DE4313004C2 - Dateneingabevorrichtung für Einhandbedienung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur einhändigen Ein­ gabe von Daten, bestehend aus einem Grundträger und einem darauf angebrachten Tastenträger, zwei um Achsen im Tasten­ träger drehbar gelagerte Tastenarme, einem jedem der Tasten­ arme zugeordneten Kontaktschalter und jeweils einem mit den Tastenarmen verbundenem großflächigen Betätigungsteil.

In der DE 38 30 933 C1 wird eine XY-Richtungseingabevor­ richtung und ein Verfahren zur Bildung von Bewegungsangaben vorgestellt. Die Bewegung des Zeigers wird durch eine XY-Richtungseingabevorrichtung hervorgerufen, die in eine Tastatur integriert ist. Positions- bzw. Lageänderungen der Eingabevorrichtung werden von vier Druckschaltern erfaßt, und eine Elektronikeinheit wandelt diese Zustandsänderungen in digitale Signale um, die den Cursor steuern. Das Ziel, Platz zu sparen und von der herkömmlichen alphanumerischen Tastatur unabhängig zu sein, ist hier nicht verwirklicht. Ferner ist diese Cursorsteuerung nicht zur Eingabe von alphanumerischen Zeichen geeignet, dazu muß wiederum eine herkömmliche alphanumerische Tastatur verwendet werden.

Ein weiteres Eingabeverfahren ist in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 286 906 beschrieben. Dieses Verfahren wird bevorzugterweise zur Eingabe von alphanumerischen Zeichen verwendet, wobei die Eingabe selbst einhändig erfol­ gen kann. Mit dem beschriebenen Verfahren ist es möglich alphanumerische Zeichen zu generieren. Dabei sind zwölf Tasten in einer (3 × 4) Matrix angeordnet, und jeweils die Kombination von zwei unterschiedlichen Tasten generiert ein Zeichen. Es ist zu beachten, daß die zuletzt betätigte Taste einer Kombination immer rechts der ersten liegen muß. Hier können ebenfalls die alphanumerischen Zeichen nur unter Ver­ wendung einer Vielzahl von Tasten eingegeben werden. In dem hier beschriebenen Verfahren müssen 12 unterschiedliche Tasten von den Fingern einer Hand bedient werden, und zusätzlich dazu ist die Reihenfolge der Tastenbetätigung zu beachten.

Die in der Druckschrift US-A-2,425,457 offenbarte Vorrich­ tung ist eine Eingabevorrichtung für Telegraphiezeichen. Für die Dateneingabe sind ein erster und ein zweiter Tastenarm vorgesehen, an denen jeweils eine erste bzw. zweite Tast­ fläche angebracht sind. Die erste Tastfläche wird mit dem Daumen und die zweite Tastfläche mit dem Zeigefinger be­ tätigt.

Die deutsche Patentschrift DE 39 13 648 C1 offenbart eine Dateneingabevorrichtung zur Positionssteuerung. Die Vorrich­ tung besteht aus einer allseitig gegenüber einer Grundplatte kippbar gelagerte Scheibe, deren Neigung nach Betrag und Richtung von Sensoren ermittelt wird. Die Scheibe ist min­ destens an drei Blattfedern befestigt, und die Sensoren sind als auf den Blattfedern angebrachte Oberflächendehnungssen­ soren ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dateneingabe­ vorrichtung zu schaffen, mittels der gleichzeitig zu einer Cursorsteuerung auch alphanumerische Zeichen eingegeben wer­ den können.

Dies wird bei einer Dateneingabevorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Tasten­ träger beweglich auf dem Grundträger gelagert ist, und daß zwischen dem Tastenträger und einer Rückwand des Grund­ trägers im Bereich der Außenseiten jeweils zwei paarweise sich gegenüberliegende und um 90 Winkelgrade versetzte Sen­ soren angeordnet sind, mittels deren die Bewegungen des Tastenträgers in elektrische Signale zur Cursorsteuerung um­ wandelbar sind.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung liegen darin, daß sie sich für Situationen eignet, bei denen nur eine Hand zur Verfügung steht, wie z. B. Autofahren, Telefonieren und Dokumentation von Experimenten, die beispielsweise ständig durch ein Mikroskop beobachtet werden müssen. Hiermit ist es möglich, mit einer Hand alle möglichen alphanumerischen Zei­ chen einzugeben. Die Betätigung der Tasten erfolgt durch die natürliche Zangengreifbewegung von Daumen und Zeigefinger.

