DE3523284A1 - System for transferring one-dimensional or two-dimensional values to a data processing device with equipment which can be controlled by operators - Google Patents

System for transferring one-dimensional or two-dimensional values to a data processing device with equipment which can be controlled by operators

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DE3523284A1
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Abstract

The equipment consists of touch-sensitive control sections (SA) which are arranged in such a way that it is possible to activate a single control section or a number of control sections simultaneously. Each digital control section (SA) is assigned a specific speed for the change in parameter values, e.g. the movement of a screen marker on the screen. Each control section can also be assigned a specific direction for the change in parameter values. The required parameter values can be supplied to the data processing device, e.g. a VDU, by appropriate selection of the values for the speed of change and by additionally assigning weights to the individual control sections (SA). The control sections (SA) can be arranged in a row, a control cross or a control panel, so that it is easy to operate a single control section or a number of control sections simultaneously. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Übermittlung von ein- oder zweidimensionalen Größen an ein Datenverarbeitungsgerät mit Hilfe einer von Menschen betätigbaren Vorrichtung, wobei die Größen zur Einstellung bzw. Änderung der Werte analoger Parameter verwendet werden.The invention relates to an arrangement for transmission of one- or two-dimensional sizes to a data processing device with the help of a human operated one Device, the sizes for adjustment or change the values of analog parameters are used.

Bei der Entwicklung von Mensch-Maschine-Systemen im Rahmen der DV-Technik besteht häufig die Notwendigkeit, dem Menschen eine Vorrichtung an die Hand zu geben, mit der er der DV-Anlage analoge Werte übermitteln kann. Der häufigste vorkommende Fall ist die Positionsangabe auf einem Bildschirm, z. B. zum Einstellen einer Marke. Es gibt aber auch viele andere Anwendungsfälle, z. B. die Einstellung bzw. Änderung analoger Parameter bei einem Simulationsexperiment.In the development of human-machine systems in the frame Often there is a need for computer technology to provide a device with which he the DV system can transmit analog values. The most frequent Occurring case is the position information on a screen, e.g. B. to set a brand. There is also many other use cases, e.g. B. the setting or Change of analog parameters in a simulation experiment.

Zur Lösung dieses Problems sind bereits verschiedene Vorrichtungen bekanntgeworden:
- Z. B. kann mit einem Lichtgriffel direkt auf den Bildschirm ein Punkt angetippt werden und dadurch seine Position angegeben werden
- oder es wird mit einer sogenannten Maus auf einem Tablett ein Punkt angefahren und damit ein Vektor zur Versetzung der Marke auf dem Bildschirm oder des Rahmens eines Bildausschnitts erzeugt.
- Schließlich kann auch ein Steuerknüppel zur Versetzung von Marken auf dem Bildschirm verwendet werden.
Derartige Vorrichtungen können z. B. der Zeitschrift "Computer Persönlich", Ausgabe 7 vom 23. März 1983, Seite 56-63 oder "Computer Persönlich", Ausgabe 3 vom 25. Januar 1984, Seite 28-32 entnommen werden.Various devices have already become known for solving this problem:
- For example, a point can be tapped directly on the screen with a light pen, thereby indicating its position
- Or a point is approached with a so-called mouse on a tablet and thus a vector for displacing the mark on the screen or the frame of an image section is generated.
- Finally, a joystick can be used to move marks on the screen.
Such devices can e.g. B. the magazine "Computer Personally", issue 7 of March 23, 1983, pages 56-63 or "Computer Personally", issue 3 of January 25, 1984, pages 28-32.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine anders gestaltete Anordnung zur Eingabe von Größen in ein Datenverarbeitungsgerät anzugeben, die eine bequeme, schnelle und genaue Übermittlung von eindimensionalen bzw. zweidimensionalen Werten aller Art von Menschen an ein Datenverarbeitungsgerät gestattet und dabei eine Vorrichtung verwendet, die klein ist, auf verhältnismäßig kleine Kräfte reagiert und dabei keine merkbare oder nur eine geringe Auslenkung aus ihrer Ruhelage hat.The object underlying the invention is a different arrangement for entering sizes in a data processing device, which is a convenient, fast and accurate transmission of one-dimensional or two-dimensional values of all kinds of people allowed to a data processing device and thereby a Device used that is small on relative small forces react and no noticeable or only has a slight deflection from its rest position.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs angegebenen Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is carried out with an arrangement of the above Kind by the in the characterizing part of patent claim 1 specified features solved.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further developments of the invention result from the subclaims.

Die Vorrichtung kann sowohl zur Einstellung der Position einer Bildschirmmarke auf einem Bildschirm oder zur Verschiebung des Rahmens eines Bildausschnittes bezüglich des wirtuellen Gesamtbildes verwendet werden als auch zur Einstellung anderer analoger Parameter, z. B. bei Simulationen. Für diesen letzteren Fall muß allerdings ebenfalls vorausgesetzt werden, daß die Parameter am Bildschirm entweder analog, z. B. durch die Länge eines Bandes, durch die Höhe eines Balkens, durch den Sektor eines Kreises oder den Winkel eines Zeigers bzw. digital durch die Angabe einer Zahl sichtbar gemacht sind.The device can both be used to adjust the position a screen marker on a screen or for shifting the frame of an image section with respect to the economic overall picture can be used as well Setting other analog parameters, e.g. B. in simulations. For the latter case, however, must also provided that the parameters on the screen either analog, e.g. B. by the length of a tape the height of a bar, by the sector of a circle or the angle of a pointer or digitally by specifying a Number are made visible.

Vorteilhaft ist weiter, daß dem Datenverarbeitungsgerät nicht wie aus dem Stand der Technik bekannt eine absolute Position oder ein Positionsversatz übermittelt wird, sondern Richtung und Geschwindigkeit der Änderung des Wertes eines oder zweier analoger Parameter, z. B. Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung der Bildschirmmarke auf dem Bildschirm.It is also advantageous that the data processing device not an absolute as is known from the prior art Position or a position offset is transmitted, but Direction and speed of change of value one or two analog parameters, e.g. B. Direction and  Speed of movement of the screen marker on the Screen.

