DE69535004T2

DE69535004T2 - Eine mensch/maschinenschnittstelle für rechnervorrichtungen

Info

Publication number: DE69535004T2
Application number: DE69535004T
Authority: DE
Inventors: William Bruce Townsville MACDONALD
Original assignee: Australian Institute of Marine Science
Current assignee: Kordtech Pty Ltd
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2015-05-24
Also published as: CA2196881A1; CN1157044A; EP0776500A1; JP2007035059A; FI970262A; EP0776500B1; JPH11501740A; CN1103074C; AUPM756094A0; FI118357B; CA2196881C; ATE327534T1; KR100393403B1; NZ285346A; DE69535004D1; JP4502990B2; KR970705786A; EP0776500A4; FI970262A0

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft eine Mensch-Maschine-Schnittstelle für Rechneranlagen. Die Schnittstelle ist besonders, aber nicht ausschließlich, für die Nutzung mit Rechneranlagen, die in einem kompakten Format ausgeführt werden, und Rechneranlagen geeignet, die in mobilen und widrigen Umgebungen verwendet werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine besondere Art der Mensch-Maschine-Schnittstelle wird als eine grafische Anwenderschnittstelle bezeichnet und wird grundsätzlich durch Software gebildet, die in einer Rechneranlagen resident ist, die Befehle oder Daten in visuelle Informationen überträgt, die auf einer visuellen Anzeigevorrichtung angezeigt werden.
Eine einfache Form der grafischen Anwenderschnittstelle basiert auf Text und nutzt die Cursorsteuerung, um die Navigation über einen Bildschirm zu ermöglichen, wobei jedoch der vorherrschende Trend bei bekannten grafischen Anwenderschnittstellen die Nutzung von "Fenstertechnik-" bzw. "Windowing-" Systemen ist, die durch Handlungen zum 'Zeigen und Anklicken' durch den Anwender betätigt werden. Beispiele von Fenstertechnik-Softwaresystemen sind Apple QUICKDRAW, Microsoft WINDOWS und das von MIT erzeugte XWINDOWS. Häufig ist in den Fenstertechnik-Schnittstellen auch die frühere Form der Cursorsteuerung enthalten, die dem Anwender eine gewisse Form von Flexibilität beim Betreiben der Rechneranlagen, insbesondere in Bezug auf die Dateneingabe, gibt. Die für den Anwender dargestellten Symbole bzw. Icons und Fenstertechnik-Strukturen bieten jedoch keinen Zugriff auf die Galaxie von Befehlen und Operationen, so dass es für den Anwender immer nötig ist, auf die Tastenbedienung einer herkömmlichen QWERTY-Tastatur zurückzugreifen. Daher besteht für den Anwender die Notwendigkeit, die QWERTY-Tastaturbelegung zu lernen und sich zu merken.
Weitere Beispiele von Mensch-Maschine-Schnittstellen erhält man anhand des Textes "Cognitive Aspects of Visual Languages & Visual Interfaces", herausgegeben von M. J. Tauber et al, veröffentlicht von North-Holland, Amsterdam 1994.
Herkömmliche Anwender-Eingabevorrichtungen wie Tastaturen, Mäuse und Trackball- bzw. Rollkugelsteuerungen erfordern eine günstige und stabile Umgebung, da der Anwender eine feinmotorische Steuerung des Nervensystems bei der Anwendung der Finger aufweisen muss. Mobile Umgebungen eignen sich nicht für solche feinen Bewegungen und können die Bedienung von Rechneranlagen unpraktisch oder sogar unmöglich machen.
Die Druckschrift US-A-4 366 475 beschreibt ein Bildanzeigesystem speziell zur Realisierung verschiedener Verfahren, die Rechner verwenden, wie rechnergestütztes Design und rechnergestützte Fertigung. Das Display zeigt Bereiche an, die der Tastenanordnung auf einer Eingabevorrichtung entsprechen, so dass der Bediener einen Bereich festlegen kann, der durch Niederdrücken der zugehörigen Taste vergrößert oder verringert wird. Jeder Bereich entspricht einer speziellen Taste. Die Eingabevorrichtung ist eine Geradeaus-Ziffernblocktastatur.
Die Druckschrift US-A-4 971 465 beschreibt eine Tastatur, die mit einer Hand bedient werden kann, die eine Vielzahl von Tasten enthält, die so angeordnet sind, dass sie den Fingerspitzen der Hand eines Bedieners in einem natürlich ausgebreiteten Zustand gegenüberliegen. Diese Tastatur stellt daher eine Vielzahl von Tasten bereit, die jeweils einem Finger der menschlichen Hand zugeordnet sind. Um diese Vorrichtung zu bedienen, ist es notwendig, die Kombinationen von Tasten zu erlernen, die erforderlich sind, um bestimmte Wirkungen zu aktivieren. Die Druckschrift US-A-4 067 431 offenbart ebenfalls eine Kombinationstastatur mit zehn Tasten, die so angeordnet sind, dass sie sich unter den Fingerspitzen von zwei Händen natürlich bilden, wenn sich die Hände in der Arbeitsposition befinden. Bei dieser Tastatur ist es ebenfalls notwendig, die erforderlichen Tastenkombinationen zu kennen, um bestimmte Handlungen zu bewirken.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Überwindung oder wenigstens die Verbesserung von einem oder mehreren der oben erwähnten Nachteile. Alternativ oder zusätzlich kann sie auch als Bereitstellung einer nützlichen Alternative zu bekannten Mensch-Maschine-Schnittstellen bezeichnet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, die auf dem Prinzip von "was du siehst ist was du drückst" arbeitet und daher für den Anwender die Notwendigkeit beseitigt, mit Bedienungskommandos oder der QWERTY-Tastaturbelegung vertraut zu sein, und stattdessen den Eingabe-Tastendruck direkt vom Display auf die Eingabevorrichtung überträgt.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle der vorliegenden Erfindung ist besonders geeignet für die Anwendung: (a) unter Wasser, wo es einen eingeschränkten Bereich der menschlichen Bewegung gibt; (b) in einer irdischen mobilen Umgebung (d. h. besonders 'tragbare Rechner' und in Fahrzeugsituationen), wo es ein hoher Bewegungsgrad für den Anwender schwierig macht, eine Rechneranlage über eine Eingabevorrichtung zu bedienen; und (c) in Flugzeugumgebungen, wo wiederum ein hoher Bewegungsgrad auf den Anwender der Rechneranlagen einwirkt.
Es ist zweckdienlich, nun einiges von der Terminologie zu definieren, die in der gesamten Beschreibung verwendet wird.
Die Finger und Daumen der menschlichen Hand werden als "Finger" bezeichnet. Der Begriff "Finger" umfasst auch die Zehen.
Eine "Taste" soll als Eingabewandler verstanden werden, der durch einen einzelnen Finger bedient wird, und kann eine Drucktaste, einen Schalter, einen Kraftwandler oder dergleichen aufweisen. Eine "Eingabevorrichtung" kann typischerweise vier Tasten, eine für jeden der Finger, und eine oder mehrere "Tasten" für den Daumen haben, angesichts der Tatsache, dass der Daumen eine größere Geschicklichkeit hat als die Finger. Dennoch kann es eine beliebige Anzahl von Tasten im Bereich von 1 bis 5 geben. Die Aktivierung/Bedienung von einer oder einer Kombination der Tasten zur gleichen Zeit wird als "Mehrtasten-Bedienung" bzw. "Akkord" bezeichnet.
Ein "Couplet" sind zwei aufeinander folgende Akkorde oder zwei gleichzeitige Akkorde, die durch die linke und die rechte Hand ausgeführt werden.
Eine "Anzeigevorrichtung" soll als Hardware-Element wie ein Videomonitor oder eine Flüssigkeitskristallanzeige verstanden werden. Die Anzeigevorrichtung stellt dem Betrachter damit ein Bild dar, das der Einfachheit halber als "Display" bezeichnet wird.
In einem Display sind visuell "Merkmale" vorhanden. Ein Merkmal ist in einer Weise vorhanden, die eine oder mehrere Tasten darstellt. Eine Anzahl von Merkmalen in einer engen räumlichen oder sequenziellen Anordnung wird als ein "Bedienfeld" bezeichnet. Jedes Bedienfeld liegt über einer Anzahl gedanklicher, nicht überlappender sequenzieller Bereiche. In dem Sinn können die Bereiche auch als Unterteilung eines Teils des Displays betrachtet werden. Ein Merkmal kann sich über einen oder mehrere Bereiche in dem Sinn erstrecken, dass es auf die Bereiche im Wesentlichen orthogonal ausgerichtet ist. Ein Merkmal selbst kann entweder zusammenhängend oder nicht zusammenhängend sein. Ein Merkmal wird auch als "Button" bezeichnet.
