WO2000028392A2 - Vorrichtung und verfahren zur darstellung einer oberfläche - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur darstellung einer oberfläche Download PDF

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H60/00—Arrangements for broadcast applications with a direct linking to broadcast information or broadcast space-time; Broadcast-related systems
    • H04H60/02—Arrangements for generating broadcast information; Arrangements for generating broadcast-related information with a direct linking to broadcast information or to broadcast space-time; Arrangements for simultaneous generation of broadcast information and broadcast-related information
    • H04H60/04—Studio equipment; Interconnection of studios

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for displaying any surface, in particular a surface that integrates both switching / control elements in a graphical representation and represents the switching states within any process, the input elements being able to trigger changing functions and these be clearly assigned to the user in graphic, pictorial form. It also relates in particular to the control of complex processes that are to be carried out and monitored on the smallest possible display area.
  • Such surfaces for the control and regulation of processes of all kinds are well known in the prior art and are today carried out using buttons, rotary controls or slide controls, the function of which is clearly defined by assignment to specific components or appropriate labeling.
  • a touch-sensitive screen lies in the fact that the triggering of a switching process takes place without noticeable feedback and an accidental triggering of a process is therefore easily possible.
  • Another disadvantage is that a control or regulation process that would be sensible to control via a rotary controller is not supported by commercially available touch-sensitive screens.
  • a touch-sensitive screen can only control one function at a time.
  • the method for displaying a surface is characterized in that a screen is centered of an attachment is completely or partially covered, the attachment accommodating at least one switching / control element which, when actuated, triggers a function and can cause it to be displayed on the screen.
  • the device created according to this method according to the invention consists of a screen mechanically preceded by an attachment which has at least one electrical switching / control element.
  • the device according to the invention for controlling and regulating processes is characterized in particular by the fact that a screen is provided with a transparent or impervious surface, which carries buttons, rotary controls or linear displacement sensors distributed anywhere on the screen, their respective status by means of the screen the respective control element is graphically displayed around and under the respective control element or at one or more locations next to the respective control element as desired, controlled by software, in one or more colors.
  • any high-resolution screen can advantageously be used, cathode-ray tubes, LCD displays or LED displays preferably being used.
  • the attachment in front of the screen usually represents a flat cover that is completely or partially transparent and translucent, depending on how the surface is to be designed.
  • the switching Z control element can advantageously be arranged on / on / in the attachment, the switching / control elements being electrically connected to further electrical / electronic components, for example a microprocessor, by means of a printed circuit.
  • the switching / control elements are usually micro switches, rotary encoders or linear displacement sensors.
  • the Electrical / electronic components do not necessarily have to be attached to the attachment, but can just as well be arranged outside the surface.
  • a graphic created with commercially available software can be created on the screen radially to the corresponding switching / control elements, which graphic shows the corresponding switching state when the switching / control elements are actuated.
  • the graphic does not have to be monochrome, but can also be colored according to the taste of the user.
  • the material can advantageously consist of plastic, metal or a combination of both, the incorporated openings serving either as a window to the screen or to accommodate the switching / control elements.
  • FIG. 1 shows the front view 'of an attachment (2) according to the invention which has various switching / control elements (3, 4', 5);
  • Figure 2 shows the side view of the surface (1) according to the invention with the mechanically upstream attachment (2) and the screen (6) behind it;
  • FIG 3 shows the front view of an example of a complete surface (1) according to the invention.
  • the attachment 2 is a flat cover which is mechanically arranged in front of a suitable screen 6.
  • the switching / control elements 3, 4, 5 can be arranged at any point on the entire surface, which generally depends on which division is considered useful.
  • rotary controls 3 are arranged in the upper row.
  • slide regulators 4 In the middle row there are slide regulators 4 and in the lower row there are push buttons 5 which actuate a switch or the like.
  • recesses 8, 9, 10 are arranged around the switching / control elements 3, 4, 5, which allow a clear view of the screen 6 underneath. In the case of a transparent, translucent attachment 2, the windows 10 would be omitted.
