DE3317641A1 - Elektronisches bedienungselement zur einstellung einer analogen groesse durch eine schiebebewegung - Google Patents

Description

• Elektronisches Bedienungselement zur Einstellug einer
• analogen Groesse durch eine Schiebebewegung Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bedienungselement zur vorzugsweise manuellen Einstellung analoger Groessen, insbesondere zur Anwendung in digital operierenden oder digital gesteuerten elektronischen Geraeten. Mit der Erfindung werden nebeneinander angeordnete Tasten oder Sensorelemente ueber einen speziellen Schaltungstei 1 so miteinander verknuepft, das eine der allgemein gebraeuchlichen Betaetigung eines Schiebereglers aehnliche Funktion hinsichtlich der Einstellung einer analogen Groesse durch eine gleitende Schiebebewegung des menschlichen Fingers laengs der Sensoranordnung erreicht wird Bekannte Badienungselemente zur Einstellung von analogen Groessen in digital operierenden oder digital gesteuerten Geraeten sind sog. Auf-/Ab-Tastenpaare. Bei Betaetigung einer dieser Tasten wird die zugeordnete analoge Groesse mit einer festen oder einer zwischen wenigen Werten umschaltbaren Stellgeschwindigkeit solange veraendert, bis die Tastenbetaetigung endet. Die Umschaltung zwischen meist nur zwei verschiedenen Stellgeschwindigkeiten erfolgt entweder automatisch nach einer vorbest i mmten ununterbrochenen Betaetigungsdauer oder vom Benutzer durch den Druck seiner Tastenbetaetigung gesteuert. Diese Art der Steuerung ist grundsaetzlich stark gewoehnungsbeduerft ig und immer dann.
• hinderlich wenn ein weiter Stellbereich der zugeordneten analogen Groesse zu durch laufen ist und dann eine Feineinstellung erfolgen soll.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte elektronische Auf-/Ab-Einstellung einer analogen Groesse durch ein starker benutzer-freundliches Bedienungselement zu ersetzen, bei dem die Einstellung der zugeordneten analogen Groesse - aehnich der gewohnten Einstellung eines Schiebereglers - durch eine schiebende Fingerbewegung erfolgen sollte. Die Stellgeschwindigkeit der zugeordneten analogen Groesse sollte kontinuierlich oder in feiner Stufung durch die Schiebebewegung selbst bestimmt werden.
• Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch i angegebene Erfindung geloest. Vorteilhafte Weiterbildungen des Anspruchs sind durch die Unteransprueche gegeben. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft fuer eine Fernbedienung mit Displays entsprechend den aelteren Anmeldungen P3310580.4 und P3310948.6 anzuwenden.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand es Ausfuehrungsbeispiels naeher erlaeutert. Es zeigen Fig. 1 ein Ausfuehrungsbeispiel der Erz windung mit 9 zu einer Bahn zusammengeffasten Sensoren, Fig.2 ein weiteres Ausfuehrungsbeispiel mit drei Tasten als Sensorbahn, Fig.3 das Prinzipschaltbi ld eine zugehoerigen steuernden Schaltungsteilles Fig.4 verschiedene Signalverlaufe an einem Ausfuehrungsbeispiel mit zahlreichen Sensoren Fie.S verschiedene Signalverlauefe an einem Ausfuehrungsbeispiel mit drei Tasten als Sensoren.
• Fit zeit gegeneinander isolierte leitende Flaechenelemente 1 bis 9- die eine Sensorbahn bilden. Ein laengs dieser Bahn gleitend schiebender Finger verbindet je nach seiner momentanen Position laengs der Sensorbahn jeweils benachbarte gegeneinander isolierte Flaechenelemente. Die jeweilige Position des Fingers ist anhand der durch ihn vorgenommenen Verbindungen benachbarter Flaechenelemente der Sensorbahn detektierbar. Aus einer Erfassung der Zeitpunkte, an denen eine Verbindung zwischen benachbarten Flaechenelemente auftritt und wieder endet ist auch die Uebergangsschwundigkeit des ueber die Sensorbahn gleitend schiebenden Fingers zwischen jeweils benachbarten Sensorflaechen 2 - 9 messbar.