Dadurch, daß der Tastenträger beweglich auf dem Grund­ träger gelagert ist und zwischen dem Tastenträger und einer Rückwand des Grundträgers im Bereich der Außenseiten jeweils zwei paarweise sich gegenüberliegende und um 90 Winkelgrade versetzte Sensoren angeordnet sind, mittels deren die Bewegungen des Tastenträgers in elektrische Signale zur Cursorsteuerung umwandelbar sind, wird eine beson­ ders platzsparende Vorrichtung geschaffen, die sowohl für die Eingabe alphanumerischer Zeichen geeignet ist, als auch für die Steuerung des Cursors oder Mauszeigers. Es entfällt, wie bei bekannten Anwendungen, das ständige Wechseln zwischen Maus und Tastatur.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt vor, wenn die bei Betätigung der Tastenarme von den Kontakt­ schaltern erzeugten elektrischen Signale einer elektro­ nischen Einrichtung zugeleitet wenden.

Diese Elektronik erleichtert die Eingabe der Zeichen. Die Eingabe der alphanumerischen Zeichen erfolgt mit Hilfe eines bestimmten Codes, wobei es auch vorkommen kann, daß dabei ein und dieselbe Taste mehrmals zu drücken ist. Um die Ein­ gabe zu erleichtern, wird das mehrmalige Drücken einer Taste mit der elektronischen Einrichtung simuliert, und zwar solange der stetige Druck auf die Taste aufrechterhalten bleibt. Gleichzeitig dazu wird der eingegebene Code akustisch kontrolliert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiels wird der Gegenstand der Erfindung beschrieben. Die Zeichnung zeigt in der

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Dateneingabe­ vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Dateneingabevor­ richtung in Verbindung mit einer elektronischen Einrichtung, einer akustischen Kontrolleinheit und einem Datenverarbeitungsgerät und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Die Fig. 1 zeigt eine Dateneingabevorrichtung 1 in perspek­ tivischer Darstellung, wie sie im Prinzip auch aus dem Stand der Technik bekannt ist. Auf einem Grundträger 2, der zum Auf­ stellen der Dateneingabevorrichtung auf einer Arbeitsfläche vorgesehen ist, ist ein Tastenträger 6 befestigt. In diesem Tastenträger sind ferner zwei Achsen 8 und 10 drehbar gela­ gert, die jeweils einen Tastenarm 12 oder 14 tragen. Die Tastenarme selbst bestehen aus einem großflächigen Betä­ tigungsteil 16, das mittels eines ersten Hebelarmes 18 mit einer ihm zugeordneten Drehachse 8 oder 10 verbunden ist. Ebenso ist senkrecht zum ersten Hebelarm 18 und senkrecht zur jeweiligen Drehachse 8 oder 10 ein zweiter, jeweils nach außen gerichteter Hebelarm 20 angebracht. Jedem dieser Hebelarme 20 ist ein Kontaktschalter 22, befestigt am Tastenträger 6, zugeordnet, der beim Betätigen der Tastenarme ein elektrisches Signal abgibt, das zur Eingabecodierung der verschiedenen Zeichen dient. Die Betätigung der Tastenarme erfolgt durch den Daumen bzw. den Zeigefinger der mensch­ lichen Hand. Werden die Tastenarme 12 oder 14, die mittels der Achsen 8 und 10 drehbar gelagert sind, betätigt, so führen sie jeweils eine Drehbewegung aus, die in Fig. 1 durch die Pfeile A dargestellt ist. Bei Betätigung der beiden Tastenarme 12 und 14 sind deren Drehrichtungen entgegengesetzt gerich­ tet, und zwar so, daß sich beide Tastenarme annähern. Eine Drehrichtung nach außen wird durch die zweiten Hebelarme 20 begrenzt, die zusätzlich mittels elastischer Mittel 24 mit dem Tastenträger 6 verbunden sind. Diese elastischen Mittel 24 stellen eine Rückholkraft zur Verfügung, die die durch Betätigung ausgelenkten Tastenarme 12 oder 14 in ihre Ruhe- oder Ausgangsposition zurückführt.

Mittels der beiden Tastenarme 12 und 14 und den ihnen zuge­ ordneten Kontaktschaltern 22 werden die elektrischen Signale erzeugt, die in die verschiedenen alphanumerischen Zeichen umgesetzt werden. Zur Darstellung der verschiedenen Zeichen wird ein Code verwendet. Bei diesem Code sind die Zeichen so codiert, daß sie sich durch abwechselndes Drücken der beiden Tasten oder mehrmaliges Drücken derselben Taste darstellen lassen.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Daten­ eingabevorrichtung in Verbindung mit einer elektronischen Einrichtung 3, einer akustischen Kontrolleinheit 5, die ein handelsüblicher Lautsprecher sein kann, und einem Datenver­ arbeitungsgerät 7. Die durch Tastenbetätigung von den Kon­ taktschaltern erzeugten elektrischen Signale werden über eine leitende Verbindung 26 der elektronischen Einrichtung 3 zugeführt. Diese erleichtert die Eingabe, indem sie das mehr­ malige Drücken ein und desselben Tastenarms nachempfindet und solange wiederholt, bis der Tastenarm wieder losgelassen wird. Um dem Benutzer eine Kontrollmöglichkeit zu geben, wird ein erstes Ausgangssignal der elektronischen Einrich­ tung 3 der akustischen Kontrolleinheit 5 über Leitung 28 zu­ geführt, wobei jede Wiederholung der Tastenbetätigung durch ein akustisches Signal protokolliert wird. Ein zweites Aus­ gangssignal der elektronischen Einrichtung 3 wird über eine Leitung 30 dem Datenverarbeitungsgerät 7 zugeführt, das aus dem übermittelten und codierten Ausgangssignal das ge­ wünschte alphanumerische Zeichen generiert.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dateneingabevor­ richtung zur Einhandbedienung dargestellt. Bauteile, die mit dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 übereinstimmen, werden mit identischen Bezugszahlen bezeichnet.