Die Vorrichtung ist also in berührungsempfindliche Steuerabschnitte unterteilt, wobei im Falle von digital wirkenden Steuerabschnitten jeder Steuerabschnitt bei alleiniger Berührung eine bestimmte Geschwindigkeit und bei Einstellung von zwei Parametern zusätzlich eine bestimmte Richtung der Änderung der Werte analoger Parameter, z. B. eine bestimmte Richtung der Bewegung der Bildschirmmarke, hervorruft. Der Wertevorgang der diesen Steuerabschnitten zugeordneten Geschwindigkeiten ist so beschaffen, daß einerseits eine schnelle, andererseits eine genaue Einstellung möglich ist. Um beide Forderungen zu erfüllen, entspricht dieser Wertevorrat zweckmäßigerweise einer stark nichtlinearen Zahlenfolge.The device is thus in touch-sensitive control sections divided, being in the case of digitally acting Control sections each control section when touched alone a certain speed and when setting of two parameters in addition a certain direction of Change the values of analog parameters, e.g. B. a specific Direction of the movement of the screen marker. The Value process of the assigned to these control sections Speeds are such that on the one hand one fast, on the other hand an exact setting is possible. This set of values corresponds to meet both requirements expediently a strongly non-linear sequence of numbers.

Wenn mehrere dieser digital wirkenden Steuerabschnitte gleichzeitig betätigt werden, dann wird aus den zugeordneten Richtungs- und Geschwindigkeitswerten ein sinnvolles, zweckmäßigerweise nichtlineares Mittel oder Interpolationswert gebildet. Zum Beispiel wird, bei Annahme gleicher Richtung, aus den Geschwindigkeitsgrößen 16 und 64 als Interpolationswert zweckmäßigerweise 32 und nicht etwa 40 gebildet. Es ist aber auch denkbar, analog wirkende Steuerabschnitte zu verwenden, wobei deren Zahl dann kleiner sein kann.If several of these digital control sections are pressed simultaneously, then the assigned Direction and speed values a reasonable, expedient non-linear mean or interpolation value educated. For example, assuming the same direction, from the speed variables 16 and 64 as an interpolation value expediently 32 and not about 40 formed. But it is also conceivable to have control sections with an analogous effect to be used, the number of which can then be smaller.

Anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:Using exemplary embodiments, shown in the figures are, the invention is further explained. Show it:

Fig. 1 die Anordnung digital wirkender Steuerabschnitte in einem Steuerband, Fig. 1 shows the arrangement acting digital control sections in a control band,

Fig. 2 die Anordnung digital wirkender Steuerabschnitte in einem Steuerkreuz, Fig. 2 shows the arrangement acting digital control portions in a pad,

Fig. 3 die Anordnung digital wirkender Steuerabschnitte in einer Steuerplatte, Fig. 3 shows the arrangement acting digital control sections in a control plate,

Fig. 4 die Anordnung digital wirkender Steuerabschnitte in einer kreisförmigen Vorrichtung, Fig. 4 shows the arrangement acting digital control portions in a circular device,

Fig. 5 die Vorrichtung bestehend aus zwei analog wirkenden Steuerabschnitten, Fig. 5 shows the device consisting of two analog-acting control sections,

Fig. 6 die Vorrichtung bestehend aus vier analog wirkenden Steuerabschnitten, Fig. 6, the device consisting of four analog-acting control sections,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine bandförmige Anordnung von digital wirkenden Steuerabschnitten bei Verwendung von Folientastaturen, Fig. 7 is a plan view of a belt-shaped array of digitally-operating control sections, when using membrane switches,

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 7, Fig. 8 shows a cross section through the device of Fig. 7,

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine scheibenförmige Anordnung der Vorrichtung bei Verwendung von vier analog wirkenden Steuerabschnitten, Fig. 9 is a plan view of a disk-shaped arrangement of the apparatus with the use of four similarly-acting control sections,

Fig. 10 eine Eingangs-Verstärkerschaltung zur Auswertung von Signalen, wenn piezoelektrisch wirkende Steuerabschnitte verwendet werden. Fig. 10 is an input amplifier circuit for evaluating signals when piezoelectrically acting control sections are used.

Wenn gleichzeitig oder überhaupt nur ein Parameter eingestellt bzw. geändert werden soll, kann die Vorrichtung als Steuerband realisiert sein (siehe Fig. 1). Den einzelnen Steuerabschnitten SA der Vorrichtung VR sind die in den Steuerabschnitten stehenden Größen zugeordnet, die die bei Betätigung des entsprechenden Steuerabschnittes zugeordneten Größen für die Änderungsgeschwindigkeit der Werte des analogen Parameters, z. B. in Bit pro Sekunde, angeben. Es ist aus Fig. 1 zu ersehen, daß die Zahlenfolge der Größen stark nichtlinear ist und von einem Nullwert nach der einen Richtung ansteigt und nach der anderen Richtung abfällt.If only one parameter is to be set or changed at the same time or at all, the device can be implemented as a control band (see FIG. 1). The individual control sections SA of the device VR are assigned the values in the control sections which, when the corresponding control section is actuated, determine the sizes for the rate of change of the values of the analog parameter, e.g. B. in bits per second. It can be seen from Fig. 1 that the number sequence of the quantities is strongly non-linear and rises from a zero value in one direction and decreases in the other direction.

