WO2003085506A2 - Eingabegerät, system, und verfahren zur steuerung von auf einer anzeige darstellbaren objekten - Google Patents

Eingabegerät, system, und verfahren zur steuerung von auf einer anzeige darstellbaren objekten Download PDF

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WO2003085506A2
WO2003085506A2 PCT/EP2003/003684 EP0303684W WO03085506A2 WO 2003085506 A2 WO2003085506 A2 WO 2003085506A2 EP 0303684 W EP0303684 W EP 0303684W WO 03085506 A2 WO03085506 A2 WO 03085506A2
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Definitions

  • the present invention is primarily directed to three-dimensional applications. Therefore, the input device is preferably free to move - that is, in all three spatial directions. The input device then has three translational degrees of freedom (three axes) and three rotary degrees of freedom (three additional axes). These degrees of freedom are simply referred to below as axes.
  • An essential idea of the present invention is to design an actuating member with an associated actuating sensor for detecting the manual actuating force and / or moments for at least three axes, preferably four or six axes, and also a position sensor for detecting the orientation of the input device to be used in order to be able to determine at least the absolute (ie actual) direction of the actuating forces and / or moments acting on the input device or on the actuating member. The amount of the actuation forces or moments is then recorded. Accordingly, control signals can be provided which allow manipulations or controls of objects displayed on a display, such as a screen, taking into account the absolute direction.
  • FIG. 2 shows a schematic end view of the input device according to FIG. 1;
  • Fig. 3 is a schematic representation of a proposed system with the input device, a display and a computer.
  • Each actuating member 6 can be moved or actuated in at least three axes, preferably four axes, and in the illustrated example in six axes relative to the central section 5.
  • the actuating member 6 and the associated actuating sensor 7 can also be constructed or implemented in another suitable manner.
  • at least one actuating member 6 can itself also be designed to be elastically deformable in some areas, wherein deformations can be detected by the associated actuation sensor 7 to generate corresponding actuation signals, in particular in the manner of so-called soft keys.
  • This additional functionality can be used to control further functions, other objects 3 or the like.

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Abstract

Es werden ein Eingabegerät (1), ein System (14) und ein Verfahren insbesondere zur Steuerung eines auf einer Anzeige (2) darstellbaren Objekts (3) vorgeschlagen. Eine einfache Bedienung auch bei komplexen Steuerungsaufgaben wird dadurch ermöglicht, dass auf ein Betätigungsorgan (6) wirkende Kräfte und Momente nach Betrag und absoluter Richtung erfassbar und auswertbar sind.