Mittels der hier vorgestellten Vorrichtung können nicht nur, wie oben beschrieben, alphanumerische Zeichen eingegeben werden, sondern es kann auch die Steuerung des Cursors oder Mauszeigers bewirkt werden. Dazu ist der Tastenträger 6 mittels elastischer Lagerelemente 32 mit der Rückwand 4 des Grundträgers 2 verbunden. Die elastischen Lagerelemente 32 haben die Aufgabe den Tastenträger 6 beweglich zu lagern. Je nach Auslenkung des Tastenträgers wird durch die elastischen Mittel 32 eine Rückstellkraft erzeugt, die den Tastenträger wieder in die Ausgangsposition zurückholt. Die Ausgangs­ position des Tastenträgers 6 wird durch seine räumliche Position bestimmt, die er aufgrund der elastischen Lager­ elemente ohne Einfluß einer äußeren Kraft einnimmt.

Zur Positionierung des Cursors oder Mauszeigers werden die beiden Tastenarme 12 und 14 gleichzeitig gedrückt, und auf­ grund der beweglichen, elastischen Lagerung des Tasten­ trägers 6 können beide Tastenarme leicht nach unten, oben, rechts und links bewegt werden. Zwischen dem durch die elastischen Mittel beweglichen Tastenträger 6 und der starren Rückwand 4 des Grundträgers 2 sind im Bereich der Außenseiten jeweils zwei paarweise sich gegenüberliegende und um 90 Winkelgrade versetzte Sensoren 34 angeordnet. Diese Sensoren 34, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden Dehnungsmeßstreifen (DMS) verwendet, erzeugen jeweils ein elektrisches Signal, das zur Positionierung des Cursors oder Mauszeigers dient. Bei starker Auslenkung der beiden Tastenarme 12 und 14 wird der Cursor schnell und bei gerin­ ger Auslenkung langsam bewegt.

Claims (9)

1. Dateneingabevorrichtung bestehend aus einem Grundträger (2) und einem darauf angebrachten Tastenträger (6), zwei um Achsen (8 bzw. 10) im Tastenträger (6) drehbar gelagerte Tastenarme (12 und 14), einem jedem der Tastenarme (12, 14) zugeordneten Kontaktschalter (22) und jeweils einem mit den Tastenarmen (12, 14) verbun­ denem großflächigen Betätigungsteil (16), dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Tastenträger (6) beweglich auf dem Grundträger (2) gelagert ist, und daß zwischen dem Tastenträger (6) und einer Rückwand (4) des Grundträ­ gers (2) im Bereich der Außenseiten jeweils zwei paar­ weise sich gegenüberliegende und um 90 Winkelgrade ver­ setzte Sensoren (34) angeordnet sind, mittels deren die Bewegungen des Tastenträgers (6) in elektrische Signale zur Cursorsteuerung umwandelbar sind.

2. Dateneingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Betätigungsteil (16) mit der drehbaren Achse (8, 10) über einen ersten Hebelarm (18) verbunden ist, der zur Achse (8, 10) und zu einem zwei­ ten Hebelarm (20) senkrecht angebracht ist.

3. Dateneingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Tastenarme (12 und 14) in eine entgegengesetzte und einwärts gerichtete Drehbewegung betätigbar sind, und daß mittels der zweiten Hebelarme (20) eine nach außen gerichtete Dreh­ bewegung begrenzbar ist.

4. Dateneingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsteile (16) der beiden Tastenarme (12 und 14) dem Daumen bzw. dem Zeigefinger der menschlichen Hand zugeordnet sind.

5. Dateneingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Tastenträger (6) mittels elasti­ scher Lagerelemente (32) mit der Rückwand des Grund­ trägers verbunden ist.

6. Dateneingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sensor (34) ein Dehnungsmeß­ streifen ist.

7. Dateneingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Betätigung der Tastenarme (12, 14) von den Kontaktschaltern (22) er­ zeugten elektrischen Signale einer elektronischen Ein­ richtung (3) zuleitbar sind.

8. Dateneingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der elek­ trischen Signale in einem verschlüsselten Code erfolgt.

9. Dateneingabevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der verwendete Code ein Morsecode ist.