Wenn der Wert des zu ändernden analogen Parameters z. B. mit 10 Bit codiert sind, würden für eine schnellstmögliche Änderung von 0 auf 1023, nämlich bei alleiniger Erregung des Steuerabschnittes mit der Größe 256, 4 sec benötigt. Andererseits kann z. B. durch gleichzeitiges Erregen des Steuerabschnittes für 0 und für 4 mittels entsprechender Interpolation eine Änderungsgeschwindigkeit von z. B. 2 Bit pro sec oder 1,33 Bit pro sec erzielt werden, was für eine genaue Einstellung sicherlich ausreichend klein ist.If the value of the analog parameter to be changed z. B. with 10 bits are coded for the fastest possible change from 0 to 1023, namely when the Control section with the size 256, 4 sec required. On the other hand, e.g. B. by simultaneously exciting the Control section for 0 and for 4 by means of appropriate Interpolation a rate of change of e.g. B. 2 bits per sec or 1.33 bits per sec, what a exact setting is certainly sufficiently small.

Zweckmäßigerweise wird zur Interpolation bei gleichzeitiger Betätigung zweier oder mehrerer Steuerabschnitte SA den einzelnen Steuerabschnitten ein jeweils verschiedenes Gewicht zugeordnet. Dieses Gewicht ist in Fig. 1 mit GW bezeichnet und steht neben den Steuerabschnitten SA. Es ist zu sehen, daß die Größen der Gewichte GW in umgekehrter Richtung ansteigen bzw. abfallen im Vergleich zu der Zahlenfolge für die Größen für die Änderungsgeschwindigkeit.Appropriately, a different weight is assigned to the individual control sections for interpolation with simultaneous actuation of two or more control sections SA . This weight is designated GW in FIG. 1 and stands next to the control sections SA . It can be seen that the sizes of the weights GW increase or decrease in the opposite direction compared to the number sequence for the sizes for the rate of change.

Wenn das Beispiel der Fig. 1 für die Größen der Änderungsgeschwindigkeiten und die Gewichte herangezogen wird, dann hätte die Betätigung von mehreren Steuerabschnitten SA folgende Auswirkung:If the example of FIG. 1 is used for the sizes of the rates of change and the weights, the actuation of several control sections SA would have the following effect:

  • - Bei gleichzeitiger Betätigung zweier benachbarter Steuerabschnitte, außer dem Steuerabschnitt 0, wird das geometrische Mittel erzeugt. Als Beispiel seien die Steuerabschnitte SA für 64 und 16 gleichzeitig betätigt. Dann ergibt sich ein Interpolationswert für den Wert der Änderungsgeschwindigkeit des Parameters: 2 × 64 + 4 × 16, diese Summe geteilt durch 6 (= 2+4); Ergebnis 32.
    - Bei gleichzeitiger Erregung des Steuerabschnittes 0 und eines angrenzenden Steuerabschnitts wird eine genügend kleine Änderungsgeschwindigkeit von z. B. ± 2 Bit pro sec oder ± 1,33 Bit pro sec hervorgerufen. Der Wert dieser Änderungsgeschwindigkeit hängt vom Gewicht ab, das nach Fig. 1 für den Steuerabschnitt 0 entweder 8 oder 16 betragen könnte.
    - Wenn als Beispiel der Wert des zu ändernden analogen Parameters mit mehr als 10 Bit codiert ist, dann muß entweder die Zahl der Steuerabschnitte auf dem Steuerband größer sein, z. B. zusätzlich die Steuerabschnitte 1024 und 4096 mit ± verwendet werden, oder die Folge der den Steuerabschnitten zugeordneten Änderungsgeschwindigkeiten noch stärker nicht- linear sein, z. B. 0, 8, 64, 512, 4096 Bit pro sec. In diesem letzten Falle wäre es zweckmäßig, wenn auch die Folge der zugeordneten Gewichte zur Interpolation stärker nichtlinear gewählt werden würden. Wenn diese zwei Alternativen nicht gewählt werden, dann muß bei großen Änderungen eine längere Einstellzeit in Kauf genommen werden.    - When two adjacent control sections are operated simultaneously, except for control section 0, the geometric mean is generated. As an example, the control sections SA for 64 and 16 are operated simultaneously. Then there is an interpolation value for the value of the rate of change of the parameter: 2 × 64 + 4 × 16, this sum divided by 6 (= 2 + 4); Result 32.
    - With simultaneous excitation of the control section 0 and an adjacent control section, a sufficiently small rate of change of z. B. ± 2 bits per sec or ± 1.33 bits per sec. The value of this rate of change depends on the weight, which according to FIG. 1 could be either 8 or 16 for control section 0.
    - If, for example, the value of the analog parameter to be changed is coded with more than 10 bits, then either the number of control sections on the control band must be larger, e.g. B. in addition, the control sections 1024 and 4096 are used with ±, or the sequence of the change rates assigned to the control sections may be even more non-linear, e.g. B. 0, 8, 64, 512, 4096 bits per sec. In this latter case, it would be useful if the sequence of the assigned weights for interpolation were chosen to be more non-linear. If these two alternatives are not selected, a longer response time must be accepted in the case of large changes.

Sollen die Werte mehrerer analoger Parameter eingestellt bzw. geändert werden, dann kann dies auf folgende Weise geschehen:The values of several analog parameters should be set or changed, this can be done in the following way:

  • - Wenn nur ein einziges Steuerband nach Fig. 1 vorhanden ist, muß dieses z. B. mittels Tasten oder mittels Anweisungen jeweils temporär einem der Parameter zugeordnet werden.
    - Wenn dagegen so viele Steuerbänder vorhanden sind, wie es einstellbare Parameter gibt, kann jeweils jedem Parameter ein Steuerband zugeordnet werden.
    - Zur Einstellung bzw. Änderung von genau zwei Parametern gleichzeitig, also dem Wert eines zweidimensionalen Vektors, können zwei Steuerbänder kreuzweise überlagert werden, so daß ein Steuerkreuz nach Fig. 2 entsteht. Werden noch weitere Steuerabschnitte SA zwischen den Armen des Steuerkreuzes angeordnet, dann entsteht eine Steuerplatte nach Fig. 3. Steuerkreuz und Steuerplatte sind zur Einstellung z. B. von Bildschirmmarken sehr gut geeignet, weil die Lage des berührenden Fingers gegenüber dem Mittelpunkt des Steuerkreuzes bzw. der Steuerplatte zweckmäßigerweise die gewünschte Bewegungsrichtung der Bildschirmmarke angibt.    - If there is only a single control band according to Fig. 1, this must, for. B. temporarily assigned to one of the parameters by means of keys or by instructions.
    - If, on the other hand, there are as many control bands as there are adjustable parameters, a control band can be assigned to each parameter.
    - To set or change exactly two parameters at the same time, ie the value of a two-dimensional vector, two control bands can be superimposed crosswise, so that a control cross according to FIG. 2 is created. If additional control sections SA are arranged between the arms of the control cross, then a control plate according to FIG. 3 is produced . Control cross and control plate are used for setting e.g. B. of screen marks very well because the position of the touching finger relative to the center of the control cross or the control plate expediently indicates the desired direction of movement of the screen mark.

