer Uhr ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Daten durch das Ausgangssignal eines Verzögerungsgüedes eingegeben sind, das durch die letzte Betätigung des Sensors eingeschaltet wird.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Daten durch einen logischen Zustand eingegeben sind, der durch eine besondere Betätigung des Sensors erzeugt wird.