Daher offenbart die Erfindung in einer Form eine Vorrichtung mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, umfassend: eine Eingabevorrichtung mit einer Vielzahl von Tasten, von denen jede nur einem bestimmten einzelnen Finger der menschlichen Hand zugeordnet ist, wobei die Tasten angeordnet sind, um der relativen Reihenfolgebeziehung der Finger an einer menschlichen Hand angepasst zu sein, und eine Prozessoreinrichtung, die Befehle oder Daten von der Eingabevorrichtung empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass eine visuelle Anzeigevorrichtung eingerichtet ist, um Informationen von der Prozessoreinrichtung zu empfangen, und dadurch, dass die Prozessoreinrichtung programmiert ist, um die Anzeige von Merkmalen auf der Anzeigevorrichtung zu bewirken, wobei jedes Merkmal visuell vorhanden ist, um eine einer Anzahl von verschiedenen durch den Benutzer initiierten Befehlseingaben oder Dateneingaben darzustellen, und in einer Art und Weise angezeigt wird, um anzuzeigen, welcher einzelne Finger oder welche Kombination von zwei oder mehr Fingern diese Befehlseingabe oder Dateneingabe bewirkt bzw. bewirken und infolgedessen anzuzeigen, weiche einzelne Taste oder welche mehrere Tasten zu aktivie ren ist bzw. sind, wobei wenigstens ein Merkmal eine Kombination von zwei oder mehr zu aktivierenden Tasten erfordert, um die durch dieses Merkmal dargestellte Befehlseingabe oder Dateneingabe zu bewirken.
Vorzugsweise unterteilt ein Anwender bei Anwendung der Rechneranlage vorübergehend die visuelle Anzeige der Anzeigevorrichtung gedanklich in eine Vielzahl nicht überlappender Bereiche, wobei jeder Bereich einem der Finger entspricht und die Bereiche die gleiche Reihenfolgebeziehung wie die Finger haben und wodurch eine oder mehrere Bereiche, die durch ein Merkmal überschnitten werden, der Kombination von Tasten entsprechen, die die durch das Merkmal dargestellte Befehls- oder Dateneingabe bewirken.
Die Merkmale und die Bereiche werden vorzugsweise orthogonal dargestellt.
Es gibt vorzugsweise fünf Tasten und daher fünf gedankliche Bereiche.
Vorteilhafterweise entsprechen einige der durch den Anwender initiierten Befehle oder Dateneingaben wenigstens zwei diskreten Tastenkombinationen.
Die Merkmale werden vorzugsweise in einem Bedienfeld angeordnet, wobei eine Anzahl von Bedienfeldern auf der Anzeigevorrichtung angezeigt werden kann. Ein Bedienfeld kann an die entsprechenden Bereiche angrenzen.
Die Eingabevorrichtung umfasst vorzugsweise des Weiteren zwei Sondertasten, von denen jede durch eine jeweilige entgegengesetzte Gelenkbewegung des Daumens in Bezug auf die Daumentaste bedienbar ist, wobei jede Sondertaste auf der Anzeigeeinrichtung durch ein separates Merkmal wie einer Daumenlinie visuell angezeigt wird, die so angeordnet ist, dass sie sich jeweils entweder über einem Bedienfeld oder unter einem Bedienfeld befindet, um die Richtung der Gelenkbewegung des Daumens anzuzeigen.
Die Erfindung offenbart in einer anderen Form des Weiteren ein Mensch-Maschine-Schnittstellenprogramm zum Implementieren auf einer Rechnervorrichtung und zum Transportieren auf einem Speichermedium, die Rechnervorrichtung enthält eine Eingabevorrichtung mit einer Vielzahl von Tasten, jede nur einem bestimmten einzelnen Finger der menschlichen Hand zugeordnet, wobei die Tasten angeordnet sind, um der relativen Reihenfolgebeziehung der Finger an einer menschlichen Hand angepasst zu sein, eine visuelle Anzeigevorrichtung und eine Prozessoreinrichtung, um das Programm wirksam werden zu lassen, wobei das Programm Folgendes umfasst: ein Eingabecodeelement, um von der Eingabevorrichtung Befehle oder Daten zu empfangen, ein Ausgabecodeelement, um Anzeigeinformationen an die Anzeigevorrichtung weiterzuleiten, und ein Verarbeitungscodeelement, an das Eingabeelement und das Ausgabeelement gekoppelt, um die Anzeige von einem Merkmal oder mehrere Merkmalen zu veranlassen, und wobei jedes Merkmal visuell vorhanden ist, um eine einer Anzahl von verschiedenen durch den Benutzer initiierten Befehlseingaben oder Dateneingaben darzustellen, und in einer Weise angezeigt wird, um anzuzeigen, welcher einzelne Finger oder welche Kombination von zwei oder mehr Fingern diese Befehlseingabe oder Dateneingabe bewirkt bzw. bewirken, und infolgedessen anzuzeigen, welche einzelne Taste oder welche mehreren Tasten zu aktivieren ist bzw. sind, wobei wenigstens ein Merkmal eine Kombination von zwei oder mehr zu aktivierenden Tasten erfordert, um die durch dieses Merkmal dargestellte Befehlseingabe oder Dateneingabe zu bewirken.
Die Erfindung offenbart in einer weiteren Form ein Verfahren zum Implementieren einer Mensch-Maschine-Schnittstelle für eine Rechnervorrichtung, die Rechnervorrichtung enthält eine Eingabevorrichtung mit einer Vielzahl von Tasten, von denen jede nur einem einzelnen bestimmten Finger der menschlichen Hand zugeordnet ist, wobei die Tasten angeordnet sind, um der relativen Reihenfolgebeziehung der Finger an einer menschlichen Hand angepasst zu sein, und eine visuelle Anzeigevorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden in einer Prozessoreinrichtung implementierten Schritte umfasst: visuelles Anzeigen eines Merkmals oder mehrerer Merkmale auf der Anzeigevorrichtung, wobei jedes Merkmal visuell vorhanden ist, um eine durch den Benutzer initiierte Befehlseingabe oder Dateneingabe oder mehrere durch den Benutzer initiierte Befehlseingaben oder Dateneingaben in einer Art und Weise darzustellen, um anzuzeigen, welcher einzelne Finger oder welche zwei oder mehr Finger eine einer Anzahl von verschiedenen Befehlseingaben oder Da teneingaben bewirkt bzw. bewirken, und infolgedessen anzuzeigen, welche einzelne Taste oder welche mehrere Tasten zu aktivieren ist bzw. sind, wobei wenigstens ein Merkmal eine Kombination von zwei oder mehreren Tasten darstellt, und Bewirken des Befehls oder der Dateneingabe durch die Aktivierung einer der Tasten oder eine Kombination der Tasten.
In der Praxis des Verfahrens führt ein Anwender vorzugsweise die Schritte aus: gedankliches Unterteilen der visuellen Anzeigevorrichtung in eine Vielzahl von nicht überlappenden Bereichen, wobei jeder Bereich einer Taste entspricht und mit der gleichen Reihenfolgebeziehung wie die Finger angeordnet ist, und Aktivieren von einer oder mehreren Tasten, die einem oder mehreren Bereichen entsprechen, die durch ein Merkmal überschnitten werden, um die durch das Merkmal dargestellte Befehls- oder Dateneingabe zu bewirken.
Es gibt vorzugsweise fünf Tasten und daher fünf gedankliche Bereiche.