Einen möglichen Aufbau eines Steuerkreuzes zeigt die Fig. 2. Die Zahlen in den Steuerabschnitten SA bedeuten hier, bei Anwendung für die Positionierung einer Bildschirmmarke, die Geschwindigkeit in Bildpunkten pro sec. Jedem der vier Arme des Steuerkreuzes ist eine Bewegungsrichtung zugeordnet. Dabei steht R für rechts, H für höher, L für links, T für tiefer. A possible structure of a control cross is shown in FIG. 2. The numbers in the control sections SA here, when used for the positioning of a screen mark, mean the speed in pixels per second. A direction of movement is assigned to each of the four arms of the control cross. R stands for right, H for higher, L for left, T for lower.

Zur Interpolation bei gleichzeitiger Betätigung zweier oder mehrerer Steuerabschnitte SA werden diesen zweckmäßigerweise wiederum Gewichte zugeordnet, die z. B. diesen der Fig. 1 entsprechen können.For interpolation with simultaneous actuation of two or more control sections SA , weights are expediently assigned to them. B. can correspond to those of FIG. 1.

Die Steuerabschnitte SA des Steuerkreuzes nach Fig. 2 können im beschriebenen Ausführungsbeispiel jeweils zwei Koordinatenrichtungen zugeordnet werden. Ihnen entspricht ein Vektor, z. B. ein Geschwindigkeitsvektor, dessen Betrag den Wert der Änderungsgeschwindigkeit in dieser Koordinatenrichtung angibt.The control sections SA of the control cross according to FIG. 2 can each be assigned two coordinate directions in the exemplary embodiment described. A vector corresponds to them, e.g. B. a speed vector, the amount of which indicates the value of the rate of change in this coordinate direction.

Wenn dann zwei Steuerabschnitte SA gleichzeitig betätigt werden, die zu verschiedenen Koordinatenrichtungen gehören, sind bei der Auswertung zwei unterschiedliche Vorgehensweisen möglich: Die den verschiedenen Koordinatenrichtungen zugeordneten Geschwindigkeitsvektoren werden vektoriell addiert, oder die den beiden Koordinatenrichtungen zugeordneten Geschwindigkeitsvektoren werden vektoriell interpoliert, und zwar entsprechend ihren Gewichten. Z. B. sind in Fig. 2 die mit R und mit L bezeichneten Steuerabschnitte der einen Koordinatenrichtung zugeordnet, die mit H und T bezeichneten Steuerabschnitte der anderen Koordinatenrichtung. Wenn ein mit R bezeichneter Steuerabschnitt betätigt wird, z. B. der Steuerabschnitt R 16, dann ergibt dies einen Geschwindigkeitsvektor mit dem Betrag 16 und der Richtung in X-Richtung. Wenn ein Steuerabschnitt SA mit der Bezeichnung H oder T betätigt wird, z. B. der Steuerabschnitt H 64, dann entsteht ein Geschwindigkeitsvektor mit dem Betrag 64 und der Richtung in Y-Richtung. Durch vektorielle Addition entsteht schließlich der Geschwindigkeitsvektor, gemäß dem z. B. die Bildschirmmarke auf dem Bildschirm versetzt wird.If two control sections SA that belong to different coordinate directions are then operated simultaneously, two different procedures are possible for the evaluation: the speed vectors assigned to the different coordinate directions are added vectorially, or the speed vectors assigned to the two coordinate directions are vector-interpolated, according to their weights . For example, in FIG. 2 the control sections labeled R and L are assigned to one coordinate direction, the control sections labeled H and T are assigned to the other coordinate direction. When a control section labeled R is operated, e.g. B. the control section R 16 , then this results in a speed vector with the amount 16 and the direction in the X direction. When a control section SA designated H or T is operated, e.g. B. the control section H 64 , then a speed vector with the amount 64 and the direction in the Y direction arises. By vectorial addition, the speed vector is finally created, according to the z. B. the screen mark is moved on the screen.

Bei gleichzeitiger Erregung von mehr als zwei Steuerabschnitten müssen die Größen aller erregter Steuerabschnitte, die zur gleichen Koordinatenrichtung gehören, vorweg entsprechend ihren Gewichten interpoliert werden, so daß für jede der beiden Koordinatenrichtungen nur ein Vektor übrigbleibt. With simultaneous excitation of more than two control sections the sizes of all excited control sections, that belong to the same coordinate direction, in advance accordingly their weights are interpolated so that for each of the two coordinate directions only one vector remains.  

Diese beiden resultierenden Vektoren werden dann entweder vektoriell addiert oder vektoriell interpoliert.These two resulting vectors are then either vectorially added or interpolated vectorially.

Das Steuerkreuz nach Fig. 2 kann umgebildet werden, so daß die einzelnen Arme zu konzentrischen Sektoren werden. Ein derartiges Beispiel ist in Fig. 4 gezeigt. Ein solches Steuerkreuz hätte den Vorteil, daß mit einem Finger auch Bewegungen in allen vier diagonalen Richtungen hervorgerufen werden können, wobei außerdem durch Berühren von vier Steuerabschnitten - z. B. H 256, H 64, R 256 und R 64 - Geschwindigkeitszwischenwerte mittels Interpolation bequem angebbar sind.The pad of Fig. 2 can be transformed so that the individual arms to be concentric sectors. Such an example is shown in FIG. 4. Such a directional pad would have the advantage that movements in all four diagonal directions can also be caused with one finger, and also by touching four control sections - z. B. H 256 , H 64 , R 256 and R 64 - intermediate speed values can be conveniently specified by means of interpolation.