  • FIG. 2 A side view of the entire surface I is shown schematically in FIG. 2.
  • the switching / control elements 3, 4, 5 are arranged inside the attachment (mask), However, this is not absolutely necessary. In further exemplary embodiments, not shown here, the switching / control elements 3, 4, 5 are mounted on the attachment 2.
  • FIG. 3 schematically shows an example of a complete surface 1.
  • the round buttons in the four horizontal rows symbolize the switching / control elements 3, 4, 5.
  • Radial to the switching / control elements graphics 7 can be seen, which were created with commercially available software, so that any representation can be chosen.
  • a further exemplary embodiment of the radially arranged graphics 7 can be seen in the lower row.
  • the invention thus enables the use of commercially available operating systems, such as Microsoft Windows or Apple DOS, to display all control functions in high-resolution graphics in color on a commercially available cathode-ray screen or liquid crystal screen, the manufacturer being able to take advantage of the ergonomically useful control elements known to him.
  • the manufacture of an attachment described here for the formation of a surface according to the invention can already be carried out by simple milling and drilling operations, so that the production of such a mask is also economical for individual pieces and small series.

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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Methode vorgestellt, die geeignet ist, eine Oberfläche zur Steuerung und Regelung von Prozessen darzustellen, wobei einem handelsüblichen Bildschirm (6) ein Aufsatz (2) mechanisch vorgeschaltet wird, so daß im Zusammenwirken von Bildschirm (6) und dem Aufsatz (2) eine Oberfläche (1) erstellt wird, die jegliche Änderungen von Schaltzuständen innerhalb eines Regelkreises sofort anzeigt.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR DARSTELLUNG EINER OEERFLÄCHE
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Darstellung einer beliebigen Oberfläche, insbesondere eine Oberfläche, die sowohl Schalt- /Steuerelemente in eine grafische Darstellung integriert und die Schaltzustände innerhalb eines beliebigen Prozesses darstellt, wobei die Ξingabeelemente wechselnde Funktionen auslösen können und diese in grafischer, bildhafter Form dem Einga- beeie ent eindeutig zugeordnet werden. Sie betrifft ferner insbesondere die Steuerung von komplexen Prozessen, die auf möglichst kleiner Darstellungsfläche vorgenommen und überwacht werden sollen. Derartige Oberflächen zur Steuerung und Regelung von Prozessen aller Art sind im Stand der Technik wohlbekannt und werden heute über Tasten, Drehregler oder Schieberegler vorgenommen, deren Funktion durch Zuordnung an bestimmten Komponenten oder entsprechende Beschriftung eindeutig festgelegt ist. Wechselnde Funktionen der Steuerelemente werden heute mittels einfacher Lichtanzeigen oder durch beleuchtete alphanumerische Anzeigen, die durch einen Mikroprozessor gesteuert werden, dem Benutzer angezeigt, oder werden durch Bildschirme, um die die Steuerelemente herum angeordnet sind, angezeigt. Der Nachteil einer alphanumerischen Anzeige besteht darin, daß die ihr innewohnende Anzeigemöglichkeit auf die Darstellung von Zeichen nach dem ASCII-Code beschränkt sind, ihr Vorteil besteht jedoch in den relativ niedrigen Herstellungskosten dieses Anzeigentypes . Ebenfalls häufig verwendete Flüssigkristall-Bild- schirme bieten deutlich höhere grafische Anzeigemöglichkeiten als alphanumerische Anzeigen und kombinieren diese mit Darstellungen in unterschiedlichen Farben. Der Nachteil von Flüssigkristall-Bildschirmen liegt jedoch in ihren relativ hohen Herstellungskosten begründet, sowie in einer aufwendigen Programmierung der gewünschten Funktionsdarstellungen, so daß ihr Einsatz in spezieller kundenspezifischer Form erst in Großserien rentabel wird und der Einsatz mehrerer Bildschirme in einem Gerät sehr kostenintensiv ist.