Das Verfahren umfasst vorzugsweise des Werteren die Schritte zum Anzeigen von zwei Sondermerkmalen, wobei jedes Sondermerkmal einem verlagerten Zustand des Daumens des Anwenders entspricht und damit das Implementieren von weiteren Befehlen oder Dateneingaben bereitstellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, in denen zeigen:
1a und 1b schematische Anordnungen einer Rechneranlage zum Implementieren einer Mensch-Maschine-Schnittstelle;
2 ein Funktionsblockschaltbild für die Rechneranlage von 1a und 1b;
3 eine Anzeige, die dem Anwender bei der Nutzung der Mensch-Maschine-Schnittstelle präsentiert wird;
4 eine weitere Anzeige;
5 eine herausgezogene Anzeigeanordnung;
6 eine noch weitere Anzeige, die die verlagerten Zustände veranschaulicht;
7a und 7b ein Beispiel einer Aufklapp-Anzeigeanordnung;
8a, 8b, 8c und 8d Gruppen von Akkorden für eine Reihe von unterschiedlichen Merkmal-Darstellungen;
9 eine Anordnung für einen Ziffernblock;
10 eine virtuelle Schreibmaschine;
11 eine virtuelle Rechenmaschine;
12 eine weitere Anzeige von Quer-Bedienfeldern;
13, 14, 15a, 15b, 16a und 16b noch weitere Akkord-Anordnungen;
17a–17c eine segmentierende Cursor-Anordnung;
18a und 18b eine segmentierende Zeiger-Anordnung;
19 die mechanische Anordnung der Eingabevorrichtung;
20a und 20b die mechanische Anordnung einer weiteren Eingabevorrichtung;
21 eine herkömmliche QWERTY-Tastaturbelegung; und
22 bis 24 Ablaufdiagramme, die die Methodik von Ausführungsbeispielen der Erfindung unterstützen.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUFÜHRUNGSBEISPIELEN
1a zeigt eine schematische Anordnung für die Mensch-Maschine-Schnittstelle, die auf einer Rechneranlage ausgeführt wird. Eine Eingabevorrichtung 10 ist mit einer Verarbeitungsvorrichtung 30 gekoppelt, die wiederum mit einer Anzeigevorrichtung 50 gekoppelt ist. Die Eingabevorrichtung 10 hat fünf Eingabetasten, die als 4, 3, 2, 1 und T (Thumb für Daumen) gekennzeichnet sind. Wie anhand der Darstellung der menschlichen Hand deutlich wird, entsprechen jeder der Finger und der Daumen sequenziell den mit gleichem Bezug versehenen Tasten, wobei eine beliebige Aktivierung von einer oder einer Kombination von Tasten "einen Akkord" erzeugt. 1b zeigt zusätzlich zu der T-Taste zwei Daumentasten C, A, die als eine spezielle Funktion dienen, die gegenwärtig beschrieben wird.
Die Verarbeitungsvorrichtung 30 kann ein beliebiger Standard-Personalcomputer sein, obwohl er für mobile Anwendungen kompakt und im Wesen robust sein sollte; zum Beispiel im PC/104-Format. Die Anzeigevorrichtung 50 kann ebenso herkömmlich sein, obwohl es wiederum bevorzugt wird, dass sie so kompakt wie möglich ist, wobei in dieser Hinsicht die PRIVATE EYE^TM-Vorrichtung, hergestellt von Reflection Technology, Inc., besonders geeignet ist.
Bei Betrieb bewirkt die Verarbeitungsvorrichtung 30 eine Anzeige von Informationen auf der Anzeigevorrichtung 50. Als Reaktion auf diese Informationen gibt der Anwender Befehle oder Daten mittels getasteter Akkorde ein. Die auf dem Display 50 angezeigten Merkmale entsprechen direkt einem speziellen Akkord, wobei damit entweder der durch das Merkmal dargestellte Befehl oder die Dateneingabe bewirkt wird. Wie oben angemerkt wurde, ist das Prinzip im Wesentlichen 'was du siehst ist was du drückst'.
2 zeigt ein Funktionsblockschaltbild einer Rechneranlage, auf der die Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgeführt werden kann. Die Eingabevorrichtung 10 umfasst eine Mehrfach-Schalteinheit 20, die durch die Tasten 4–1, T gemäß 1a gebildet wird. Die Schalteinheit 20 ist mit einer Entprell- und Pufferspeicher-Schaltung 22 verbunden, die so konfiguriert ist, dass sie Signale nur bei Freigabe der Tasten, im Gegensatz zu dem anfänglichen Drücken der Tasten, ausgibt. Auf diese Weise können einzelne Tasten in einer Kombination von Tasten zeitlich getrennt gedrückt werden, wobei jedoch die gesamte Kombination nur signalisiert wird, wenn alle jene Tasten gleichzeitig freigegeben werden. Die Ausgabe von der Entprell- und Pufferspeicher-Schaltung 22 wird an einen bidirektionalen Parallelanschluss 24 einer herkömmlichen Art weitergeleitet, wobei dessen Ausgabe ein Bit-Muster bildet, das durch die in der Verarbeitungsvorrichtung 30 residente Software entschlüsselt werden kann. In einer bevorzugten Form ist das eingegebene Bit-Muster binär verschlüsselt, was zu einem Roh-Dezimalwert für einen beliebigen Akkord führt, wenn eine Tastenkombination gedrückt wird.
In der gleichen Weise wie eine herkömmliche Tastatureingabe in einen Personalcomputer wirkt das eingegebene Bit-Muster als eine Unterbrechung für das Betriebssystem. Die Unterbrechungsfunktion wird durch das Unterbrechungs-Bedienprogramm 32 dargestellt. Die Unterbrechungen werden dann über einen Eingangsparser 34 an einen Befehlsmanager 36 weitergeleitet. Der Befehlsmanager 36 wirkt mit dem Host-Betriebssystem 38, einem Rückkopplungs-Manager 40 und einem zugehörigen Audio-Bedienprogramm 42 und Anwendungssoftware 44 zusammen. Der Befehlsmanager 36 arbeitet auch mit dem Sichtgerät-Bedienprogramm 46 zusammen, das wiederum die Anzeigevorrichtung 50 steuert.
Das Audio-Bedienprogramm dient als eine spezielle Funktion bei der Bereitstellung eines hörbaren Rückkopplungsmechanismus für den Anwender bei Aktivierung einer beliebigen Taste. Eine pentatonische Skalierung ist bevorzugt, die die Teilung von einer Oktave in fünf diskrete Sequenzen ist. Die Teilung ist nicht gleichförmig, sondern basiert stattdessen auf einer zeitlichen Betrachtung von dem, was für das Ohr angenehm klingt. Eine Akkordbedienung von mehr als einer Taste führt zur Wiedergabel/Rückkopplung der jeweiligen Noten in Kombination. Pentatonische Skalen sind an sich bekannt.
Die Softwarekomponente der Schnittstelle ist für den Anwender im Wesentlichen transparent. Der Anwender ist nur mit der Anzeige beschäftigt, die auf der Anzeige einheit 50 dargestellt wird, da sie die Reihenfolgebeziehung der Tasten betrifft, die den Fingern der Hand angeglichen oder darauf übertragen wird.
3 zeigt eine Anzeige, die auf der Anzeigevorrichtung 50 dargestellt wird. Das Display ist in diesem Beispiel gedanklich (zeitlich) in fünf nicht überlappende Bereiche geteilt, die sich als Bänder über das Display erstrecken; das Bedienfeld, das durch die angezeigten Merkmale/Buttons 60–70 gebildet wird, entspricht der Abmessung des ganzen Displays. Die Bereiche werden so gezeigt, wie sie mit den Bezeichnungen entsprechend der Tasten/Finger von 1a und 1b angezeigt werden. Die Verarbeitungsvorrichtung ist nicht mit der gedanklichen Unterteilung beschäftigt, sie sichert stattdessen einfach eine Seitentabelle der gegenwärtig angezeigten Merkmale, die durch den Roh-Akkordwert getaktet werden, und vergleicht den Roh-Akkordwert, der durch den Anwender eingegeben wird, in einer Verweis-Routine, um den Akkord-Befehl der Dateneingabe zu bewirken.
Die 'Pfeil'-Merkmale 60, 64 stellen Befehle dar, die schrittweise durch die Ebenen des Betriebssystems gehen können, während das 'ENDE'-Merkmal ein Befehl ist, der verwendet wird, um eine Sitzung zu beenden. Die anderen drei Merkmale 66–70 stellen Befehle dar, um entweder ein Wort-Verarbeitungspaket, eine "Two-Up"-Spieleanwendung oder andere nicht spezifische Anwendungsprogramme auszuführen.
Jeder dieser Bereiche wird direkt auf die relative sequenzielle Anordnung der Tasten auf der Eingabevorrichtung 10 übertragen (daran angeglichen). Das heißt, es gibt eine Eins-zu-Eins-Entsprechung der Reihenfolgebeziehung von einer oder mehreren Tasten mit der Reihenfolgebeziehung von jedem Merkmal. Es wurde der Begriff sequenziell verwendet, wobei aber die Eins-zu-Eins-Entsprechung in den meisten Fällen auch als die räumliche Beziehung der Tasten oder der Reihenfolge der Tasten angesehen werden kann, wo sich die räumliche Beziehung oder die Reihenfolge selbst in einer Eins-zu-Eins-Entsprechung mit den Fingern befindet. Der oberste Bereich entspricht der Position der Taste des kleinen Fingers 4 usw. bis zum unteren Ende und der Daumentaste T. Um ein beliebiges der Merkmale zu bewirken, wählt der Anwender die Kombination von Tasten (d. h. den Akkord) entsprechend des je weiligen Merkmals aus. Dies wird durch Beobachtung eingeschätzt, welche Bereiche durch ein Merkmal überschnitten werden (überlappt, gekreuzt, bedeckt, darüber erstreckt oder damit zusammenfällt).