• Eine Schaltung zur Bestimmung der aktuellen Position und Bahngeschwindigkeit des Fingers auf der Sensorbahn nach Fig1 1 zeigt Fig. 3 im prinzipiellen Blockschaltbild. Die Eingangsklemmen 18 einer Mikroprozessorschaltung 10 sind mit den Anschluessen 1 - 9 der Sensorbahn verbunden. Die Mikroprozessorschaltung fragt die Eingangsklemmen 18 nach einem im ROM-Speicherbauelement 11 abgelegten Programm regelmaessig ab und ermittelt damit zunaechst die Zeitpunkte, an denen eine neue Verbindung zwischen zwei der Eingaenge 18 auftritt oder eine bereits vorher festgestellte Verbindung wieder unterbrochen wird. Aus diesen Zeitpunkten und den da erkannten Verbindungen zwischen einzelnen Eingangsklemmen 18 werden der Ort des Fingers auf der Sensorbahn nach Fig.1 seine Bewegungsrichtung und seine Bahngschwindigkeit laengs der Sensorbahn ermittelt. Mit einer zu dieser Geschwindigkeit proportionalen im Mikroprozessor 10 erzeugten Taktfrequenz wird ein ebenfalls im Mikroprozessor 18 gebildeter Zaehler von einem vor der letzten Beruehrung der Sensorbahn vorliegenden und im RAM-Speicher 12 abgelegten Zaehlerstand aus hochgezaehlt. Der aktuelle Zaehlerstand wird von Ausgaengen des Mikroprozessors 18 zu einem Digital/Analog-Konverter 13 gefuehrt. Das an dessen Ausgang auftretende je nach Bahngeschwindigkeit des Fingers langsam oder schneller veraenderliche Gleichspannungssignal wird einem analogen Multiplizierer 14 zugefuehrt. Dieser schwaecht das an seinem zweiten Eingang 16 anliegende einzustellende analoge Signal entsprechend ab oder verstaerkt es. Ein dem Multiplizierer 14 nachgeschalteter Verstaerk 15 verstaerkt das Multiplizierer-Ausgangssignal entsprechend dem amplituden-Arbeitsbereich nachfolgender Baugruppen.
• Die Mikroprozessorschaltung 10 bewirkt weiterhin entsprechend dem im ROM-Speicher 11 abgelegten Programm, dass eine Aenderung des internen Zaehlerstandes und damit eine Aenderung des am Ausgang 17 anstehenden Analogsignales nur dann vorgenommen wird wenn eine Bewegung des betaetigenden Fingers laengs der Sensorbahn nach Fig. 1 detektiert wird. Die Stellgeschwindigkeit des analogen Signales am Ausgang 17 wird nach Detektion einer Fingerbewegug laengs der Sensorbahn proportional zur gemessenen Bahngescwindigkeit gewaehlt. Ein so begonnener Stellvorgang wird mit konstanter Ste llgeschwind igke it so lange beibehalten, bis e in anderer Wert der Bahngeschwindigkeit des Fingers gemessen wird oder die .e inzuste 1 lende ana loge Groesse das Ende ihres Stellbereiches erreicht hat. Abweichend hiervon wird der Stellvorgang auch bei unbewegtem Finger proportional zur zuletzt gemessenen Bahngeschwindigkeit beibehalten, wenn der betaetigende Finger ein Ende der Sensorbahn erreicht hat.
• Hier wird der Stellvorgang erst dann beendet, wenn der Finger eine Bewegung in umgekehrter Richtung beginnt oder aus dem Detekt ionsbere ich der Sensoren verschwindet.
• Fig. 2 zeigt als einfachste Ausfuehrung einer Sensorbahn eine Anordnung von nur drei als Tasten ausgefuehrten Sensoren 21Z 22 und 23 in Laengsschnitt und in der Aufsicht. Die beiden aeusseren Tasten 21 und 23 weisen Fingermulden auf, die eine fangende Wirkung fuer einen ueber die Oberflaeche gleitend schiebenden Finger haben. Die mittlere Taste 22 ist so geformt, dass ihre Oberflaeche von jeder Kante aus zur Mitte hin ansteigt. Diese Oberflaechenausbi ldung unterstuetzt eine nach aussen schiebende Fingerbewegung, wenn der die Taste 22 betaetigend Finger ausserhalk der Tastenmitte aufgesetzt wird.
• Die Ausgangskl lemmen der mit den Tasten 21, 22 und. 23 verbundenen elektrischen Schaltern sind mit den Eingaengen 18 eines wiederum entsprechend der Fig.3 ausgefuehrte Schaltungsteiles verbunden. Dieser Schaltungsteil arbeitet wiederum nach eine im ROM-Speicher 11 abgelegten Programm zur Messung der Dauer vom Uebergang des betaet igenden Fingers von der Taste 22 auf entweder die Taste 23 oder die Taste 21.
• Umgekehrt proportional zu einer daraus berechneten Uebergangsgeschwindigkeit wird die jeweilige analoge Groesse - wie schon im vorigen Ausfuehrungsbeispiel beschrieben -eingestellt. Ein einmal begonnener Stellvorgang wird solange beibehalten} bis die jeweilige aeussere Taste 21 oder 23 losgelassen wird oder die analoge Groesse das Ende ihres Eihstellbereiches erreicht hat.
• Der Schaltungsteil entsprechend Fig, 3 bildet mit jedem der Sensoranordnungen in Fig. 1 und Fig. 2 eine als elektronischer Schieberegler zu erklaerende Baugruppe, bei dem die Stellgeschwindigkeit der zugeordneten analogen Groesse im wesentlichen von der jeweiligen Schiebegeschwindigkeit des Fingers abhaengt.