Eine weitere kostengünstige Möglichkeit zur Darstellung komplexer Prozesse und deren Steuerung in übersichtlicher Form, die auch in Kleinserien verwirklicht werden kann, besteht im Einsatz von handelsüblichen Computerbildschirmen, die heute entweder mit Eingabeelementen um den Bildschirm herum versehen werden, oder die mit einer berührungsempfindlichen Oberfläche kaschiert werden. Diese Variante zur Steuerung von Prozessen bietet den Vorteil, daß der Hersteller auf handelsübliche Vorprodukte zurückgreifen kann, und diese mittels eines ebenfalls handelsüblichen Betriebssystems einfach an seine eigenen Steuerprozesse anpassen kann. Hierzu steht dem Hersteller die gesamte Palette an Grafiksoftware zur Verfügung, so daß die Not- wendigkeit zur Eigenfertigung aufwendiger Anzeigenelemente entfällt. Diese Möglichkeit wird heute in allen Bereichen der Steuerungstechnik genutzt. Beispiele hierfür sind 3ankautcma- ten, Wägeeinrichtungen sowie Tonεtudiogeräte und Informationssysteme .
Der Nachteil eines berührungsempfindlichen Bildschirmes liegt jedoch darin begründet, daß das Auslösen eines Schaltprozesses ohne spürbare Rückmeldung erfolgt und so ein versehentliches Auslösen eines Prozesses leicht möglich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein Steuer- oder Regelungsprozeß, der über einen Drehregler sinnvoll zu steuern wäre, durch handelsübliche berührungsempfindliche Bildschirme nicht unterstützt wird. Zudem kann ein berührungsempfindlicher Bildschirm nur eine Funktion gleichzeitig steuern.
Diese Nachteile werden durch Bildschirme, die mit um den Bildschirm angeordneten Tasten oder Drehreglern versehen werden, kompensiert. Die Anordnung dieser Elemente um den Bildschirm herum läßt jedoch große Teile des Bildschirmes - hauptsächlich in der Mitte des Bildschirmes - für die eigentliche Steuerungsfunktion ungenutzt. Ebenso ist die radiale Darstellung eines Zustandes um ein Steuerelement herum in dieser nicht möglich, wenn sich das Steuerelement am Rand des Bildschirmes befindet .
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sowohl eine Vorrichtung als auch ein Verfahren bereitzustellen, das in der Lage ist, mit handelsüblichen Mittein einfach und kostengünstig auf möglichst kleiner Darsteliungsflache eine Schalt- / Steueroberfläche darzustellen.
Diese. Aufgabe wird mit den. kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Hauptansprüche gelöst.
Erfindungsgemäß ist das Verfahren zur Darstellung einer Oberfläche dadurch gekennzeichnet, daß ein Bildschirm mitteis eines Aufsatzes ganz oder teilweise bedeckt wird, wobei der Aufsatz mindestens ein Schalt- /Steuerelement aufnimmt, das bei Betätigung eine Funktion auslöst und eine Anzeige auf dem Bildschirm bewirken kann.
Die nach diesem Verfahren erfindungsgemäße erstellte Vorrichtung besteht aus einem Bildschirm, dem mechanisch ein Aufsatz vorgeschaltet ist, der mindestens ein elektrisches Schalt- / Steuerelement aufweist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung und Regelung von Prozessen zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Bildschirm mit einer transparenten oder iichtundurchlässigen Oberfläche versehen wird, die an beliebiger Stelle über den Bildschirm verteilt Taster, Drehregler oder lineare Weggeber trägt, deren jeweiliger Zustand mittels des Bildschirmes um das jeweilige Steuerelement herum und unter dem jeweiligen Steuerelement oder an einer oder mehreren Stellen neben dem jeweiligen Steuerelement beliebig durch Software gesteuert in ein- oder mehrfarbiger Darstellung graphisch angezeigt wird.