Um zum Beispiel das Kommando 'ENDE' zu bewirken, aktiviert der Anwender (bedient den Akkord) der Tasten "3, 2, 1" in Kombination. Um die WP-Anwendung (WP – word processing für Wortverarbeitung) zu bewirken, bedient der Anwender den Akkord der Tastenkombination "1 & T/B". 'TWO-UP' wird durch die Tastenkombinationen "2 & 1" bewirkt, wobei auf 'APP'N3' durch die Tastenkombination "4 & 3" zugegriffen wird. Der Anwender identifiziert einfach, welche Bereiche von welchem Merkmal überschnitten werden und bedient dann den Akkord danach, was beobachtet wurde.
In diesem Beispiel erstrecken sich das eine Bedienfeld (d. h. die Gruppe von Merkmalen) und damit die fünf Bereiche über die gesamte Fläche des Displays. Es ist gleichermaßen der Fall, dass sich ein Bedienfeld und die zugehörigen Bereiche nicht über die gesamte Fläche des Displays erstrecken müssen, solange die relative Reihenfolgebeziehung der Bereiche in der Eins-zu-Eins-Entsprechung mit den Tasten aufrechterhalten wird. Es ist auch passend, die Bereiche so anzuordnen, dass sie sich vertikal im Display erstrecken. In dem Fall würden sich die Merkmale horizontal erstrecken. Im Wesentlichen sind Merkmale und Bereiche orthogonal. Es ist weiterhin für die relative Position des Daumens möglich, so umgestellt zu werden, dass er zum oberen Ende des Bildschirms übertragen wird, wobei daher der kleine Finger zum unteren Ende des Bildschirms übertragen wird. Angesichts dieser Möglichkeiten ist es günstig, auf einen "Daumen-Ausgangspunkt" zu verweisen, um den Merkmalen den Sinn der Reihenfolge der Tasten zu geben. In allen Fällen bleibt die relative Reihenfolgebeziehung zwischen den Fingern/Tasten und den Bereichen die gleiche, ungeachtet der spezifischen Ausrichtung der Eingabevorrichtung 10 und der Anzeigevorrichtung 50. Wie zuvor angemerkt wurde, können weniger als fünf Tasten bereitgestellt werden. Es ist die übernommene Konvention, dass die Folge immer mit dem Daumen beginnt, wobei folglich eine Eingabevorrichtung mit nur drei Tasten dem Daumen, dem Zeigefinger und dem Mittelfinger entspricht.
4 zeigt ein anschließendes Display, das präsentiert wird, wenn das 'TWO-UP'-Anwendungsprogramm von 3 ausgewählt wird. Das Display enthält ein Bedienfeld 72, das eine Anzahl von Merkmalen enthält. Jedes Merkmal stellt einen Befehl für die Verwendung beim Spielen des 'TWO-UP'-Münzwurfspiels dar. Das Bedienfeld 72 ist gedanklich in fünf Bereiche geteilt, die mit der Bezeichnung dargestellt werden, die zuvor angezeigt wurden. Jedes der Merkmale/Buttons im Bedienfeld 72 wird durch einen einzigartigen Akkord aktiviert. Der 10 $-Button wird durch den Einzeltasten-Akkord "T/B", der 5 $-Button durch den Einzeltasten-Akkord "1", der Button 'WETTE ABBRECHEN' durch den Tasten-Akkord "T/B & 1" und der Münzwurf-Button durch den Akkord betätigt, der durch alle Tasten (d. h. "T/B & 1 & 2 & 3 & 4") gebildet wird.
Das Display weist außerdem ein 'herabhängendes' Bedienfeld 74 und ein 'heraufhängendes' Bedienfeld 76 auf, die jeweils gedanklich in fünf Bereiche unterteilt sind, die zu den Bereichen des anderen Bedienfeldes 72 orthogonal sind. Diese Bedienfelder betreffen spezielle Funktionen, die mit den Daumen-Sondertasten A & C gemäß 1b verbunden sind, die den gelenkig bewegten Daumenpositionen entsprechen. Die Daumen-Sondertasten A & C bewirken spezielle 'Shift'- bzw. 'Umschalt'-Funktionen. Die Umschalt-Zustände erhöhen die Befehls-/Dateneingabegruppe auf ein Maximum von 31 (2⁵–1) Kombinationen, die mit nur fünf Tasten (T und 1–4) verfügbar sind.
Die C-Taste wurde zweckdienlich für eine Vor-Umschaltfunktion vorgeschrieben, da bei der Aktivierung ein Umschalt-Zustand eingegeben wird, woraufhin der anschließende Akkord einen anderen Befehls- oder Dateneingangswert annimmt als den, den er haben würde, wenn die C-Taste nicht gedrückt wurde.
Betrachtet man das Beispiel von 4, erhält man beim Drücken der Taste C Zugriff auf das herabhängende Bedienfeld 74 und die darin enthaltenen fünf Merkmale. In diesem Fall entsprechen die fünf Merkmale jeweils einem Bereich allein. Es ist natürlich möglich, dass sich ein beliebiges Merkmal über mehr als einen Bereich erstreckt.
Eine weitere Art der Umschalt-Funktionen wird 'sofortiges Umschalten' bezeichnet. Dies wird durch die A-Taste bewirkt. Diese Situation ist etwas ähnlich zu der Umschalt-Taste, die man auf einer herkömmlichen Tastatur findet, da die Taste A eine Alternative zur Taste B bildet, wenn sie allein verwendet wird, wobei sie auch in Kombination mit den anderen Tasten 1–4 verwendet werden kann. Auf das heraufhängende Bedienfeld 76 kann durch die Verwendung der A-Taste in Kombination mit den Tasten 1–4 zugegriffen werden.
5 zeigt einen Ausschnitt des Displays von 4, wobei besonders das herabhängende Vor-Umschalt-Bedienfeld 74 angezeigt wird. Sobald die Vor-Umschalt-Taste C betätigt wird, wird der anschließende Akkord einen der Merkmale bewirken. In dem vorliegenden Beispiel ist die anschließende Kombination die Folge der Taste "3" allein (die Editier-Funktion, wie sie hervorgehoben ist). Dies führt zu einem weiteren Bedienfeld 78, das 'herausgezogen' wird, wobei jeder anschließende Akkord Zugriff auf jedes der fünf in dem neuen Bedienfeld 78 angezeigten Merkmale ergibt. Es ist wiederum lediglich der Einfachheit halber, dass die Merkmale den fünf Bereichen Eins-zu-Eins entsprechen.
6 zeigt weitere Anordnungen für die Darstellung von Umschalt-Zuständen. Im Display 50 werden drei 'schwebende' Bedienfelder 80, 82, 84 gezeigt. Jedes dieser Bedienfelder enthält eine Anzahl von Merkmalen (nicht gekennzeichnet), wobei jedes Bedienfeld gedanklich in fünf Bereiche unterteilt ist, wie angedeutet wird, die sequenziell auf die Tasten übertragen werden. Auf die Merkmale des Bedienfeldes 80 kann man ohne die Nutzung einer der Umschalt-Tasten A, C zugreifen. Das Bedienfeld 82 weist eine 'Daumenlinie' 88 (oder 'Basislinie') auf, die durch die verstärkte Linie am unteren Ende des Bedienfeldes dargestellt wird. Diese Daumenlinie 88 stellt eine visuelle Anzeige bereit, dass ein Umschalt-Zustand erforderlich ist, um auf die Merkmale im Bedienfeld 82 zuzugreifen. Die Daumenlinie 88, die sich am unteren Ende des Bedienfeldes befindet, zeigt an, dass man die A-Taste niederdrücken muss. Mit anderen Worten, es wird eine 'sofortige Umschalt'-Funktion bewirkt, wie zuvor beschrieben wurde. Für die sofortige Umschalt-Funktion wird es nur vier gedankliche Bereiche im Bedienfeld geben, wie angedeutet wird. Dies geschieht aus dem Grund, dass der Daumen verwendet wird, um die A-Taste zu aktivieren, um den sofortigen Umschalt-Zustand einzugeben, wobei damit nur die verbleibenden vier Finger übrig bleiben, die zur Verwendung verfügbar sind. Es gibt eine bestimmte Logik in der Anordnung der Daumenlinien, da der Daumen nach unten von der üblichen B-Taste weg bewegt werden muss, um die A-Taste zu aktivieren, wobei der nach unten gerichtete Sinn mit der Daumenlinie 88 übereinstimmt, die sich am unteren Ende des Bedienfeldes 82 befindet. Das verbleibende schwebende Bedienfeld 84 hat eine Daumenlinie 90, die sich am oberen Ende befindet. Dies zeigt an, dass der Daumen nach oben bewegt werden muss, um die C-Taste für einen Vor-Umschalt-Zustand zu betätigen. Wie angemerkt, gibt es im Vor-Umschalt-Zustand fünf gedankliche Bereiche.
