DE4424146C1 - Regeleinrichtung der sitzpositionsabhängigen Lage eines Bildschirmes, einer Tastatur und/oder eines Mousepads - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung der sitzpositionsabhängigen Lage eines Bildschirmes einer Tastatur und/oder eines Mousepads, die bevorzugt an Bildschirm-Arbeitsplätzen eingesetzt wird.

Bisher wird die Position von Zusatzgeräten, die an Computer angeschlossen werden, durch einfache manuel­ le Einstellung verändert. So sind besonders an Bild­ schirmen Verstelleinrichtungen vorhanden, die es er­ möglichen, die Verschwenkung in mindestens zwei Rich­ tungen vorzunehmen. Diese Verstellmöglichkeit ist äußerst umständlich und wird demzufolge vom Nutzer nur unzulänglich und viel zu selten durchgeführt, so daß Veränderungen der Sitzhaltung nicht berücksich­ tigt werden und es sehr häufig dazu kommt, daß keine optimale Position des Bildschirmes zum Nutzer einge­ halten wird. Eine solche Fehleinstellung führt dazu, daß eine Überbelastung der Muskulatur und der Band­ scheiben auftritt, die über einen längeren Zeitraum zu Körperschäden führen kann.

Bei Tastaturen oder einem zusätzlich angeordneten Mousepad ist in der Regel überhaupt keine Anpas­ sungsmöglichkeit an verschiedene Sitzpositionen bzw. Einstellungen vorgesehen. Sie ist durch das verwen­ dete Mobiliar vorgegeben, und eine Einstellung kann nicht vorgenommen werden.

Nach den heutigen arbeitswissenschaftlichen Erkennt­ nissen ist eine optimale Bildschirmanordnung gewähr­ leistet, wenn die Sehachse des Mitarbeiters senkrecht auf die Mitte der Bildschirmfläche auftrifft, und der Bildschirmabstand bei einer 12-Punkt-Schriftgröße in einem Bereich um 60 cm liegt. Die natürliche Sehachse ist bei aufrechter Sitzhaltung (Rückenlehne steht senkrecht zum Boden) um ca. 30 bis 40° gegenüber der Horizontalen geneigt, wie dies der Fig. 1 zu entneh­ men ist. Wird die Rückenlehnenneigung des Arbeits­ stuhles um einen bestimmten Winkel verändert, ändert sich die natürliche Sehachsenneigung gegenüber der Horizontalen um etwa denselben Winkel. Die Folge da­ von ist, daß die Bildschirmhöhe, die Bildschirmnei­ gung und der Bildschirmabstand angepaßt werden müs­ sen.

Die Anpassung muß auch gewährleistet sein, wenn die Arbeitsplätze im Wechsel von Personen mit unter­ schiedlichen Körpermaßen (z. B. Augenhöhe im Sitzen) benutzt werden.

Zur Vermeidung von gesundheitlichen Beschwerden auf­ grund einseitiger Belastungen am Bildschirm-Arbeits­ platz ist das dynamische Sitzen, d. h. eine ständige Variation der Sitzhaltung während der Arbeit anzu­ streben.

Die DIN 66 234 betrifft die Ausgestaltung von Bild­ schirmarbeitsplätzen und enthält Festlegungen und Anforderungen an Arbeitsmittel, wie Anzeigegerät, Tastatur, Arbeitsunterlagen, Arbeitstisch, Fußstütze usw. in bezug auf deren räumliche Anordnung zueinan­ der, mit dem Ziel die technischen Kennwerte der Bild­ schirmarbeitsplätze den Fähigkeiten des Menschen an­ zupassen.

Aus der DE 29 39 115 A1 ist ein verstellbarer Fahr­ zeugsitz bekannt, bei dem für den jeweiligen Sitzbe­ nutzer die günstigsten Einstellwerte der Verstellein­ richtungen des Sitzes, im Speicher eines Rechners personenspezifisch festgehalten sind. Entsprechend der gespeicherten Werte, kann über Drucktasten der Ein­ gabeeinrichtung die optimale Sitzposition eingestellt werden.

