WO1997046966A1 - Fussmaus zur cursorbetätigung eines personalcomputers (pc) - Google Patents

Fussmaus zur cursorbetätigung eines personalcomputers (pc) Download PDF

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WO1997046966A1
WO1997046966A1 PCT/DE1997/001068 DE9701068W WO9746966A1 WO 1997046966 A1 WO1997046966 A1 WO 1997046966A1 DE 9701068 W DE9701068 W DE 9701068W WO 9746966 A1 WO9746966 A1 WO 9746966A1
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mouse
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cursor
plate
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Peter Holtkamp
Stefan Günther
Thomas Mulert
Helmut Thiele
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Peter Holtkamp
Guenther Stefan
Thomas Mulert
Helmut Thiele
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0362—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 1D translations or rotations of an operating part of the device, e.g. scroll wheels, sliders, knobs, rollers or belts
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0334—Foot operated pointing devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/14—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch adapted for operation by a part of the human body other than the hand, e.g. by foot

Definitions

  • PC personal computer
  • the invention relates to a device which can be placed on the floor for cursor actuation (foot mouse) for a personal computer (PC), with a foot plate designed for foot actuation, which is mounted on a base-side stand and pivots from its rest position about a horizontal axis and about a vertical axis ⁇ bar, whereby vertical and horizontal cursor movements can be triggered by respective pivoting movements.
  • foot mouse cursor actuation
  • PC personal computer
  • the so-called mouse is one of the peripheral tools of a PC, which is connected to it via an interface and is useful for cursor actuation in text mode for graphic operations and for controlling ICONS.
  • a hand-operated mouse represents an input device, which is equipped on its underside with a rotatably mounted ball, which is actuated by movement along a surface. For typing operations that require both hands, one hand must be moved from the keyboard to the mouse, thereby disrupting the keyboard flow. People with arm or hand disabilities cannot use a hand-operated mouse or only to a limited extent.
  • FR-A-2 692 386 describes a foot-operated mouse which has a support body which can be placed on the floor and in which the ball which can be moved for cursor control is rotatably mounted (trackball principle). With this foot mouse, the ball can be rotated with the sole of the foot or shoe around the center of the ball.
  • this publication also describes a mouse that has been redesigned for foot actuation, in which the ball is rotated over the floor in a manner similar to that of a hand-operated mouse, the foot being placed on the surface of the housing.
  • the disadvantage of both design variants is that the foot at the Mouse support no support surface or no support point is offered, so that the operation is very tiring.
  • AT 399 407 B describes a foot pedal that is mounted as a rocker over two orthogonal shafts in such a way that respective pivoting movements about a vertical and a horizontal axis are possible.
  • the foot pedal which consists of a flat plate, is also pivoted about two mutually perpendicular axes, is described in JP Patent Abstract No. 07-281816 A.
  • the foot mouse described in claim 1 which is characterized in accordance with the invention in that the bottom of the footplate and the top of the bottom-side stand are congruently bowl-shaped, namely partially spherical, the bottom of the footplate being convex and the top of the bottom Stand is concave.
  • a (flat) footplate By using a (flat) footplate, a defined foot rest area is created, on which the foot can remain fatigue-free regardless of the cursor actuation.
  • the footplate according to the present invention can be accelerator-like for vertical cursor movements and pivoted in the direction perpendicular to horizontal cursor movements.
  • the bottom of the footplate and the top of the base stand are congruently bowl-shaped, namely part-spherical.
  • the base of the stand on the base is concave-shell-shaped and the base of the base plate is convex-curved, the same radii of curvature being present in each case. This measure ensures safe guidance of the footplate or the underside of the footplate in the stand in any setting position.
  • the shell shape of the underside of the footplate and the top of the stand is part-spherical, preferably such that the center of the part-ball forming the shell-shape lies approximately in the area of the ankle of a foot placed on the footplate, for example to form a part-sphere radius between 12 and 15 cm (usual distance of the ankle from the sole of the foot).
  • the foot movements required to actuate the footplate can be carried out from the ankle (i.e. without moving the lower leg).
  • the footplate is at an oblique angle to the floor in the longitudinal axial direction, which allows comfortable foot and leg posture during and between the operating operations.
  • the foot plate can be designed to be pivotable about a horizontal and / or vertical axis from its rest position against a spring force.
  • the spring or springs used always guide the footplate into a defined (middle) state when it is not actuated. Rest position from which any necessary cursor guidance is possible.
  • the base plate is essentially rectangular, including elongated oval shapes, and has a minimum length of 25 cm and a minimum width of 10 cm.
  • the rest position angle (angle of the zero point adjustment) of the footplate is between 30 and 60 °, preferably 45 °.
  • Fig. 1 is a side view of an inventive
  • Foot mouse in different views and foot plate positions.
  • the foot wall essentially consists of three parts, namely a base-side stand 10 with a flat base 101 and a part-spherical concave top side 102, a foot plate 11 and a foot plate underside 12 with a convex part-spherical surface ⁇ che 121.
  • the spheres 102 and 121 have radii of the same size, the common center point 13 being approximately in the region of the ankle of a foot 14 placed on the foot plate 11.
  • FIGS. 2 to 6 shows the resting or zero point position of the foot mouse, in which the longitudinal axis of the foot plate is located approximately in the middle of the base on the base.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine auf dem Boden abstellbare Vorrichtung zur Cursorbetätigung (Fußmaus) für einen Personalcomputer (PC), mit einer zur Fußbetätigung ausgestalteten Fußplatte (11), die auf einem bodenseitigen Ständer (10) gelagert und aus ihrer Ruhelage um eine horizontale Achse und um eine vertikale Achse schwenkbar ist, wobei durch jeweilige Schwenkbewegungen vertikale und horizontale Cursorbewegungen auslösbar sind. Zur sicheren und genauen Cursorführung über die Fußmaus, die ermüdungsfrei betätigbar ist, wird vorgeschlagen, daß die Fußplattenunterseite (121) konvex und die Oberseite (102) des bodenseitigen Ständers (10) konkav gewölbt ist. Die Wölbungen sind kongruent schalenförmig.