Das Display weist außerdem ein weiteres Bedienfeld 86 als eine umgekehrte L-Form in der oberen linken Ecke des Displays auf. Die 'herabhängende' Konvention wird auf dieses Bedienfeld 86 nicht angewandt, stattdessen ist das Daumenlinien-Prinzip wirksam. Das Bedienfeld 86 wird als ein einzelnes Bedienfeld gezeigt, enthält jedoch zwei einzelne Gruppen von gedanklichen Bereichen, wobei es damit genauer zwei Bedienfelder sind. Die Merkmale, die nach unten entlang der linken Seite des Displays erscheinen, sind mit der Daumenlinie 92 verknüpft, die an deren unteren Rand erscheint, und sind gedanklich in die gedanklichen Bereiche, wie sie angezeigt werden, geteilt. Da die Daumenlinie 92 am unteren Ende dieses Teils des Bedienfeldes liegt, stellt sie die Anwendung der A-Taste dar, wobei es in diesem Fall nur vier Bereiche gibt, wie zuvor beschrieben wurde. Die Merkmale, die sich über den oberen Rand des Displays erstrecken, sind mit der anderen Daumenlinie 94 verknüpft. Diese Daumenlinie liegt wiederum am unteren Rand des Bedienfeldes und stellt folglich wiederum die Verwendung der A-Taste dar.
7a zeigt ein Bedienfeld 96, das fünf Merkmale enthält. Die gedanklichen Bereiche, die den Tasten entsprechen, werden ebenfalls gezeigt. Wenn der Akkord der "1"-Taste bedient wird, klappt ein weiteres Bedienfeld 98 auf. Das weitere Bedienfeld 98 enthält fünf unterschiedliche Merkmale. Wie angemerkt werden kann, sind die Bereiche in dem Rahmen orthogonal zu denen für den Rahmen, der dem Stamm-Bedienfeld 96 entspricht. Eine ähnliche Aufklapp-Wirkung würde für die anderen Merkmale des ersten Bedienfeldes 96 auftreten.
8a und 8b zeigen eine vollständige Gruppe (oder 'Galaxie') von Akkorden für eine Fünf-Button-Eingabevorrichtung. Die gestrichelten Linien stellen die Grenze von fünf gedanklichen Bereichen dar, in denen die Merkmale eingegrenzt sind. Die Merkmale sind schattiert und der Einfachheit halber als eine Art dargestellt, die "Balken-Akkorde" bezeichnet werden. Man beachte, dass eine Anzahl von Balken-Akkorden nicht durch Drücken zusammenhängender Tasten gebildet wird, wobei diese speziellen Akkorde als "hohle Balken-Akkorde" bezeichnet werden. Außerdem wird neben jedem Merkmal sein "Roh-Akkordwert" gezeigt. Durch eine Konvention befindet sich der Daumen-Ausgangspunkt an der linken Seite, wobei die gedanklichen Bereiche in einer binären Form dargestellt werden, so dass ein beliebiger Akkord auch als eine einzigartige Dezimalzahl dargestellt werden kann – dies ist bei einer Ausführung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zweckmäßig, wie deutlich werden wird. Die binäre Konvention wird umgekehrt, von 0–31 von rechts nach links ansteigend, könnte gleichermaßen aber 0–31 von links nach rechts ansteigend sein.
8c zeigt fünf unterschiedliche Ausführungen der Akkord-Darstellungen, für, wie sich herausstellt, die Akkorde mit fünf Dezimalwerten 1–5. Die erste (links außen) Säule zeigt Balken-Akkorde, für die die Unterteilung in fünf Bereiche ohne einen grafischen Hinweis visuell dargestellt wird – vergleiche dies mit den Balken-Akkorden in der dritten Säule. In der zweiten Säule werden die Begrenzung der fünf Bereiche durch die untere horizontale Linie und die den Akkord zu bedienende(n) Taste(n) durch die vertikalen Linienmarkierungen dargestellt. Diese Darstellung wird "Bildzeichen bzw. Glyph-Akkord" genannt. Die vierte Säule stellt die vertikale statt die horizontale Ausrichtung der Balken-Akkorde dar, wobei der Daumen-Ausgangspunkt am unteren Ende erscheint. Die Darstellung der fünften Säule aus Punkten und Linien-Markierungen wird als "Punkt-Akkord" bezeichnet.
8d zeigt die Galaxie der Bildzeichen-Akkorde zusammen mit deren Roh-Akkordwert.
9 zeigt ein Bedienfeld 104 in der Form eines Zifferntastenblocks. Es werden alle Ziffern 0–9 dargestellt. Der Daumen-Ausgangspunkt ist die untere linke Ecke mit dem "1"-Merkmal. Das Bedienfeld 104 ist in zwei Teile aufgeteilt, wobei der erste Teil das 3 × 3-Feld 106 der Ziffern 1–9 und der zweite Teil der Button 108 für die Ziffer 0 ist. Der "0"-Button wird durch die Akkord-Bedienung "T & 1 & 2" aktiviert. Auf die anderen Zahlen wird durch die Akkordbedienung eines "Couplets" zugegriffen. Das heißt, in dem 3 × 3-Feld erfordert jeder spezielle Zahlen-Button eine separate aufeinander folgende Kombination von zwei Akkorden, um darauf zuzugreifen. Zum Beispiel wird auf den "1"-Button durch das Couplet "T" & "T" zugegriffen, während auf den "6"-Button durch das Couplet "1" & "3" zugegriffen wird. Die Couplet-Akkord-Bedienung ist in gewisser Weise äquivalent zu den zuvor erörterten Aufklapp-Menüs, insofern, dass die aufgeklappten Buttons eher immer angezeigt anstatt versteckt werden.
10 zeigt eine Form einer virtuellen Schreibmaschine, die im Wesentlichen zwei Bedienfelder 110, 112 nebeneinander umfasst. Die Unterteilung zwischen den Bedienfeldern wird durch die vertikale Linie dargestellt. Das Bedienfeld 110 umfasst ein 5 × 5-Feld von 25 Buttons, die 25 Buchstaben des römischen Alphabets darstellen. Die Aktivierung des jeweiligen Buchstaben-Buttons wird durch Couplet-Akkord-Bedienung durchgeführt. Der Daumen-Ausgangspunkt für das Bedienfeld 110 ist die untere linke Ecke mit dem "e"-Button.
Es wird zum Beispiel der "r"-Button durch die Akkord-Bedienung "2" & "2" aktiviert, wobei der "j"-Button durch die Akkord-Bedienung "3" & "4" aktiviert wird. Der "Leertasten"-Button wird durch die Akkord-Bedienung "T & 1 & 2 & 3 & 4" aktiviert. Die räumliche Aufteilung der Buchstaben-Buttons zieht die relative Häufigkeit des Auftretens der Buchstaben in der englischen Sprache in Betracht und überträgt die Häufigkeit auf die Geschicklichkeit von Daumen und Finger. Damit wird auf die vokale a, e, i und o durch Kombinationen von Daumen und erstem Finger zugegriffen, die die geschicktesten Finger sind.
Das Bedienfeld 112 vervollständigt die typischen Wort-Verarbeitungsfunktionen. Der Daumen-Ausgangspunkt für das Bedienfeld 112 ist die untere linke Ecke des "PE-RIODE"-Buttons. Dieses Bedienfeld arbeitet ebenfalls auf der Basis der Couplet Akkord-Bedienung. Damit wird auf die "TABULATOR"-Taste durch den Akkord "T & 1 & 2" & "2" zugegriffen. Auf die "UMSCHALT"-Taste wird durch den Akkord "3 & 4" & "T" zugegriffen. Die "ZAHLEN"- und "SYMBOL"-Buttons sind dem Wesen nach Aufklapp-Menüs, die Zugang zu jeweils einem numerischen Bedienfeld wie dem Bedienfeld 104 gemäß 9 und anderen Couplet-Bedienfeldern hinsichtlich der Symbolgruppen gewähren.