• Fig.4 zeigt einige Signalverlaeufe als Funktion der Zeit bei Betaetigung eines elektronischen Schiebereglers mit einer Sensorbahn entsprechend Fig.1. Fig. 4a zeigt den angenommenen Ort des betaetigenden fingers (auf der Ordinate abgetragen) relativ zum Afang der Sensorbahn. Fig, 4b zeigt die im Schaltungsteil nach Fig. 3 ermittelte Bahngeschwindigkeit des betaetigeden Fingers ebenfalls als Funktion der Zeit. Den daraus resultierenden Wert der analogen Groesse am Ausgang 17 der Fig.3 - ebenfalls als Funktion der Zeit - zeigt Fig. 4c.
• Man erkennt, dass nur die Bahngeschwindigkeit des betaetigenden Fingers, nicht aber seine Position laengs der Sensorbahn, mit der analogen Ausgangsgroesse in Fig. 4c verknuepft ist.
• Fig.5 zeigt in den Diagrammen ab und c den als Beispiel angenommenen jeweiligen Schaltzustand der Tasten 21, 22 und 23 aus Fig.2. Beim Aufsetzen des Fingers auf Taste 22 wird zum Zeitpunkt 50 in Fig. 5b eine Tastenbetaetigung sichtbar.
• Nach einer kurzen Zeit gleitet der Finger auf die benachbarte Taste 23 (vgl. Fig. 2? ueber und generiert ein Tastensignal in Fig. 5a. Umgekehrt proportional zu der vom Mikroprozessor 10 gemessenen Uebergangszeit 51 wird die in Fig.5d aufgetragene analoge Groesse geaendert, solange bis die Betaetigung der Taste 23 zum Zeitpunkt 52 endet Bei Wiederholung des Fingerueberganges von Taste 22 nach Taste 23 mit geringerer Schiebegeschwindigkeit erfolgt die einstellung der analogen Groesse gemaess Fig. 5d langsamer entsprechend der vom Mikroprozessor festgestellten laengeren Uebergangszeit 53.
• Auch hier endet der Stellvorgang mit dem Loslassen der auesseren Taste 23 zum Zeitpunkt 54. Die in Fig. 50 zuletzt dargestellte Tastenbetaezigung mit Fingerbewegung von Taste 22 nach Taste 21 fuehrt zu einem Abwaertsstellvorgang mit -entsprechend der kleinen Uebergangszeit 55 - hoher Stellgeschwindigkeit.
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Claims (5)

1. Patentansprueche 1. Elektronisches Bedienungselement zur vorzugsweise manuell gesteuerten Einstellung einer analogen Groesse durch eine Schiebebewegung, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Schiebebewegung des betaetigenden Elements, vorzugsweise des menschlichen Fingers, laengs einer mit Sensoren belegten oder durch einen Sensor gebildeten Bahn erfolgt, b. der Sensorbahn ein Schaltungsteil zugeordnet ist} der die jeweilige Bahngeschwindigkeit des betaetigenden Fingers oder die Uebergangsgeschwindigkeit des Fingers zwischen jeweils benachbarten Sensoren ermittelt c. ein Schaltungsteil vorgesehen ist, der die zu stellende analoge Groesse kontinuierlich oder in kleinen Schritten von ihrem jeweiligen Wert aus entsprechend der gemessenen Groesse und Richtung der Geschwindigkeit des Fingers laengs der Sensorbahn einstellt.
2. 2. Elektronisches Bedienungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch Fingerbewegung laengs der Sensorbahn eingeleitete Aenderung einer analogen Groesse auch bei Erreichen eines Endes der Sensorbahn entsprechend der zuletzt gemessenen Bahngeschwindigkeit des Fingers beibehalten wird solange, wie der Finger - ohne eine Bewegung in Gegenrichtung zu beginnen - im Detektionsbereich der Sensoren verbleibt und kein Ende des Einstellbereiches der analogen Groesse erreicht wird.
3. sa Elektronisches Bedienungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch Fingerbewegung laengs der Sensorbahn eingeleitete Aenderung einer analogen Groesse solange beibehalten wird, bis entweder ein neuer nicht mit Null identischer Messwert fuer die Geschwindigkeit des Fingers laengs der Sensorbahn ermittelt wird oder der betaetigende Finger den Detektionsbereich der Sensoren verlaesst.
4. 4. Elektronisches Bedienungselement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet dass die Sensorbahn durch wenigstens drei benachbarte tastenart ige Schaltelemente gebildet wird und ein Schaetzwert fuer die Bahngeschwindigkeit des darueber schiebenden Fingers aus der Uebergangszeit zwischen jeweils benachbarten Schalte lementen gebildet wird.
5. 5. Elektronisches Bedienungselement nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet dass einzelnen Elementen der Sensorbahn zusaetzlich zur Steuerfunktion der Einstellung einer analogen Groesse auch tastenartige Entscheidungsfunktionen zugeordnet werden koennen, wobei die Entscheidungsfunktion jeweils dann wirksam wird, wenn innerhalb einer vorbestimmten Zeitspranne nach Detektion des Fingers an einem Sensor kein von Null verschiedener Wert fuer die Bahnschwindigkeit des betaetigenden Fingers laengs der vorbestimmten Sensorbahn ermittelt wird.