Description

Beschreibung
Fußmaus zur Cursorbetätigung eines Personalcomputers (PC)
Die Erfindung betrifft eine auf dem Boden abstellbare Vorrich¬ tung zur Cursorbetätigung (Fußmaus) für einen Personalcomputer (PC), mit einer zur Fußbetätigung ausgestalteten Fußplatte, die auf einem bodenseitigen Ständer gelagert und aus ihrer Ruhelage um eine horizontale Achse und um eine vertikale Achse schwenk¬ bar ist, wobei durch jeweilige Schwenkbewegungen vertikale und horizontale Cursorbewegungen auslösbar sind.
Die sogenannte Maus zählt zu den peripheren Hilfsmitteln eines PC, die über eine Schnittstelle mit diesem verbunden wird und zur Cursorbetätigung im Textmodus bei Graphik-Operationen und zur Ansteuerung von ICONS dienlich ist. Eine handbetätigte Maus stellt ein Eingabegerät dar, das an seiner Unterseite mit einer drehbar gelagerten Kugel ausgestattet ist, die durch Bewegung entlang einer Unterlage betätigt wird. Bei Schreiboperationen, zu denen beide Hände benötigt werden, muß eine Hand von der Tastatur zu der Maus geführt werden, wodurch der Tastatur- Bedienungsfluß unterbrochen wird. Personen mit Arm- oder Handbehinderungen können eine handbetätigte Maus nicht oder nur eingeschränkt benutzen.
Um hier Abhilfe zu schaffen, wird in der FR-A-2 692 386 eine fußbetätigbare Maus beschrieben, die einen auf den Boden abstellbaren Trägerkörper besitzt, in dem die zur Cursorsteue¬ rung bewegbare Kugel drehbar gelagert ist (Trackball-Prinzip). Bei dieser Fußmaus kann die Kugel mit der Fuß- bzw. Schuhsohle um den Kugelmittelpunkt gedreht werden. Alternativ wird in dieser Druckschrift auch eine zur Fußbetätigung umgestaltete Maus beschrieben, bei der ähnlich wie bei einer handbetätig- baren Maus die Kugel über den Boden gedreht wird, wobei der Fuß auf der Oberfläche des Gehäuses abgesetzt wird. Beiden Ausfüh¬ rungsvarianten haftet der Nachteil an, daß dem Fuß bei der Mausbetätigung keine Abstützflache bzw. kein Abstützpunkt geboten wird, so daß die Betätigung sehr ermüdend ist.
Entsprechendes gilt auch für die Ausführungsform nach der US 5 432 530, bei der in einem Gehäuse ein Gleitkörper mit einer teilkugeligen Schale zwischen zwei Führungsflächen schwenkbar angeordnet ist. Der Gleitkörper, der das Betäti¬ gungsorgan für einen Cursor darstellt, ist über die aus einer Kreisöffnung des Gehäuses herausragende Teilkugeloberfläche, die eine kleinflächige Abflachung besitzt, von außen zugäng¬ lich. Konstruktionsbedingt sind die erreichbaren Schwenkwinkel relativ klein, was die Handhabung dieser Vorrichtung zur Cursorbetätigung zusätzlich erschwert.
Die AT 399 407 B beschreibt ein Fußpedal, das als Wippe über zwei orthogonal zueinanderstehende Wellen derart gelagert ist, daß jeweilige Schwenkbewegungen um eine vertikale als auch um eine horizontale Achse möglich sind. Eine ähnliche Ausführungε- form, bei der ebenfalls um zwei senkrecht zueinanderstehende Achsen das aus einer ebenen Platte bestehende Fußpedal geschwenkt wird, wird im JP-Patentabstract Nr. 07-281816 A beschrieben.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fußmaus zu schaffen, die eine sichere genaue Cursor-Führung ermöglicht und die ermüdungsfrei betätigt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Fußmaus gelöst, die erfindungsgemaß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Fußplattenunterseite und die Oberseite des bodenseitigen Stän¬ ders kongruent schalenförmig, nämlich teilkugelförmig ausgebil¬ det sind, wobei die Fußplattenunterseite konvex und die Ober¬ seite des bodenseitigen Ständers konkav gewölbt ist. Durch die