Es wird angemerkt, dass jeder der Couplet-Akkorde, die in beiden Bedienfeldern 110, 112 enthalten sind, gegenüber jedem anderen einzigartig ist. Das rechte Bedienfeld könnte durch die andere Hand des Anwenders durch Akkord bedient werden, falls eine zweite Eingabevorrichtung bereitgestellt wäre. Die Anordnung gemäß 10 ist für Wortverarbeitungsfunktionen gut geeignet und kann ein blindes Schreiben in etwa der Weise einer herkömmlichen QWERTY-Tastatur mit einem Minimum an Unterweisung ermöglichen.
11 zeigt eine Form einer virtuellen Rechenmaschine 114. Die Rechenmaschine umfasst ein 3 × 3-Couplet-Blockfeld 106 (wie zuvor gemäß 9), für das der Daumen-Ausgangspunkt an der unteren linken Ecke des "1"-Buttons ist. Die Rechenmaschine 114 umfasst außerdem eine Anzahl einzelner Akkord-Buttons, die vom Couplet-Blockfeld 106 gemäß den gestrichelten Linien dargestellt sind. Der Daumen-Ausgangspunkt für die Akkord-Buttons ist die linke Seite des Bedienfeldes 116. Das obere Fenster 118 stellt ein inneres Display dar, um die Funktion der Rechenmaschine 114 ganz nach dem Charakter eines herkömmlichen Taschenrechners anzuzeigen. Der einzelne Akkord, der erforderlich ist, um einen beliebigen der Funktionsbuttons oder den "0"-Button zu aktivieren, ist von dem ersten Akkord eines beliebigen Couplets unabhängig, der zu den Buttons im Blockfeld 106 gehört. Durch ein Beispiel wird die Zahl 643 durch einen Akkord durch die Reihenfolge "1" & "2", "1" & "T" und "T" & "2" bedient. Diese Zahl kann weiter bearbeitet werden, indem sie, sagen wir, mal 2 durch die aufeinander folgenden Akkorde multipliziert wird: "4", dann "T" & "1", dann "T & 1 & 2 & 3 & 4".
12 zeigt eine Displayanordnung, die als Quer-Akkorde bezeichnet werden. Der Daumen-Ausgangspunkt für die schattierten Buttons, die sich in der oberen Hälfte des Displays entlang der linken Seite und horizontal über den Mittelpunkt des Displays erstrecken, wird als T₁ veranschaulicht. Der Daumen-Ausgangspunkt für die Buttons, die auf der rechten Seite der unteren Hälfte des Displays 50 angeordnet sind, wird als T₂ gezeigt. 12 zeigt außerdem den Akkord, der erforderlich ist, um jeden Button zu aktivieren, wobei zu sehen ist, dass sich jeder Akkord gegenseitig von einem beliebigen anderen ausschließt.
13 zeigt eine alternative Darstellung eines Merkmals 130. Die Konvention in diesem Fall ist, dass, weil nur die vier Eckpunkte des rechteckigen Kastens angezeigt werden, der Daumen dann immer einen Teil des Akkordes bildet. Akzeptiert man die weitere Konvention, dass der untere linke Eckpunkt der Ausgangspunkt ist, dann würde der Akkord durch die Kombination "T & 3 & 4" gebildet. Die Darstellung des Punkt-Akkordes wird ebenfalls gezeigt.
14 zeigt ein Beispiel einer Kombination von zwei Merkmalen 132, 134, die Balken-Akkorde und Couplets bilden. Bei den zwei möglichen Balken-Akkorden ist deren Punkt-Akkordwert darüber gelegt und wird jeweils durch "T" und "1 & 2 & 3 & 4" gebildet. Das zweite Merkmal 134 kann ebenfalls in der Form eines Couplets in Verbindung mit den Merkmalen 136–144 für die darüber gelegten fünf Balkenakkorde verwendet werden. Man beachte auch, dass die Punkt-Akkorddarstellung, die jedem Akkord entspricht, gezeigt wurde. Um das mittlere Merkmal 140 des Hintergrundmerkmals 134 zu aktivieren, ist die Folge des Couplet-Akkordes "1 & 2 & 3 & 4" und "3".
15a und 15b zeigen eine alternative Darstellung für die Couplet-Akkordbedienung für eine Anzahl von Merkmalen 150–156. Außerdem wird die entsprechende Punkt-Akkorddarstellung gezeigt. Die übernommene Konvention ist die, dass die Horizontale Vorrang vor der Vertikalen hat, wobei das damit in dem Fall von 15a zu einem Couplet "4" und "4" und für 15b "3 & 4" und "T & 4" führt.
16a zeigt eine verkürzte Form eines Merkmals 160, das drei Balkenakkorde darstellt. Die zwei Streifen 162, 164, die sich entlang des unteren Randes des Merkmals 160 befinden, zeigen an, dass "T & 1" erforderlich ist, um auf einen beliebigen der drei darüber gelegten Untermerkmale 166–170 zugreifen zu können. Die Punkt-Akkorddarstellung für diese drei Untermerkmale 166–170 wird ebenfalls gezeigt. In
16b befinden sich die Streifen 182, 184 an der rechten Seite des Merkmals 180 und zeigen an, dass die Tasten "3 & 4" ebenso erforderlich sind wie die entsprechende Taste der darüber gelegten Untermerkmale 186–190, um einen Akkord zu bewirken.
Es kann eine Bibliothek von Konventionen ausgewählt werden, wobei es deutlich wird, wie anhand des hier vorgestellten Beispiels folgt, dass die linke Seite und/oder das untere Ende eines Merkmals den Daumen-Ausgangspunkt darstellen. Der Daumen ist immer der Startpunkt – dies ist besonders wichtig, wenn weniger als fünf Tasten bereitgestellt werden. Die Horizontale hat Vorrang vor der Vertikalen wie auch im Uhrzeigersinn Vorrang vor gegen den Uhrzeigersinn hat. Alle Merkmale müssen die Regel erfüllen, dass sie in einen 'Drück-Weg' auflösbar sind.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung finden unmittelbare Anwendung im Verhältnis zu herkömmlich verstandenen Rechnervorrichtungen, könnten aber gleichermaßen in Sucher-Steuersystemen (z. B. Camcorder), Bankautomaten, Fax- und Fotokopiergeräten, eingebetteten Schnittstellen (z. B. Wartungsschnittstellen für Münzautomaten), mobilen Telefonen und Funkrufempfängern, beweglichen Geräteanordnungen (z. B. Service-Ausrüstungen), Video- und Fernseher-Fernbedienungen, interaktiven Fernseher-Steuergeräten, persönlichen Stereogeräten, Haushaltsgeräten (z. B. Uhrenradios), Fahrzeugelektronik (z. B. Klimaanlagen, Tempomat, Stereogeräten, Kabinen-Steuergeräten usw.), Elektrowerkzeug-Schnittstellen (z. B. Pistolengriff-Bohrgeräten), Steuerungshalterungen (z. B. Lenkrad oder Joystick), Spiel- und Spielzeug-Schnittflächen, elektronischen tastenlosen bzw. Slate-Magazinen, Taschen-Organizern, tragbaren Rechneranlagen, Notebooks und Pen-Computern enthalten sein.
Ein besonderer Vorteil entsteht auf Grund der vorliegenden Erfindung dahingehend, dass die Merkmale ohne weiteres skaliert werden und dennoch deren Informationsgehalt behalten können. Dies steht im Gegensatz zu herkömmlichen Fenstertechnik-Systemen, in denen Icons, wenn sie geschrumpft werden könnten, ihren Informationsgehalt verlieren würden, wobei es auch schwierig werden würde, mittels einer Zeigervorrichtung darauf zuzugreifen. In der Tat haben Fenstertechnik-Systeme nach dem Stand der Technik keine Vorkehrungen zum Skalieren eines "Fensters" oder Icons in einem Fenster, stattdessen fällt das Fenster selbst einfach zusammen. Durch die Verwendung von Merkmalen gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein solches Zeigen nicht erforderlich, stattdessen wird der Informationsgehalt solange behalten, wie das Auge ein Merkmal auflösen kann, natürlich auch abhängig von der Pixelauflösung der Anzeigevorrichtung. Dies bedeutet, dass eine größere Anzahl von Merkmalen auf einem Display enthalten sein kann als bei den herkömmlichen Fenstertechnik-Systemen.