In vorteilhafter Weise kann im Prinzip jeder hochauflösende Bildschirm herangezogen werden, wobei bevorzugt Kathoden- strahlbildröhren, LCD-Anzeigen oder LED-Anzeigen verwendet werden .
Der vor den Bildschirm vorgeschaltete Aufsatz stellt in der Regel eine flächige Abdeckung dar, die ganz oder teilweise transparent und lichtdurchlässig ist, je nachdem wie die Oberfläche gestaltet werden soll.
Vorteilhaft kann das Schalt-ZSteuerelement an/auf/in dem Aufsatz angeordnet sein, wobei die Schalt- /Steuerelemente mittels einer gedruckten Schaltung elektrisch mit weiteren elektrisch/elektronischen Bauteilen wie beispielsweise einem Mikroprozessor, verbunden sind. Die Schalt- /Steuerelemente sind in der Regel Mikrotaster, Drehgeber oder lineare Weggeber. Die elektrisch/elektronischen Bauteile müssen nicht notwendigerweise am Aufsatz befestigt sein, sondern können ebenso gut außerhalb der Oberfläche angeordnet werden.
Als äußerst vorteilhaft für die vorliegende Erfindung erweist es sich, daß auf dem Bildschirm radial zu den entsprechenden Schalt- /Steuerelementen eine mit handelsüblicher Software erstellte Grafik erstellt werden kann, die bei Betätigung der Schalt- /Steuerelemente den entsprechenden Schaltzustand anzeigt. Dabei muß die Grafik nicht einfarbig sein, sondern kann ebenso gut nach Geschmack des Anwenders farbig gestaltet werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn anstatt der Grafik ein bewegtes Fernsehbild auf die Oberfläche bzw. den Bildschirm eingeblendet wird.
Das Material kann vorteilhaft aus Kunststoff, Metall oder einer Kombination aus beiden bestehen, wobei die eingearbeiteten Durchbrüche entweder als Fenster zum Bildschirm oder zur Aufnahme der Schalt- /Steuerelemente dienen.
Vorteilhaft ist es selbstverständlich, wenn die Bedienungsteile der Schalt-/ Steuerelemente ergonomisch sinnvoll gestaltet sind.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung im weiteren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die Vorderansicht 'eines erfindungsgemäßen Aufsatzes (2) der verschiedene Schalt- /Steuerelemente (3, 4', 5) aufweist ; Fig. 2 die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Oberfläche (1) mit dem mechanisch vorgeschalteten Aufsatz (2) und dem dahinterliegenden Bildschirm (6) ;
Fig. 3 die Vorderansicht eines Beispiels einer kompletten er- findungsgemäßen Oberfläche (1) .
In Fig. 1 wird die Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Aufsatzes 2 dargestellt. Im allgemeinen ist der Aufsatz 2 eine flächige Abdeckung, die mechanisch vor einem geeigneten Bildschirm 6 angeordnet ist. Die Schalt-/Steuerelemente 3, 4, 5 können an beliebiger Steile auf der gesamten Oberfläche angeordnet werden, was sich im allgemeinen danach richtet, welche Aufteilung als sinnvoll erachtet wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in der oberen Reihe Drehregler 3 angeordnet. In der mittleren Reihe befinden sich Schieberegier 4, und in der unteren Reihe sind Druckknöpfe 5 angeordnet, die einen Schalter oder dergleichen betätigen. In radialer Richtung sind um die Schalt-/Steuerelemente 3, 4, 5 Ausnehmungen 8, 9, 10 angeordnet, die den freien Einblick auf den darunterliegenden Bildschirm 6 gestatten. Bei einem transparenten lichtdurchlässigen Aufsatz 2 würden die Fenster 10 entfallen.