Verwendung einer (ebenen) Fußplatte wird eine definierte Fuß- Abstellflache geschaffen, auf der der Fuß ermüdungsfrei unab¬ hängig von der Cursorbetätigung verbleiben kann. Anders als die bei der in der FR-A-2 692 383 beschriebenen Kugelbewegung, die ein erhebliches Feingefühl voraussetzt, kann die Fußplatte nach der vorliegenden Erfindung für vertikale Cursorbewegungen gaspedalartig und für horizontale Cursorbewegungen durch Schwenkbewegungen in dazu senkrechter Richtung geführt werden. Die Fußplattenunterseite und die Oberseite des bodenseitigen Ständers sind kongruent schalenförmig, nämlich teilkugelförmig ausgebildet. Dabei ist der bodenseitige Ständer an seiner Ober¬ fläche konkav-schalenförmig ausgebildet und die Fußplattenun¬ terseite konvex-gewölbt, wobei jeweils gleiche Krümmungsradien vorliegen. Durch diese Maßnahme wird eine sichere Führung der Fußplatte bzw. der Fußplattenunterseite in dem Ständer in jeder Einstellungslage gewährleistet. Die Schalenform der Fußplatten¬ unterseite und die Oberseite des Ständers ist teilkugelförmig, vorzugsweise dergestalt, daß der Mittelpunkt der die Schalenform bildenden Teilkugel etwa im Bereich des Fußknöchels eines auf der Fußplatte abgestellten Fußes liegt, z.B. unter Bildung eines Teilkugel-Radius zwischen 12 und 15 cm (üblicher Abstand des Fußknöchels von der Fußsohle).
Die zur Betätigung der Fußplatte notwendigen Fußbewegungen sind aus dem Fußgelenk (d.h. ohne Umsetzen des Unterschenkels) aus¬ führbar.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung steht die Fu߬ platte in längsaxialer Richtung schrägwinklig zum Boden, was eine bequeme Fuß- und Beinhaltung während und zwischen den Bedienoperationen gestattet.
Zur weiteren Bedienungsvereinfachung der Fußmaus kann die Fu߬ platte aus ihrer Ruhelage gegen eine Federkraft um die horizon¬ tale und/oder die vertikale Achse schwenkbar ausgeführt sein. Die verwendete Feder bzw. Federn führen die Fußplatte somit im betätigungsfreien Zustand stets in eine definierte (mittlere) Ruhestellung zurück, aus der jede notwendige Cursor-Führung möglich ist.
Die Fußplatte ist im wesentlichen rechteckig einschließlich länglich-ovaler Formen ausgebildet und besitzt eine Mindest¬ länge von 25 cm und eine Mindestbreite von 10 cm.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt der Ruhe¬ stellungswinkel (Winkel der Nullpunkteinstellung) der Fußplatte zwischen 30 und 60° , vorzugsweise bei 45° .
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dar¬ gestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemaßen
Fußmaus mit darauf abgestelltem Fuß und
Fig. 2 bis 6 jeweils perspektivische Darstellungen dieser
Fußmaus in unterschiedlichen Ansichten und Fu߬ platten-Stellungen.
Wie aus den Abbildungen ersichtlich, besteht die Fußmauε im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich einem bodenseitigen Stän¬ der 10 mit einer ebenen Grundfläche 101 und einer teilkugelar- tigen konkaven Oberseite 102, einer Fußplatte 11 und einer Fu߬ plattenunterseite 12 mit einer konvexen teilkugelförmigen Flä¬ che 121. Die Teilkugeln 102 und 121 besitzen gleich große Radien, wobei der gemeinsame Kugelmittelpunkt 13 etwa im Bereich des Knöchels eines auf der Fußplatte 11 abgestellten Fußes 14 liegt. Die mit der Fußmaus ausführbaren Bewegungεope- rationen sind im einzelnen Fig. 2 bis 6 zu entnehmen. Fig. 2 stellt die Ruhe- bzw. Nullpunktlage der Fußmaus dar, bei der die Fußplattenlängsachse etwa mittig zum bodenseitigen Ständer liegt. Durch Längsverschiebung der Fußplatte 11 in Richtung des in Fig. 3 dargestellten