17a–17c zeigen ein Display, auf dem eine bildliche Darstellung, in diesem Fall eine Frau, gezeigt wird. Das Display könnte gleichermaßen zum Beispiel eine Karte oder ein Layout einer integrierten Schaltung sein. Die Display 50 zeigt das 5 × 5-Feld von Bereichen, die das ganze Display einnehmen. Durch die Verwendung des zuvor erörterten Couplet-Akkord-Bedienungsprinzips kann eine segmentierende Cursor- oder "Zoom"-Funktion erreicht werden.
Der Daumen-Ausgangspunkt befindet sich in der unteren linken Ecke des Displays 50, wobei in den gezeigten Beispielen der erste Akkord des Couplets "2" ist, was die hervorgehobene Darstellung gemäß 17b zufolge hat. Bei Aktivierung der anderen Hälfte des Couplet-Akkordes "3" wird der spezielle, durch Akkord bediente Button auseinander gezogen und nimmt das gesamte Display 50 gemäß 17c ein. Durch weitere Couplet-Akkordbedienung können noch weiter aufgelöste Details erreicht werden.
18a und 18b zeigen eine Variation eines segmentierten Displays, die eine Zeigerfunktion ist. Durch Tasten des Couplet-Akkordes "3" & "2" wird über den speziellen Button ein weiteres segmentiertes Feld gelegt. Ein weiteres durch Akkord bedientes Couplet kann einen der Buttons innerhalb des hervorgehobenen Buttons noch weiter unterteilen, um noch spezieller aufgelöst auf ein angezeigtes Objekt zu zeigen.
19 zeigt eine mechanische Anordnung für die Eingabevorrichtung 10. Das Gehäuse 11 ist so dimensioniert, dass es in die Innenfläche eine Hand eines Anwen ders passt, wobei die gezeigte Konfiguration für die Anwendung durch die linke Hand geeignet ist. Der Daumen umschlingt daher die Seite des Gehäuses 11, während die Finger die Oberseite umschlingen. Die Finger können daher die Tasten in einer zuvor beschriebenen Weise aktivieren. Eine solche Anordnung stellt den Vorteil bereit, in einer mobilen Konfiguration anwendbar zu sein. Das Gehäuse 11 wird sicher in der Innenfläche der Hand gegriffen, wobei sich die Finger nicht anders bewegen müssen als in einer groben, schließenden Bewegung, um die Tasten zu aktivieren. Die gezeigte Konfiguration kann ohne weiteres für die Anwendung durch die rechte Hand angepasst werden, indem sie einfach umgewendet wird, wobei sie damit vollständig beidhändig ist.
20a und 20b zeigen eine alternative Anordnung für eine Eingabevorrichtung 10'. Die tragbare Vorrichtung 10' umfasst zwei Gehäuseabschnitte 12, 13, die gelenkig miteinander verbunden sind. Es wird die Anordnung der Tasten mit Bezug auf jedes der Gehäuseteile 12, 13 gezeigt.
Der besonderer Vorteil dieser Konfiguration liegt darin, dass sie beidhändig ist und auch entweder in der Weise, wie sie für die Steuereinrichtung 10 von 19 gezeigt wird, wenn sie in der Innenfläche der Hand gegriffen wird, wobei in dem Fall die jeweiligen Gehäuseteile 12, 13 in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind, oder mit den Gehäuseteilen in einer gemeinsamen Ebene für die Nutzung als eine Tastatur auf einer Bank verwendet werden kann.
21 zeigt die Anordnung einer herkömmlichen QWERTY-Tastatur. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt einen kombinierten Akkordbedienungs-/QWERTY-Betrieb mittels einer solchen herkömmlichen QWERTY-Tastatur bereit. Damit kann die in 21 gezeigte Tastatur in der üblichen Weise betätigt werden, wobei die an der zugehörigen Verarbeitungsvorrichtung residente Software jedoch erkennen kann, wenn im Unterschied zum Drücken einer einzelnen Taste für herkömmliche Eingaben Akkorde getastet werden. In dem Ausführungsbeispiel werden die "Home"-Tasten und die Leertaste als die Tasten für den Akkordbedienungs-Vorgang verwendet. Wenn die rechte Hand für die Akkordbedienung verwendet wird, dann ist die Reihenfolge der Tasten der QWERTY-Tastatur entsprechend der Rei henfolge der Finger beginnend mit dem Daumen: "Leertaste, J, K, L,;". Wenn die linke Hand für die Akkordbedienung verwendet wird, dann sind die Tasten für die Akkordbedienung: "Leertaste, F, D, S, A". Bei Betrieb einer Software, die dieses Konzept verkörpert, kann das dem Anwender präsentierte Display, sagen wir, ein herkömmliches Verarbeitungspaket mit darüber gelegten Akkordbedienungs-Merkmalen sein. Die einzige Einschränkung ist die, dass die so genannten "Einzelelement"-Akkorde (d. h. der einzelne Finger drückt) ausgeschlossen sind.
Es würde für den Programmierfachmann ohne weiteres offenbar sein, wie ein Code zu schreiben ist, um die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung auszuführen, ohne beliebige erfinderische Fähigkeiten zu üben. In diesem Zusammenhang sind 22 bis 24 enthalten, die jeweils Ablaufdiagramme der Akkordbedienungs-Methodik, der Couplet-Methodik und der Akkord/QWERTY-Methodik sind. In 22 erfasst der Schritt 200 das Drücken einer Taste. Wenn im Schritt 202 bei Freigabe ein Akkord gebildet werden soll, dann prüft Schritt 204, um festzustellen, ob alle Tasten niedergedrückt sind, und wenn, sendet Schritt 206 den Wert des getasteten Akkordes. Wenn der Akkord bei Freigabe nicht gebildet werden soll, verzögert Schritt 208 das Senden des getasteten Akkordes.
23 betrifft die Erweiterung von 22 zum Bilden von Couplets. Schritt 210 stellt das Warten zum Drücken eines Akkordes dar und sobald der empfangen wird, stellt Schritt 212 fest, ob der gedrückte Akkord Teil des gegenwärtigen Couplets ist. Wenn Nein, geht es zurück zum Schritt 210. Wenn das Ergebnis des Schrittes 212 Ja ist, dann überprüft Schritt 214, ob das vorliegende Couplet den zweiten Teil erwartet. Wenn Nein, stellt Schritt 216 fest, ob er im ersten Teil ist, wenn wiederum Nein, ignoriert Schritt 218 den Akkord und kehrt zum Schritt 210 zurück, um einen weiteren Akkord zu erwarten. Wenn er jedoch der erste Teil des Akkordes ist, setzt Schritt 220 das "Warten"-Markierungszeichen und kehrt zum Schritt 210 zurück. Wenn im Schritt 214 Ja, stellt Schritt 220 fest, ob der Akkord der zweite Teil ist, und bildet, wenn Nein, eine Schleife zum Schritt 210, aber wenn doch, löscht Schritt 220 das "Warten"-Markierungszeichen und sendet das gedrückte Couplet weiter.
24 stellt den kombinierten Akkordbedienungs-/QWERTY-Vorgang dar. Schritt 230 erwartet das nächste Drücken und überprüft bei Empfang eines solchen, ob eine Akkordbedienung im Schritt 232 zugelassen ist. Wenn Nein, wird das Drücken der Taste für seinen QWERTY-Wert durch den Schritt 234 weitergeleitet. Wenn Akkordbedienung zugelassen ist, dann stellt Schritt 236 fest, ob der Wert für eine Akkordtaste ist (d. h. die Home-Tasten, wie beschrieben). Wenn Nein, stellt Schritt 238 fest, ob der Vorgang nur für die Akkordbedienung ist und wenn Ja, ignoriert Schritt 240 daher das Drücken der Taste, wobei ansonsten der gedrückte Tastenwert im Schritt 242 für seinen üblichen QWERTY-Wert weitergeleitet wird. Wenn im Schritt 236 der gedrückte Tastenwert für einen Akkord ist, bildet Schritt 242 den Akkord. Dort folgt dann eine Feststellung im Schritt 242 darüber, ob der Akkord ein Einzelelement Akkord ist, und wenn Nein, sendet Schritt 244 den gedrückten Akkordwert, aber wenn Ja, stellt Schritt 246 fest, ob Einzelelement-Akkorde zulässig sind, und wenn nicht, sendet Schritt 248 den nominalen QWERTY-Tastenwert weiter. Wenn Einzelelemente zulässig sind, dann sendet Schritt 250 den gedrückten Akkordwert.