Description

Eingabegerät, System und Verfahren zur Steuerung von auf einer Anzeige darstellbaren Objekten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Eingabegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 sowie ein Verfahren zur Steuerung mindestens eines auf einer Anzeige darstellbaren Objekts mittels eines manuell betätigbaren, frei im Raum bewegbaren Eingabegeräts.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf manuell betätigbare Eingabegeräte zur Erzeugung von Steuersignalen bzw. zur Steuerung. Insbesondere dienen die Eingabegeräte der Steuerung von Computer-animierten bzw. Computer-erzeugten Darstellungen, Spielen, Objekten oder dgl., vorzugsweise von insbesondere grafischen Objekten auf einer Anzeige, wie einem Bild- schirm oder dergleichen. Eingabegeräte im genannten Sinne sind daher beispielsweise sogenannte Mäuse.
Die vorliegende Erfindung ist primär auf dreidimensionale Anwendungen gerichtet. Daher ist das Eingabegerät vorzugsweise frei - also in alle drei Raum- richtungen - bewegbar. Das Eingabegerät hat dann drei translatorische Freiheitsgrade (drei Achsen) sowie drei rotatorische Freiheitsgrade (drei weitere Achsen). Diese Freiheitsgrade werden nachfolgend auch einfach als Achsen bezeichnet.
Die WO 00/14676 AI, die den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildet, offenbart ein Eingabegerät mit einem würfelförmigen Gehäuse und stabförmigen Betätigungsorganen, die entlang der orthogonalen Raumachsen mittenzentriert von den Seitenflächen des Gehäuses vorspringen. Die paarweise einander gegenüberliegenden Betätigungsorgane sind entlang ihrer gemein- samen Erstreckungsrichtung betätigbar - ggf. gegen die Kraft einer Rückholfeder - und dienen der Steuerung einer translatorischen Verschiebung in einer Richtung, also der Steuerung einer Achse. Durch Längsverschiebung der Betätigungsorgane insgesamt kann eine translatorische Verschiebung eines von einer Anzeigevorrichtung dargestellten in drei Achsen gesteuert werden. Des weiteren sind bei dem bekannten Eingabegerät die stabfδrmigen Betätigungsorgane oder diesen zugeordneten Hülsen verdrehbar, um eine rotatori- sche Bewegung des dargestellten Objekts zu steuern.
Folglich ist jedes Betätigungsorgan höchstens zur Steuerung von zwei Achsen vorgesehen. Bei komplexen Anwendungen und insbesondere zur Steuerung von sechs Achsen und mehr sind daher eine Vielzahl von Betätigungsorganen erforderlich, wodurch die Bedienung des Eingabegeräts erschwert und insbesondere keine intuitive Bedienung ermöglicht wird.
Das bekannte Eingabegerät weist ferner eine Lageerkennungssensorik zur Erfassung der Orientierung und/oder Position des Gehäuses auf. Die Sensorik erzeugt ein entsprechendes Steuersignal für die Anzeigevorrichtung zur Ausrichtung des Objekts auf der Anzeigevorrichtung entsprechend der Orientie- rung und Position des Gehäuses. Eine weitergehende oder sonstige Verarbeitung der Lagesignale ist nicht vorgesehen.
Die EP 0 979 990 A2 offenbart einen stationären Kraft-Momenten-Sensor mit einem kappenförmigen Betätigungsorgan. Das Betätigungsorgan ist in sechs Achsen bewegbar bzw. betätigbar, und der Sensor kann diese Betätigung erfassen und entsprechende Steuersignale für Steuerungszwecke ausgeben. Dieser Sensor wird üblicherweise von einem stationären Teil, wie einer Befestigungsplatte, oder einem quasi stationären Teil, wie einem Roboterarm oder dgl., gehalten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Eingabegerät, ein System und ein Verfahren zur Erzeugung von Steuersignalen, insbesondere zur Steuerung mindestens eines auf einer Anzeige darstellbaren Objekts oder eines Computers, anzugeben, wobei eine einfache, insbesondere intuitive Be- dienung bzw. Handhabung des Eingabegeräts ermöglicht wird und insbesondere auch komplexe Vorgänge gesteuert werden können, ohne daß ein Umgreifen eines Bedieners erforderlich ist.