Wenn die leeren Plätze um ein aus quadratischen Steuerabschnitten bestehendes Steuerkreuz mit weiteren Steuerabschnitten aufgefüllt werden, entsteht eine Steuerplatte nach Fig. 3. In Fig. 3 beziehen sich die am rechten Rand angegebenen Größen jeweils auf alle Steuerabschnitte der betreffenden Zeile, die am oberen Rand angegebenen Größen auf jeweils alle Steuerabschnitte der betreffenden Spalte (zudem ist am Rand eine Möglichkeit der Gewichtszuordnung für die Interpolation bei Betätigung mehrerer Steuerabschnitte gleichzeitig angegeben).If the empty spaces around a control cross consisting of square control sections are filled with further control sections, a control plate according to FIG. 3 is produced . In FIG. 3, the sizes indicated on the right-hand margin each refer to all control sections of the relevant line, those indicated at the top Sizes for all control sections of the respective column (in addition, a possibility of weight assignment for the interpolation when several control sections are actuated is indicated at the edge).

Sind die Steuerabschnitte zwei Koordinatenrichtungen zugeordnet, dann ist es zweckmäßig, sowohl die zur passenden Interpolation erforderlichen Gewichte GW jedem Steuerabschnitt getrennt nach den beiden Koordinatenrichtungen zuzuordnen, als auch die Interpolation selbst bei Betätigung mehrerer Steuerabschnitte gleichzeitig getrennt nach den beiden Koordinatenrichtungen vorzunehmen. Die Gewichtszuordnung auf der Steuerplatte könnte in Analogie zur Gewichtszuordnung auf dem Steuerband und dem Steuerkreuz erfolgen. If the control sections are assigned to two coordinate directions, then it is expedient both to assign the weights GW required for the appropriate interpolation separately to each control section according to the two coordinate directions, and to carry out the interpolation simultaneously separately according to the two coordinate directions even when several control sections are actuated. The weight assignment on the control plate could take place in analogy to the weight assignment on the control band and the directional pad.

Wenn bei der vorgeschlagenen Gewichtszuordnung nach Fig. 3 z. B. die beiden Steuerabschnitte H 256, L 256 und H 256, L 64 gleichzeitig erregt werden, ergibt sich, wenn für jede Koordinatenrichtung getrennt interpoliert wird, der Geschwindigkeitsvektor H 256, L 128. Wie das Beispiel zeigt, sind alle zur gleichen Koordinatenrichtung gehörenden Größen der betätigten Steuerabschnitte entsprechend ihrem Gewicht interpoliert worden und dann die beiden resultierenden Geschwindigkeitsvektoren vektoriell addiert worden.If in the proposed weight assignment according to Fig. 3 z. B. the two control sections H 256 , L 256 and H 256 , L 64 are excited at the same time, if the interpolation is carried out separately for each coordinate direction, the speed vector H 256 , L 128 . As the example shows, all the sizes of the actuated control sections belonging to the same coordinate direction have been interpolated according to their weight and then the two resulting speed vectors have been added vectorially.

Der Vorteil einer Steuerplatte gegenüber z. B. einem aus quadratischen Steuerabschnitten bestehenden Steuerkreuz besteht darin, daß mehr Richtungen und zum Teil auch mehr interpolierte Geschwindigkeiten möglich sind.The advantage of a control plate over z. B. one out existing control cross consists of square control sections in that more directions and sometimes more interpolated speeds are possible.

Die bisher beschriebenen Beispiele von Vorrichtungen sind so beschaffen, daß jeder Steuerabschnitt nur die Werte "ein/aus" abgeben kann, und daß zum Ausgleich dafür die Anzahl der Steuerabschnitte mehr oder weniger groß ist.The examples of devices described so far are so that each control section only the values "on / off", and that to compensate for that Number of control sections is more or less large.

Es ist auch möglich, daß eine solche Vorrichtung aus wenigen Steuerabschnitten besteht, wobei jeder dieser Steuerabschnitte analog wirkt, d. h. einen Wert abgibt, der umso größer ist, je größer die Berührungsfläche und/oder der Berührungsdruck ist.It is also possible that such a device consists of a few Control sections exist, each of these control sections acts analogously, d. H. returns a value that is all the greater is, the larger the contact area and / or the contact pressure is.

Wenn nur ein Parameter eingestellt bzw. geändert werden soll, reichen zwei Steuerabschnitte für eine Vorrichtung gemäß Fig. 5 aus. Der eine Steuerabschnitt SA 1 ist in Fig. 5 dem Wert "größer", der andere Steuerabschnitt SA 2 dem Wert "kleiner" zugeordnet. Zweckmäßigerweise wird die Kennlinie jedes der beiden Steuerabschnitte SA 1, SA 2, z. B. durch ein entsprechend geladenes ROM, so transformiert, daß am Ausgang des Transformationsgliedes bei schwächstmöglicher Erregung eine genügend geringe Änderungsgeschwindigkeit, bei stärkstmöglicher Erregung eine genügend hohe Änderungsgeschwindigkeit des aktuellen Parameters hervorgerufen wird, und daß die transformierte Kennlinie näherungsweise exponentiell verläuft. Bei Nichtbetätigung der Steuerabschnitte SA ist die Änderungsgeschwindigkeit Null.If only one parameter is to be set or changed, two control sections are sufficient for a device according to FIG. 5. One control section SA 1 is assigned the value "larger" in FIG. 5, the other control section SA 2 is assigned the value "smaller". The characteristic of each of the two control sections SA 1 , SA 2 , z. B. by a suitably loaded ROM, transformed so that at the output of the transformation element with weakest possible excitation a sufficiently low rate of change, with the greatest possible excitation a sufficiently high rate of change of the current parameter is caused, and that the transformed characteristic curve is approximately exponential. If the control sections SA are not actuated , the rate of change is zero.