Die US 49 22 426 betrifft ein Steuersystem für Fahr­ zeugausrüstungen, insbesondere für die Sitzsteuerung und andere zusätzliche Ausrüstungsgegenstände, wie zum Beispiel der Lenksäule, bei der die Neigung ein­ gestellt werden kann. Die Einstellung erfolgt hierbei mit vorgegebenen Stellungen für das Fahren und für Stellungen, die ein leichtes Aus- und Einsteigen er­ möglichen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, die Lage und Neigung von an Computer angeschlossenen Geräten an wechselnde Sitzpositionen anzupassen, so daß ergonomisch günstige Bedingungen eingehalten werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruches 1 enthaltenen Merkma­ le gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den untergeordneten Ansprüchen genannten Merkmalen.

Für die Einstellung der Lage in bezug auf die Sitzpo­ sition werden Stellantriebe unter Verwendung von Schrittmotoren oder bekannten Servoantrieben einge­ setzt, die in der Lage sind, bei Bildschirmen ein Verschieben in mindestens eine Achsrichtung vorzuneh­ men, so daß bei Anpassung in horizontaler Richtung, der Abstand der Augen von der Bildschirm-Oberfläche eingestellt werden kann, und bei Einstellung in ver­ tikaler Richtung die Höhe des Bildschirmes an die Au­ genhöhe anpaßbar ist.

Die gleiche Einstellmöglichkeit reicht in der Regel auch für andere an Computer anschließbare bzw. an ihnen einsetzbaren Bedienelementen aus, wie dies beispielsweise Tastaturen und Mousepads sind.

Bei Bildschirmen sollte bevorzugt auch die Möglich­ keit des Verschwenkens der Bildschirm-Oberfläche zu­ mindest um eine Achse vorhanden sein, um die Neigung so einzustellen, daß der Blick senkrecht oder in der gleichen Neigung unabhängig von der Sitzhaltung auf die Bildschirm-Oberfläche gerichtet werden kann. In günstiger Weise sollte auch eine Verschwenkung um die vertikale Achse möglich sein, um auch einen Ausgleich beim seitlichen Verrücken der Sitzposition vornehmen zu können.

Die Einstellung der Lage des Bildschirmes oder der anderen Zusatzgeräte erfolgt in Abhängigkeit von Si­ gnalen eines Sensors, der an der Rückenlehne eines Sitzmöbels angeordnet sein kann, auf dem der Nutzer Platz genommen hat. Der Sensor erfaßt die Neigung der Rückenlehne und gibt seine Signale an eine Auswerte- und Steuereinheit, die den/die Stellantrieb(e) akti­ viert und das Peripheriegerät entsprechend der Nei­ gung der Sitzrückenlehne optimal anpaßt. Ein solcher Sensor kann beispielsweise ein Inklinometer sein.

Neben den am Sitz befestigbaren Sensoren kann auch eine Sensorart verwendet werden, die in der Lage ist, die Lagekoordinaten der Augen zu erfassen und diese als Ausgangssignal für die Steuerung des Stelltriebes zu verwenden.

Anstelle der stationären Befestigung der Sensoren direkt am Sitz bzw. dessen Lehne kann es günstig sein, Sensoren zu verwenden, die direkt an der Person temporär befestigt werden können.

Um Behinderungen bei der Bedienung zu vermeiden, sind die Sensoren mit Sendeeinrichtungen verbunden, die die Sensorsignale an einen Empfänger, der mit der Auswerte- und Steuereinheit verbunden ist, übermit­ teln. Für diese drahtlose Signalübertragung kommen in bevorzugter Weise Infrarot-, Ultraschall- oder elek­ tromagnetische Wellen abstrahlende Sender bzw. -Emp­ fänger in Frage. Sie sind in der Lage, in ausreichen­ der Geschwindigkeit und mit entsprechend ausreichen­ der Genauigkeit die gemessenen Werte für die Einstel­ lung der Peripheriegeräte zur Verfügung zu stellen.