Die obige Aufgabe wird durch ein Eingabegerät gemäß Anspruch 1, ein Sy- stem gemäß Anspruch 8 oder ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine wesentliche Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Betätigungsorgan mit einem zugeordneten Betätigungssensor zur Erfassung der manuellen Betätigungskraft und/oder -momente für mindestens drei Achsen, vor- zugsweise vier oder sechs Achsen, auszubilden und des weiteren einen Lagesensor zur Erfassung der Orientierung des Eingabegeräts einzusetzen, um zumindest die absolute (also tatsächliche) Richtung der am Eingabegerät bzw. auf das Betätigungsorgan wirkenden Betätigungskräfte und/oder -momente bestimmen zu können. Weiter wird dann der Betrag der Betätigungskräfite bzw. -momente erfaßt. Dementsprechend können Steuersignale bereitgestellt werden, die unter Berücksichtigung der absoluten Richtung einwirkende Manipulationen bzw. Steuerungen von auf einer Anzeige, wie einem Bildschirm, dargestellten Objekten gestatten.
Ein wesentlicher Aspekt liegt also darin, Betätigungs-Kräfte/Momente zu erfassen und mit der absoluten Betätigungsrichtung durch Berücksichtigung der vom Lagesensor bereitgestellten Lagesignale zu kombinieren, um eine weitgehend wirklichkeitstreue Steuerung, insbesondere Manipulation eines grafischen Objekts, beispielsweise auf einem Bildschirm oder bei einer sonstigen Projektion, zu ermöglichen.
Die vorschlagsgemäße Lösung gestattet eine verhältnismäßig einfache, insbesondere weitgehend intuitive Steuerung, vorzugsweise von einem grafischen Objekt oder dgl. auf einem Bildschirm oder einer sonstigen Anzeige.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Eingabegerät mindestens zwei derartige Betätigungsorgane zur Steuerung von jeweils mindestens drei Achsen auf. Dies ermöglicht bei verhältnismäßig einfacher Handhabung beispielsweise die unabhängige Steuerung von zwei Objekten, ohne daß hierbei ein Umgreifen des Bedieners am Eingabegerät erforderlich ist.
Eine in ergonomischer Hinsicht besonders bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß zwei Betätigungsorgane und ein dazwischen angeordneter Zentralabschnitt des Eingabegeräts einen zumindest im wesentlichen ähnlichen Querschnitt oder Durchmesser aufweisen und hintereinander angeordnet sind. Vorzugweise sind die Betätigungsorgane und der Zentralabschnitt scheiben- bzw. ringförmig ausgebildet und weisen eine gemeinsame Symmetrieachse auf. Vorzugweise weist das Eingabegerät insgesamt eine zumindest im wesentlichen stabartige oder zylindrische Form bzw. Außenkontur auf.
Jedoch können die Betätigungsorgane gemäß einer Ausführungsvariante auch gegeneinander und/oder gegenüber dem Zentralabschnitt im Durchmesser, im Querschnitt, in der Außenkontur, in der Farbe, im Material und/oder in der Oberflächenbeschaffenheit oder Haptik variiert, insbesondere um ihre Unterscheidung zu ermöglichen.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines vorschlagsgemäßen Eingabegeräts;
Fig. 2 eine schematische Stirnansicht des Eingabegeräts gemäß Fig. 1; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines vorschlagsgemäßen Systems mit dem Eingabegerät, einer Anzeige und einem Computer.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder vergleichbare Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung teilweise aus Vereinfachungsgründen weggelassen ist.
Fig. 1 zeigt ein vorschlagsgemäßes, vorzugsweise tragbares Eingabegerät 1 in schematischer Seitenansicht.