Wenn z. B. bei der Einstellung der Position einer Bildschirmmarke zwei Parameter möglichst gleichzeitig einstellbar bzw. änderbar sein sollen, kann die Vorrichtung die Form der Fig. 6 haben. Bei gleichzeitiger Betätigung zweier oder mehrerer Steuerabschnitte wird wie oben beschrieben vorgegangen wobei auch hier - in Analogie zu den Gewichtszuordnungen bei digital wirkenden Steuerabschnitten - höhere Werte am Ausgang des Kennlinien-Transformators ein niedrigeres Gewicht haben sollten als niedrigere Werte.If e.g. B. when setting the position of a screen mark two parameters should be adjustable or changeable as possible at the same time, the device can have the form of FIG. 6. If two or more control sections are operated at the same time, the procedure is as described above, but here too - in analogy to the weight assignments for digitally operating control sections - higher values at the output of the characteristic curve transformer should have a lower weight than lower values.

Die Realisierung der beschriebenen Vorrichtungen soll so sein, daß zur Betätigung möglichst kleine Kräfte erforderlich sind und bei Betätigung die Steuerabschnitte nur wenig aus ihrer Ruhelage ausgelenkt werden müssen.The realization of the devices described should forces that are as small as possible are required for actuation and the control sections are only a little when actuated must be deflected from their rest position.

Zur Realisierung solcher Vorrichtungen mittels digital wirkender Steuerabschnitte können Folientastaturen mit mechanischen Kontakten, normale mechanische Drucktasten mit möglichst kleinem Hub, oder piezoelektrisch wirkende Bauelemente verwendet werden. Die Auslenkung aus der Ruhelage liegt in den beiden ersten Fällen in der Größenordnung von 1 mm, im letzten Fall in der Größenordnung von ca. 1 μm.To implement such devices by means of digitally acting control sections, membrane keyboards with mechanical contacts, normal mechanical pushbuttons with the smallest possible stroke, or piezoelectric components can be used. The deflection from the rest position is in the order of 1 mm in the first two cases, in the latter case in the order of approx. 1 μm .

Zur Realisierung der analog wirkenden Vorrichtungen der Fig. 5 und 6 können piezoelektrisch wirkende Bauelemente oder druckempfindliche Transistoren verwendet werden.To realize the analog-acting devices of Figs. 5 and 6 can be used piezoelectrically acting devices or pressure-sensitive transistors.

Werden Folientastaturen zur Realisierung der Steuerabschnitte benutzt, dann sollte die Vorrichtung so ausgeführt sein, daß beim gleitenden Übergang eines Fingers von einem Steuerabschnitt zu einem benachbarten Steuerabschnitt immer mindestens einer der betreffenden beiden Steuerabschnitte Kontakt gibt und vorübergehend sogar beide bzw. mehrere Steuerabschnitte Kontakt geben und dadurch eine Interpolation bzw. eine vektorielle Addition der zugehörigen Geschwindigkeiten auslösen.Are membrane keyboards to implement the control sections  used, then the device should be so be that with the smooth transition of a finger from one Control section to an adjacent control section always at least one of the relevant two control sections Make contact and temporarily even both or more Control sections give contact and thereby an interpolation or a vectorial addition of the associated speeds trigger.

Dieses Ziel läßt sich bei Verwendung von Folientastaturen dadurch erreichen, daß gemäß Fig. 7 und 8 über die Folientastatur FT gemeinsam eine elastische Abdeckplatte AB gelegt wird, welche mit den Steuerabschnitten SA durch je ein Zwischenstück ZT verbunden ist, welches auf der Mitte der Folientaste aufsitzt.This goal can be achieved when using membrane keyboards that, according to FIGS. 7 and 8, an elastic cover plate AB is placed over the membrane keyboard FT , which is connected to the control sections SA by an intermediate piece ZT, which is seated on the center of the membrane key .

Dicke und Elastizität der Abdeckplatte AB sowie die Dicke der Zwischenstücke ZT werden dabei so gewählt, daß beim Drücken auf eine Stelle genau zwischen zwei Steuerabschnitten SA mit einer festzulegenden Normkraft beide Steuerabschnitte sicher Kontakt geben, dabei aber die Abdeckplatte AB sich noch nicht soweit durchbiegt, daß sie die Folientastatur FT berührt, daß beim Drücken auf eine Stelle genau zwischen zwei Steuerabschnitten mit einer wesentlich größeren Kraft als der Normkraft ebenfalls nur diese beiden Steuerabschnitte Kontakt geben, was auch dadurch bewerkstelligt werden kann, daß sich dabei die Abdeckplatte AB bis auf die Ränder der beiden Folientastaturen durchbiegt, und daß beim Drücken genau auf die Mitte eines Steuerabschnittes, insbesondere eines außenliegenden, mit der oben definierten Normkraft nur dieser Steuerabschnitt Kontakt gibt.Thickness and elasticity of the cover plate AB and the thickness of the intermediate pieces ZT are chosen so that when pressing on a point exactly between two control sections SA with a standard force to be defined, both control sections make sure contact, but the cover plate AB does not yet bend to the extent that it touches the membrane keypad FT , that when pressing a point exactly between two control sections with a much greater force than the normal force, only these two control sections also make contact, which can also be accomplished in that the cover plate AB extends to the edges of the bends both membrane keyboards, and that when pressed exactly on the center of a control section, in particular an external one, only this control section makes contact with the normal force defined above.

Entsprechendes gilt auch für eine Steuerplatte. Hier muß die Normkraft so definiert werden, daß beim Drücken auf eine Stelle genau zwischen vier benachbarten Steuerabschnitten alle vier Steuerabschnitte sicher Kontakt geben.The same applies to a control plate. Here must the standard force should be defined so that when pressing on a  Place exactly between four adjacent control sections Make sure all four control sections make contact.