In Fig. 2 ist eine Seitenansicht der gesamten Oberfläche I schematisiert dargestellt. Der Bildschirm 6, der eine hochauflösende Kathodenstrahlröhre oder eine LCD-Anzeige sein kann, ist" mit einem Aufsatz 2 versehen, der den Bildschirm 6 maskiert. Die Schalt-/Steuerelemente 3, 4, 5 sind dabei innerhalb des Aufsatzes (Maske) angeordnet, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist. In weiteren, hier nicht gezeigten Ausfüh- rungsbeispielen sind die Schalt-/Steuerelemente 3, 4, 5 auf dem Aufsatz 2 montiert.
In Fig. 3 ist schematisch ein Beispiel einer kompletten Oberfläche 1 dargestellt. Die runden Knöpfe in den vier waagerechten Reihen symbolisieren die Schalt-/Steuerelemente 3, 4, 5. Radial zu den Schalt-/Steuereiemente sind Grafiken 7 ersichtlich, die mit einer handelsüblichen Software erstellt wurden, so daß jede beliebige Darstellung gewählt werden kann. In der unteren Reihe ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der radial angeordneten Grafiken 7 ersichtlich.
Die Erfindung ermöglicht somit die Nutzung handelsüblicher Betriebssysteme, wie beispielsweise Microsoft Windows oder Apple DOS, um alle Steuerfunktionen in hochauflösender Grafik in Farbe auf einem handelsüblichen Kathodenstrahlbildschirm oder Flüssigkristallbildschirm darzustellen, wobei der Hersteller den Vorteil ihm bekannter, ergonomisch sinnvoller Steuerelemente nutzen kann. Die Herstellung eines hier beschriebenen Aufsatzes zur Eildung einer erfindungεgemäßen Oberfläche kann bereits durch einfache Fräs- und Bohrarbeiten erfolgen, so daß die Anfertigung einer derartigen Maske auch für Ξinzelstücke und Kleinserien wirtschaftlich ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Darstellung einer Oberfläche (1), dadurch gekennzeichnet, daß ein flächiges Anzeigegerät (6) mittels eines Aufsatzes (2) ganz oder teilweise bedeckt wird, wobei der Aufsatz (2) mindestens ein Schalt-
/Steuerelement (3, 4, 5) aufnimmt.
2. Vorrichtung zur Darstellung einer Oberfläche (1), bestehend aus einem Bildschirm (6), dem mechanisch ein Aufsatz (2) vorgeschaltet ist, der mindestens ein elektrisches Schalt-/Steuerelement (3, 4, 5) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flächige Anzeige (6) eine elektronische Ka- thodenstrahlbildröhre ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flächige Anzeige (6) eine LCD-Anzeige ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (6) eine LED-Anzeige ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz (2) eine flächige Abdeckung darstellt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz (2) ganz oder teilweise transparent lichtdurchlässig ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schalt-/Steuerelement (3, 4, 5) an/auf/in dem Aufsatz (2) anσeordnet ist.
Q Vorrichtung nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Schalt-ZSteuereie- ment (3, 4, 5) an/auf/in dem Aufsatz (2) ein Mikrotaster, Drehgeber oder linearer Weggeber ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt-/Steuer- elemente (3, 4, 5) mittels einer gedruckten Schaltung elektrisch mit weiteren elektrischen/elektronischen Bauteilen (Mikroprozessoren) verbunden sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirm (6) radial zu den entsprechenden Schalt-/Steuerelementen (3, 4, .5) eine Grafik (11) mit handelsüblicher Software erstellt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Grafik (II) einfarbig ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Grafik (11) farbig ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grafik (11) Schaltzustände anzeigt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Grafik (11) ein Fernsehbild (7) anzeigt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz (2) aus Kunststoff ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufsatz (2) aus Metall ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz (2) Durchbrüche (8, 9, 10) aufweist .
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, d a.d u r c h gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (8, 9, 10) als Fenster dienen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Flächen zwischen den Durchbrüchen (8, 9, 10) Schalt-/Steuerelemente (3, 4, 5) aufnehmen.
21. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungsteile der Schalt-/Steuerelemente (3, 4, 5) ergonomisch sinnvoll gestaltet sind.
22. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flächige Anzeige
(6) eine Plasmaröhre ist.
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