Die folgende Kodierung ist für veranschaulichende Zwecke enthalten und stimmt mit den Ablaufdiagrammen von 22 bis 24 überein. Die Kodierung ist so geschrieben, dass sie auf dem Programm ToolBook^TM Version 3,0 läuft, das ein auf Windows^TM basierendes Multimedia-Autorentool ist, das durch Asymetrix Corporation aus den Vereinigten Staaten veröffentlicht wurde. Der Code wird kommentiert, wie durch das Präfix "–" angezeigt wird.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung haben eine industrielle Anwendbarkeit wenigstens hinsichtlich der Gestaltung nützlicher Rechneranlagen, die für die Tragbarkeit oder Anwendung in widrigen Umgebungen mit starker Bewegung angepasst sind.

Claims

Vorrichtung mit einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle, umfassend: eine Eingabevorrichtung (10) mit einer Vielzahl von Tasten (T, 1, 2, 3, 4), von denen jede nur einem bestimmten einzelnen Finger der menschlichen Hand zugeordnet ist, wobei die Tasten angeordnet sind, um der relativen Reihenfolgebeziehung der Finger an einer menschlichen Hand angepasst zu sein, und eine Prozessoreinrichtung (30), die Befehle oder Daten von der Eingabevorrichtung (10) empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass eine visuelle Anzeigevorrichtung (50) eingerichtet ist, um Informationen von der Prozessoreinrichtung zu empfangen, und dadurch, dass die Prozessoreinrichtung (30) programmiert ist, um die Anzeige von Merkmalen (66, 68, 70) auf der Anzeigevorrichtung zu bewirken, wobei jedes Merkmal visuell vorhanden ist, um eine einer Anzahl von verschiedenen durch den Benutzer initiierten Befehlseingaben oder Dateneingaben darzustellen, und in einer Art und Weise angezeigt wird, um anzuzeigen, welcher einzelne Finger oder welche Kombination von zwei oder mehr Fingern diese Befehlseingabe oder Dateneingabe bewirkt bzw. bewirken und infolgedessen anzuzeigen, welche einzelne Taste oder welche mehrere Tasten (T&1, 1&2, 3&4) zu aktivieren ist bzw. sind, wobei wenigstens ein Merkmal eine Kombination von zwei oder mehr zu aktivierenden Tasten erfordert, um die durch dieses Merkmal dargestellte Befehlseingabe oder Dateneingabe zu bewirken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Fläche der visuellen Anzeigevorrichtung (50) durch die Prozessoreinrichtung veranlasst wird, in eine Vielzahl von nicht überlappenden Flächen unterteilt zu werden, jede Fläche einem der Finger entspricht und die Flächen in derselben Reihenfolgebeziehung wie die Finger einer menschlichen Hand sind und eine Fläche oder mehrere Flächen, die durch ein Merkmal besetzt ist bzw. sind, der Fingerkombination und infolgedessen den Tasten, die die durch das Merkmal dargestellte Befehls- oder Dateneingabe bewirken, entspricht bzw. entsprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Merkmale und die Flächen orthogonal angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von nicht überlappenden Flächen und die Vielzahl von Tasten in Zahlen fünf ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes Merkmal durch n erste grafische Elemente und m zweite grafische Elemente gebildet wird, das erste grafische Element die Aktivierung der jeweiligen Taste darstellt und das zweite grafische Element die Nichtaktivierung der jeweiligen Taste darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Vielzahl von Tasten in Zahlen z ist und wobei n in dem Bereich von 0 bis z ist, mit m entsprechend in dem Bereich von z bis 0.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei z gleich 5 ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das erste grafische Element ein Strich ist und das zweite grafische Element ein Punkt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das erste grafische Element eine schattierte oder gefüllte Form des zweiten grafischen Elementes ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das erste grafische Element ein ausgestreckter Finger ist und das zweite grafische Element ein zurückgezogener Finger ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Merkmal oder mehrere der Merkmale in einer Art und Weise angezeigt wird bzw. werden, um anzuzeigen, welche zwei diskreten sequenziellen Punkte einer oder mehrerer der Tasten zu aktivieren sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der ausgeführte Befehl wirksam ist, um die Schnittfläche der zwei orthogonalen Flächen der Anzeigevorrichtung zu vergrößern, die Anzeigevorrichtung in zwei orthogonale Richtungen in eine Vielzahl von nicht überlappenden Flächen unterteilt ist, jede Fläche den Fingern entsprechend und in derselben Reihenfolgenbeziehung wie diese ist und der ausgeführte Befehl wirksam ist, um die Schnittfläche zwischen den zwei orthogonalen Flächen der Anzeigevorrichtung zu vergrößern.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Anzeigevorrichtung in zwei orthogonale Richtungen in eine Vielzahl von nicht überlappenden Flächen unterteilt ist, jede Fläche den Fingern entsprechend und in derselben Reihenfolgebeziehung wie diese ist und der ausgeführte Befehl das Auswählen der Schnittfläche von zwei orthogonalen Flächen und das erneute Unterteilen der ausgewählten Fläche in die Vielzahl von nicht überlappenden Flächen in zwei orthogonale Richtungen bewirkt.
Mensch-Maschinen-Schnittstellenprogramm zum Implementieren auf einer Rechnervorrichtung und zum Transportieren auf einem Speichermedium, die Rechnervorrichtung enthält eine Eingabevorrichtung (10) mit einer Vielzahl von Tasten (T, 1, 2, 3, 4), jede nur einem bestimmten einzelnen Finger der menschlichen Hand zugeordnet, wobei die Tasten angeordnet sind, um der relativen Reihenfolgebeziehung der Finger an einer menschlichen Hand angepasst zu sein, eine visuelle Anzeigevorrichtung (50) und eine Prozessoreinrichtung (30), um das Programm wirksam werden zu lassen, wobei das Programm Folgendes umfasst: ein Eingabecodeelement, um von der Eingabevorrichtung (10) Befehle oder Daten zu empfangen, ein Ausgabecodeelement, um Anzeigeinformationen an die Anzeigevorrichtung (50) weiterzuleiten, und ein Verarbeitungscodeelement, an das Eingabeelement und das Ausgabeelement gekoppelt, um die Anzeige von einem Merkmal oder mehreren Merkmalen zu veranlassen, und wobei jedes Merkmal visuell vorhanden ist, um eine einer Anzahl von verschiedenen durch den Benutzer initiierten Befehlseingaben oder Dateneingaben darzustellen, und in einer Art und Weise angezeigt wird, um anzuzeigen, welcher einzelne Finger oder welche Kombination von zwei oder mehr Fingern diese Befehlseingabe oder Dateneingabe bewirkt bzw. bewirken, und infolgedessen anzuzeigen, welche einzelne Taste oder welche mehrere Tasten (T&1, 1&2, 3&4) zu aktivieren ist bzw. sind, wobei wenigstens ein Merkmal eine Kombination von zwei oder mehr zu aktivierenden Tasten erfordert, um die durch dieses Merkmal dargestellte Befehlseingabe oder Dateneingabe zu bewirken.
Verfahren zum Implementieren einer Mensch-Maschine-Schnittstelle für eine Rechnervorrichtung, die Rechnervorrichtung enthält eine Eingabevorrichtung (10) mit einer Vielzahl von Tasten (T, 1, 2, 3, 4), von denen jede nur einem einzelnen bestimmten Finger der menschlichen Hand zugeordnet ist, wobei die Tasten angeordnet sind, um der relativen Reihenfolgebeziehung der Finger an einer menschlichen Hand angepasst zu sein, und eine visuelle Anzeigevorrichtung (50), das Verfahren umfasst die folgenden in einer Prozessoreinrichtung (30) implementierten Schritte: visuelles Anzeigen eines Merkmals oder mehrerer Merkmale auf der Anzeigevorrichtung (50), wobei jedes Merkmal visuell vorhanden ist, um eine durch den Benutzer initiierte Befehlseingabe oder Dateneingabe oder mehrere durch den Benutzer initiierte Befehlseingaben oder Dateneingaben in einer Art und Weise darzustellen, um anzuzeigen, welcher einzelne Finger oder welche zwei oder mehr Finger eine einer Anzahl von verschiedenen Befehlseingabe oder Dateneingabe bewirkt bzw. bewirken, und infolgedessen anzuzeigen, welche einzelne Taste oder welche mehrere Tasten zu aktivieren ist bzw. sind, wobei wenigstens ein Merkmal eine Kombination von zwei oder mehreren Tasten darstellt, und Bewirken des Befehls oder der Dateneingabe durch die Aktivierung einer der Tasten oder einer Kombination der Tasten.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei ein Merkmal oder mehrer der Merkmale in Art und Weise angezeigt wird bzw. werden, um anzuzeigen, welche zwei sequenziellen Punkte einer Taste oder mehrerer Tasten zu betätigen sind.