Werden die Steuerabschnitte mit Hilfe von piezoelektrischen Bauelementen realisiert, dann muß jeder Steuerabschnitt bei Betätigung ein Dauersignal abgeben. Als längsmögliche Betätigungsdauer kann dabei ungefähr 20 sec angenommen werden. Da piezoelektrische Bauelemente einen mechanischen Druck primär in eine elektrische Ladung umwandeln und diese Ladung bei ihrer Verarbeitung in der Regel langsam abfließt, muß eine besondere Eingangs-Verstärkerschaltung gemäß Fig. 10 vorgesehen werden. Diese enthält einen extrem hochohmigen FET-Eingangsverstärker.If the control sections are implemented with the aid of piezoelectric components, each control section must emit a continuous signal when actuated. Approximately 20 seconds can be assumed as the longest possible actuation period. Since piezoelectric components primarily convert a mechanical pressure into an electrical charge and this charge generally flows off slowly during processing, a special input amplifier circuit according to FIG. 10 must be provided. This contains an extremely high-impedance FET input amplifier.

Die Eingangs-Verstärkerschaltung nach Fig. 10 ist nach jedem piezoelektrisch wirkenden Steuerabschnitt mit zwei Begrenzerdioden D 1 und D 2 mit genügend hohem Sperrwiderstand versehen. Die Diode D 1 begrenzt das Potential nach oben. Die untere Diode D 2 sorgt für eine schnelle Erholung, d. h. für eine schnelle Rückkehr des Potentials von Minuswerten auf näherungsweise 0 Volt, wenn nach längerem Drücken des Steuerabschnittes und dem dabei aufgetretenen langsamen Ladungsabfluß und/oder nach Ansprechen der oberen Begrenzungsdiode und dem dadurch aufgetretenen schnellen Ladungsabfluß die Kraft wieder soweit zurückgegangen ist, daß das Potential unter 0 Volt absinkt.The input amplifier circuit shown in FIG. 10 is provided after each piezoelectrically acting control portion with two limiter diodes D 1 and D 2 with a sufficiently high blocking resistance. The diode D 1 limits the potential upwards. The lower diode D 2 provides for a rapid recovery, that is to say for a quick return of the potential from minus values to approximately 0 volts, if after prolonged pressing of the control section and the slow charge discharge that has occurred and / or after the upper limiting diode has responded and the rapid that has occurred as a result Charge discharge, the force has decreased again so far that the potential drops below 0 volts.

Eine Realisierung der Vorrichtung gemäß Fig. 6 zeigt Fig. 9. Die analog wirkenden Steuerabschnitte SA sind entweder durch piezoelektrische Elemente PE realisiert, die über elastische Zwischenlagen ZT mit einer starren Platte AB oder, ohne diese Zwischenlagen, mit einer elastischen Platte AB verbunden sind. A realization of the device according to Fig. 6, Fig. 9. The analog-acting control portions SA are either realized by piezoelectric elements PE, which are connected via elastic intermediate layers ZT with a rigid plate AB or without these intermediate layers with an elastic plate AB.

Die Verarbeitung der von den Steuerabschnitten SA abgegebenen Signale und gegebenenfalls deren Interpolation und die Weitergabe entsprechender Werte der Änderungsgeschwindigkeit z. B. an die Bildschirmsteuerung kann mit Hilfe eines einfachen Mikroprozessors erfolgen. Dieser tastet die von den Steuerabschnitten abgegebenen Signale in zyklischer Wiederholung ab und erzeugt aus den von den Steuerabschnitten abgegebenen Signale nach einer im Mikroprozessor enthaltenen Tabelle die Änderungsgeschwindigkeit der Werte der Parameter.The processing of the signals emitted by the control sections SA and, if appropriate, their interpolation and the transmission of corresponding values of the rate of change z. B. the screen control can be done with the help of a simple microprocessor. This scans the signals emitted by the control sections in cyclic repetition and generates the rate of change of the values of the parameters from the signals emitted by the control sections according to a table contained in the microprocessor.

Claims (26)