In günstiger Weise ist die Auswerte- und Steuerein­ heit direkt in den Computer integriert und der Emp­ fänger an dessen Gehäuse befestigt. Mit dieser inte­ grierten Lösung ist es möglich, den Basiscomputer mit all seinen Möglichkeiten auch für die Einstellung der Lage der Peripheriegeräte auszunutzen.

So kann beispielsweise eine Memoryschaltung vorgese­ hen sein, die Daten für die Grundeinstellung der Ge­ räte/Arbeitsmittel und anthropometrische Daten ent­ hält, mit denen die Grundeinstellung berechnet werden kann und mit deren Hilfe bei Meldung des Nutzer des Computers automatisch die optimale Position für den Bildschirm und die anderen Geräte entsprechend der Körpermaße des Nutzers eingestellt werden.

Als mögliche Sensorart können auch andere bekannte Sensoren eingesetzt werden, die den Abstand des Sit­ zes oder bestimmter vorgegebener Sitzteile vom Bild­ schirm, der Tastatur oder anderen Peripheriegeräten ermitteln und deren Position dann entsprechend opti­ mal gehalten wird. Werden zwei Abstandssensoren oder zwei Empfänger, die mit einem konstanten seitlichem Abstand voneinander angeordnet sind, verwendet, kann auch ein Verschwenken um die vertikale Achse, bei erforderlicher Verdrehung eines Bildschirmes ereicht werden.

Neben solchen Abstandssensoren besteht auch die Mög­ lichkeit, ein Abrollgerät am Fuß des Sitzmöbels so zu installieren, daß es wie eine herkömmliche Maussteue­ rung eingesetzt werden kann. Lediglich das gelieferte Signal der Kugel dient nicht zur Steuerung des Cur­ sors, sondern es liefert ein Positionssignal des Sitzmöbels in Abhängigkeit zur Position des auszurich­ tenden Gerätes. Wird das Sitzmöbel in irgendeine be­ liebige Richtung bewegt, erzeugt die im Abrollgerät enthaltene Kugel ein entsprechendes Signal, das - wie bereits beschrieben - über einen Sender an die Aus­ werte- und Steuereinheit gegeben wird und dazu führt, daß der motorische Stelltrieb entsprechend aktiviert und dadurch beispielsweise der Bildschirm nicht nur geneigt und verschoben, sondern auch seitlich ver­ schwenkt werden kann.

Wird ein solches Abrollgerät mit der Auswerte- und Steuereinrichtung gekoppelt, ist es erforderlich, in regelmäßigen Abständen eine Eichung bezüglich einer Bezugsposition des Sitzmöbels vorzunehmen, um über einen längeren Zeitraum zu gewährleisten, daß die übertragenen Meßwerte auch den tatsächlichen Positio­ nen des Sitzmöbels entsprechen.

Die Auswerte- und Steuereinheit ist außerdem mit ei­ nem weiteren Sensor verbunden, dessen Signale dem eingestellten Wert des motorischen Stelltriebes ent­ spricht, der wiedergibt, in welcher Lage bzw. in wel­ cher Position sich das entsprechende Peripheriegerät befindet, um zu vergleichen, ob eine Korrektur der Einstellung entsprechend dem anderen gemessenen Si­ gnal erforderlich ist.

Die Auswerte- und Steuereinheit ist weiter so aus zu­ legen, daß eine gewisse Trägheit gewährleistet ist und damit ausgeschlossen wird, daß bereits kurzzeiti­ ge Sitzpositionswechsel dazu führen, daß eine Auslö­ sung des Stelltriebes erfolgt. Die mit der Auswerte- und Steuereinheit oder dem motorischen Stelltrieb verbundene Verzögerungsschaltung sollte daher bevor­ zugt so ausgelegt sein, daß erst nach Ablauf von min­ destens 10 sec. einer eingehaltenen Sitzposition der Stellantrieb aktiviert wird. Es sollte jedoch auch die Möglichkeit bestehen, die Verzögerungszeit voll­ ständig variabel einzustellen.