Pfeiles 15, ausgeführt durch Fersen¬ druck kann eine Cursorbewegung nach oben und durch dem entge¬ gengesetzte Bewegung (siehe Darstellung in Fig. 5) nach unten ausgeführt werden. In entsprechender Weise können, wie in Fig. 4 und 6 dargestellt, Schwenkbewegungen in Richtung der Pfeile 16 bzw. 17 horizontale Cursorbewegungen (nach links bzw. nach rechts) auslösen. Sämtliche aus der Nullpunktstellung (siehe Fig. 2) ausgeführten Bewegungen werden entgegen Feder¬ kräften ausgeführt, die zu einer Rückstellung der Fußplatte in die Ausgangslage nach Auslösen der Bestätigungstaste in der Tastatur oder einer in die Fußplatte integrierten Taste oder eines gesonderten Fußschalters ausgenutzt werden können. Die Fußplattenoberfläche ist länglich der Fußform entsprechend ausgebildet und besitzt im unteren Bereich eine abgerundete Kante sowie im oberen Bereich eine gerade oder nur leicht konvex ausgebildete Kante. Sämtliche Teile 10, 11 und 12 können aus Kunststoff, die Fußplatte 11 ggf. aus Kunstleder, Leder oder anderen Materialien gefertigt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Auf dem Boden abstellbare Vorrichtung zur Cursorbetätigung (Fußmaus) für einen Personalcomputer (PC), mit einer zur Fußbetätigung ausgestalteten Fußplatte (11), die auf einem bodenseitigen Ständer (10) gelagert und aus ihrer Ruhelage um eine horizontale Achse und um eine vertikale Achse schwenkbar ist, wobei durch jeweilige Schwenkbewegungen vertikale und horizontale Cursorbewegungen auslösbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Fußplattenunterseite (121) und die Oberseite (102) des bodenseitigen Ständers (10) kongruent schalenförmig, nämlich teilkugelförmig ausgebildet sind, wobei die Fu߬ plattenunterseite (121) konvex und die Oberseite (102) des bodenseitigen Ständers (10) konkav gewölbt ist.
2. Fußmaus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußplatte (11) aus ihrer Ruhelage gegen eine Federkraft um die horizontale und/oder die vertikale Achse schwenkbar ist.
3. Fußmaus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußplatte (11) in ihrer Ruhelage in längsaxialer Richtung schrägwinklig zum Boden steht.
4. Fußmaus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Mittelpunkt (13) der die Schalenform bildenden Teilkugeln (102, 121) etwa im Bereich des Fußknöchels eines auf der Fußplatte (11) abgestellten Fußes (14) liegt, wobei der Radius vorzugsweise zwischen 12 und 15 cm liegt.
5. Fußmaus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die im wesentlichen rechteckige Fu߬ platte (11) eine Mindestlänge von 25 cm und eine Mindest¬ breite von 10 cm aufweist.
6. Fußmaus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Ruhestellungswinkel (Nullpunkteinstel¬ lung) der Fußplatte (11) zwischen 30 und 60°, vorzugsweise 45° (relativ zur Bodenebene) beträgt.
7. Fußmaus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Fußplatte eine Taste zur Zehbedienung enthält.
8. Fußmaus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste als Drucksensor ausgebildet ist.
9. Fußmaus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste eine Auslösefunktion entsprechend einer üblichen Maustaste ("Mausklick") hat.
10. Fußmaus nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß ein zweiter mit der Fußmaus gekoppelter Fußschalter vorgesehen ist, der weitere Bedienungstasten wie Bestätigungs- und Funktionsauslösetasten aufweist.
PCT/DE1997/001068 1996-06-05 1997-05-22 Fussmaus zur cursorbetätigung eines personalcomputers (pc) WO1997046966A1 (de)

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