1. Anordnung zur Übermittlung von Größen an ein Datenverarbeitungsgerät mit Hilfe einer von Menschen betätigbaren Vorrichtung, wobei die Größen zur Einstellung bzw. Änderung der Werte analoger Parameter verwendet werden, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Vorrichtung aus berührungsempfindlichen Steuerabschnitten (SA) besteht, die so angeordnet sind, daß ein Steuerabschnitt allein oder mehrere Steuerabschnitte gleichzeitig betätigbar sind.1. Arrangement for transmitting sizes to a data processing device with the aid of a device that can be operated by humans, the sizes being used to set or change the values of analog parameters, characterized in that
- That the device consists of touch-sensitive control sections ( SA ), which are arranged so that a control section alone or several control sections can be operated simultaneously. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Steuerabschnitt (SA) eine bestimmte Geschwindigkeit der Änderung der Werte eines Parameters zugeordnet ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that each control section ( SA ) is assigned a specific speed of changing the values of a parameter. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Steuerabschnitt (SA) zusätzlich eine bestimmte Richtung der Änderung der Werte des Parameters zugeordnet ist.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that each control section ( SA ) is additionally assigned a specific direction of changing the values of the parameter. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Steuerabschnitten (SA) zugeordneten Größen der Geschwindigkeit eine stark nichtlineare Zahlenfolge bilden.4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the variables associated with the individual control sections ( SA ) of the speed form a strongly non-linear sequence of numbers. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Steuerabschnitten zusätzlich ein Gewicht (GW) zugeordnet ist, um bei gleichzeitiger Betätigung mehrerer Steuerabschnitte einen Interpolationswert als Wert für den Parameter aus den Größen und den Gewichten der betätigten Steuerabschnitte zu erzeugen.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the individual control sections are additionally assigned a weight ( GW ) in order to generate an interpolation value as a value for the parameter from the sizes and the weights of the actuated control sections while simultaneously actuating a plurality of control sections. 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerabschnitte (SA) in einem Steuerband angeordnet sind. 6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control sections ( SA ) are arranged in a control band. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Steuerbänder vorgesehen sind.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that several control bands are provided are. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Steuerbänder rechtwinklig zueinander angeordnet sind und ein Steuerkreuz bilden.8. Arrangement according to claim 7, characterized in that two control bands are perpendicular to each other are arranged and form a control cross. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerplatte aus Steuerabschnitten (SA) vorgesehen ist.9. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that a control plate from control sections ( SA ) is provided. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerplatte zwei Steuerabschnitte (SA 1, SA 2) aufweist, welche analog wirken.10. The arrangement according to claim 9, characterized in that the control plate has two control sections ( SA 1 , SA 2 ) which act analogously. 11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerplatte vier analog wirkende Steuerabschnitte aufweist, die nebeneinander so angeordnet sind, daß sie sich in einem Eckpunkt berühren.11. The arrangement according to claim 9, characterized in that the control plate four acting analog Has control sections arranged side by side so are that they touch at a corner point. 12. Anordnung nach einem der Ansprüche, 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerabschnitt (SA) einen mechanischen Kontakt enthält.12. Arrangement according to one of claims, 1 to 9, characterized in that each control section ( SA ) contains a mechanical contact. 13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Kontakte bei den Steuerbändern oder Steuerplatten mit Hilfe einer Folientastatur realisiert sind.13. Arrangement according to claim 12, characterized in that the mechanical contacts in the Control tapes or control plates using a membrane keyboard are realized. 14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer Lage mit den Folientasten (FT), einer elastischen Abdeckplatte (AB) und aus zwischen der Abdeckplatte und den Folientasten angeordneten Zwischenstücken (ZT) besteht. 14. Arrangement according to claim 12 or 13, characterized in that the device consists of a layer with the membrane keys ( FT ), an elastic cover plate ( AB ) and intermediate pieces ( ZT ) arranged between the cover plate and the membrane keys. 15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerabschnitt (SA) ein piezoelektrisches Bauelement aufweist.15. Arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that each control section ( SA ) has a piezoelectric component. 16. Verfahren zur Auswertung der von den digital wirkenden Steuerabschnitten bei Betätigung abgegebenen Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder betätigte Steuerabschnitt die diesem Steuerabschnitt zugeordnete Größe der Änderungsgeschwindigkeit des Wertes des Parameters angibt.16. Process for evaluating the digitally acting Control sections emitted signals when actuated, thereby characterized that everyone operated Control section the size assigned to this control section the rate of change of the value of the parameter. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß den in einer Richtung angeordneten Steuerabschnitten von 0 beginnend stark linear ansteigende bzw. abfallende Folgen von Größen der Änderungsgeschwindigkeit zugeordnet sind.17. The method according to claim 16, characterized in that that arranged in one direction Control sections starting from 0 and increasing linearly or decreasing consequences of quantities of the rate of change assigned. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuerabschnitten zugeordneten Gewichte (GW) in zu den Größen der Änderungsgeschwindigkeit umgekehrter Richtung ansteigend bzw. abfallend sind.18. The method according to claim 17, characterized in that the weights assigned to the control sections ( GW ) are increasing or decreasing in the opposite direction to the magnitudes of the rate of change. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Betätigung des Steuerabschnittes für die Änderungsgeschwindigkeit 0 und eines weiteren Steuerabschnittes die Änderungsgeschwindigkeit des Wertes des Parameters einen festen minimalen Wert hat.19. The method according to any one of claims 16 to 18, characterized characterized in that when pressed simultaneously the control section for the rate of change 0 and another control section the rate of change a fixed minimum of the value of the parameter Has value. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Betätigung zweier Steuerabschnitte für jeden betätigten Steuerabschnitt das Produkt aus zugeordnetem Gewicht (GW) und Größe der Änderungsgeschwindigkeit gebildet wird, die Produkte addiert werden, diese Summe durch die Summe der Gewichte dividiert wird und dieses Ergebnis die Änderungsgeschwindigkeit des Wertes des Parameters bildet.20. The method according to claim 19, characterized in that with simultaneous actuation of two control sections for each actuated control section, the product of the assigned weight ( GW ) and the size of the rate of change is formed, the products are added, this sum is divided by the sum of the weights and this result forms the rate of change of the value of the parameter. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Werte mehrerer Parameter eine Vorrichtung mehrmals oder mehrere Vorrichtungen verwendet werden.21. The method according to any one of claims 16 to 20, characterized marked that for setting the values multiple parameters a device several or more times Devices are used. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Werte von zwei Parametern ein Steuerkreuz oder eine Steuerplatte verwendet wird.22. The method according to claim 21, characterized in that to set the values of two Parameters using a directional pad or a control plate becomes. 23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerabschnitte zwei Koordinatenrichtungen zugeordnet werden.23. The method according to claim 22, characterized in that that the control sections have two coordinate directions be assigned. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung eines Steuerabschnittes einem Geschwindigkeitsvektor entspricht.24. The method according to claim 23, characterized in that the actuation of a control section corresponds to a speed vector. 25.Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Betätigung von zwei Steuerabschnitten die diesen Steuerabschnitten zugeordneten Geschwindigkeitsvektoren vektoriell addiert oder vektoriell interpoliert werden.25. The method according to claim 24, characterized in that that while pressing two control sections assigned to these control sections Velocity vectors added or be interpolated vectorially. 26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Betätigung von mehr als zwei Steuerabschnitten die Größen der Änderungsgeschwindigkeiten jeweils in der Koordinatenrichtung addiert werden und dann die Ergebnisse vektoriell addiert oder vektoriell interpoliert werden.26. The method according to claim 23, characterized in that while pressing more than two control sections the sizes of the change speeds added in each case in the coordinate direction and then the results are added vectorially or vectorially be interpolated.
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