Aus Sicherheitsgründen sollte eine Möglichkeit zur Notabschaltung des Stelltriebes vorgesehen sein, die verhindert, daß durch die eingeleitete Verstellbewe­ gung des Peripheriegerätes Beschädigungen auftreten können, wenn es gegen andere Gegenstände oder Begren­ zungen stößt. Solche Notabschalteinrichtungen können beispielsweise Überlastschalter oder andere Schaltun­ gen unter Verwendung von Abstands- bzw. Berührungs­ sensoren sein. Eine solche Sicherheitseinrichtung kann natürlich auch der Einbau einer mechanisch wir­ kenden Rutschkupplung am Stelltrieb sein. Bei Servo­ trieben ist die Verwendung eines Überdruckventiles für den gleichen Zweck eine einfache praktikable Lö­ sung.

Am einfachsten läßt sich die erfindungsgemäße Reg­ eleinrichtung sicher bei Flachbildschirmen wegen ih­ rer geringen Masse und des entsprechend geringeren Volumens einsetzen. Dies schließt aber eine Verwen­ dung herkömmlicher Bildschirme mit Kathodenstrahlröh­ ren nicht aus. Um deren entsprechend größeren Abmes­ sungen Rechnung zu tragen, sollte der Bildschirm-Ab­ stelltisch so ausgebildet sein, daß Aussparungen vor­ handen sind, die eine weitgrößere Verschwenkung des Bildschirmes ermöglichen, ohne daß die Schwenkbewe­ gung dadurch eingeschränkt wird, daß das Gehäuse des Bildschirmes gegen die Aufstandsoberfläche des Ab­ stelltisches stößt.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Nutzers mit optimaler Einstellung zum Bildschirm eines Computers;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Bild­ schirm-Arbeitsplatzes mit verschieb- und verschwenkbarem Bildschirm, und

Fig. 3 eine andere Ausführung zum Verschieben und Verschwenken eines Bildschirmes.

Die Fig. 1 gibt mögliche Sitzhaltungen einer Person an einem Bildschirmarbeitsplatz wieder. Dazu ist der optimale Sehbereich zu einem Bildschirm dargestellt, der sich je nach Sitzhaltung zum Bildschirm oder auch zur Tastatur oder anderen Peripheriegeräten, die be­ obachtet oder bedient werden müssen, entsprechend verändert. Lehnt sich der Nutzer, wie dargestellt zurück muß zur Verbesserung der ergonomischen Ver­ hältnisse eine Anpassung der Lage zueinander erfol­ gen.

Für den Bildschirm 1 sind die Möglichkeiten in den Fig. 2 und 3 wiedergegeben. Am Sitzmöbel 2 ist hierzu ein Inklinometer und/oder ein Abstandssensor S befestigt, dessen Signale in bevorzugter Weise draht­ los, mit mindestens einem Minisender an mindestens einen nichtdargestellten Empfänger übertragen und von diesem über einen Dateneingang einer Auswerte- und Steuereinheit zugeführt werden. In der Auswerte- und Steuereinheit wird ein Soll/Ist-Wertvergleich der Lageeinstellung des Bildschirmes 1 durchgeführt. Hierzu ist es erforderlich die Einstellung des Bild­ schirmes 1 in der Auswerte- und Steuereinheit präsent zu haben. Dies kann über die Speicherung der Ein­ stellwerte oder durch Eingabe von Signalen mindestens eines Sensors erreicht werden, der an einem ebenfalls nicht dargestellten Stelltrieb oder direkt am Bild­ schirm 1 angeordnet ist.

Ergibt der Vergleich eine Differenz zwischen Soll und Ist, kann je nach Abstand oder Neigung der Rückenleh­ ne des Sitzmöbels 2 der Bildschirm 1 mit Hilfe des Stelltriebes in Richtung der eingezeichneten Pfeile A, H, N verschoben bzw. verschwenkt werden.

Eine etwas vereinfachte Variante ergibt sich aus der Darstellung nach Fig. 3. Hierbei ist ein Flachbild­ schirm 1 auf einem Träger 2, an dem ein Empfänger E angebracht ist, abgestützt und kann mit dem Stell­ trieb vertikal und durch Verschwenken um die Horizon­ tale an die Sitzposition angepaßt werden.

Neben der dargestellten Möglichkeit der Befestigung des Sensors S an der Rückenlehne des Sitzmöbels 2 kann er auch direkt an der Person, beispielsweise mit einer Klettverbindung, an einer vorgegebenen Stelle am Körper angebracht werden. Ist eine solche Verstel­ lung nicht erwünscht, kann die Einrichtung mit Hilfe eines Schalters ausgeschaltet werden.

Vor Arbeitsbeginn kann eine Grundeinstellung je nach anthropometrischen Verhältnissen der Person durch Eingabe in die Auswerte- und Steuereinheit oder durch Abruf gespeicherter Daten durchgeführt werden.

Claims (18)

1. Regeleinrichtung der sitzpositionsabhängigen Lage eines Bildschirmes, einer Tastatur, eines Mousepads und anderen Arbeitsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß ein motorischer Stelltrieb über eine Auswer­ te- und Steuereinheit die Stellung des Bild­ schirmes (1), der Tastatur und/oder des Mouse­ pads in Abhängigkeit von mindestens einem Signal eines die Sitzposition repräsentierenden Sensors (S) einstellt, wobei der Sensor (S) ein Inklinometer, ein die Lagekoordinaten der Augen erfassender Sensor und/oder mindestens ein am Sitzmöbel angeordne­ ter oder am Benutzer befestigter Abstandssensor ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stelltrieb den Bildschirm (1), die Tastatur und/oder das Mousepad in Rich­ tung mindestens einer Achse in horizontaler Richtung (A) und/oder in vertikaler Richtung (H) verschiebt.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stelltrieb den Bild­ schirm (1) um mindestens eine horizontale Achse (N) verschwenkt.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stelltrieb den Bild­ schirm (1) um eine vertikale Achse verschwenkt.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sensor (S) an der Rücken­ lehne eines Sitzmöbels (2) oder am Nutzer ange­ ordnet ist.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sensorsignale von einem Sender auf einen mit der Auswerte- und Steuer­ einheit gekoppelten Empfänger übertragbar sind.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sender ein Infrarotsender ist.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sender ein Ultraschallsen­ der ist.

9. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sender elektromagnetische Wellen abstrahlt.

10. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte- und Steuerein­ heit in einer elektronischen Datenverarbeitungs­ anlage integriert ist, die mit dem Bildschirm (1), der Tastatur und/oder dem Mousepad verbun­ den ist.

11. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerte- und Steuer­ einheit eine Memoryschaltung zur Aufnahme von Grundeinstelldaten von Nutzern aufgenommen ist.

12. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Fuß des Sitzmöbels ein Abrollgerät (Mouse) als Sensor für die Posi­ tionsüberwachung angeordnet ist.

13. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor zur Überwachung der Bildschirmeinstellung am Bild­ schirm oder am Stelltrieb angeordnet ist.

14. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Stelltrieb eine Notab­ schaltung vorgesehen ist.

15. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Stelltrieb eine Rutsch­ kupplung vorgesehen ist.

16. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tisch zur ein­ schwenkenden Aufnahme zumindest eines Teiles des Bildschirmes (1) eine Aussparung aufweist.

17. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Verzögerungsschaltung an der Auswerte- und Steuereinheit oder dem motori­ schen Stelltrieb vorhanden ist.

18. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Ausschalter vorhanden ist.