Beim Darstellungsbeispiel gemäß Fig. 3 dient das Eingabegerät 1 einer Steuerung von mindestens einem auf einer Anzeige 2 dargestellten, hier grafischen Objekt 3, vorzugsweise mehreren Objekten 3. Bei der Anzeige 2 handelt es sich insbesondere um einen Bildschirm oder dgl. Jedoch kommt auch jede sonstige Projektion in Betracht. Beim Darstellungsbeispiel sind das Eingabegerät 1 und die Anzeige 2 einem Steuertmgsfunktionen ausübenden Computer 4 zugeordnet, insbesondere mit diesem verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise über Kabel oder insbesondere zum Eingabegerät 1 auch drahtlos, beispielsweise oder Funk oder Licht, erfolgen.
Gemäß Fig. 1 weist das Eingabegerät 1 einen Zentralabschnitt 5 sowie mindestens ein Betätigungsorgan 6, hier zwei Betätigungsorgane 6, auf.
Jedes Betätigungsorgan 6 ist in mindestens drei Achsen, vorzugsweise vier Achsen und beim Darstellungsbeispiel in sechs Achsen relativ zum Zentralabschnitt 5 bewegbar bzw. betätigbar.
Die Betätigungsorgane 6 sind beim Darstellungsbeispiel elastisch am Zentral- abschnitt 5 mittelbar oder unmittelbar angebracht bzw. gehalten.
Die Betätigung eines Betätigungsorgans 6 ist durch einen zugeordneten Betätigungssensor 7, wie in Fig. 1 angedeutet, erfaßbar. Der Begriff "Sensor" ist hier in einem weiten Sinne dahingehend zu verstehen, daß es sich um eine ge- eignete Erfassung bzw. Sensorik, insbesondere Elektronik, handelt, die eine ausreichend genaue Erfassung einer Betätigung des zugeordneten Betätigungsorgans 6 ermöglicht.
Zur Verdeutlichung wird darauf hingewiesen, daß die Betätigungsorgane 6 beim Darstellungsbeispiel vorzugsweise in alle drei translatorischen Raumrichtungen verschiebbar und um diese Achsen verkippbar sind, also eine Betätigung in sechs Achsen gestatten. Um eine entsprechende Erfassung zu ermöglichen ist der jeden Betätigungsorgan 6 zugeordnete Betätigungssensor 7 bzw. die von einem Betätigungsorgan 6 und dem zugeordneten Betätigungs- sensor 7 gebildete Einheit vorzugsweise gemäß der EP 0 979 990 A2 ausgebildet. Diese Druckschrift wird hiermit als ergänzende Offenbarung eingeführt.
Je nach Bedarf können das Betätigungsorgan 6 und der zugeordnete Betäti- gungssensor 7 auch in sonstiger, geeigneter Weise aufgebaut oder realisiert sein. Gemäß einem weiteren, auch unabhängig realisierbaren Aspekt kann mindestens ein Betätigungsorgan 6 zusätzlich selbst auch bereichsweise elastisch verformbar ausgebildet sein, wobei Verformungen vom zugeordneten Betäti- gungssensor 7 zur Erzeugung entsprechender Betätigungssignale erfaßbar sind, insbesondere in der Art sogenannter Soft-Keys. Diese zusätzliche Funktionalität kann zur Steuerung weiterer Funktionen, anderer Objekte 3 oder dgl. eingesetzt werden.
Darüber hinaus oder alternativ kann das Eingabegerät 1 auch sonstige Betätigungsorgane, Schalter oder dgl. aufweisen.
Die beiden Betätigungsorgane 6 können insbesondere für die Steuerung unterschiedliche Funktionen und/oder Objekte 3 Verwendung finden. Entsprechend können die Betätigungsorgane 4 und/oder deren zugeordnete Betätigungssensoren 7 unterschiedliche Eigenschaften, Auswertungen oder dgl. aufweisen. Beispielsweise können die beiden Betätigungsorgane 6 mit unterschiedlichen wegabhängigen und/oder rückgekoppelten bzw. aktiven (also vom gesteuerten Objekt 3 - z.B. dessen Geschwindigkeit - abhängigen) Kräften bzw. Feder- härten, relativ zum Zentralabschnitt 5 bewegbar, insbesondere verkippbar bzw. verdrehbar und/oder verschiebbar, sein.
Beim Darstellungsbeispiel ist jedem Betätigungsorgan 6 ein separater bzw. eigener Betätigungssensor 7 zugeordnet. Je nach Ausführung kann ggf. auch je- doch nur ein einziger Sensor 7 zur Erfassung der Betätigung von beiden Betätigungsorganen 6 vorgesehen sein.
Die Betätigungssensoren 7 sind beim Darstellungsbeispiel im Zentralabschnitt 5 angeordnet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Vielmehr kann die Anordnung den j eweiligen technischen Gegebenheiten angepaßt werden.
Die Betätigungssensoren 7 sind vorzugsweise derart ausgebildet, daß die auf die Betätigungsorgane 6 bei einer Betätigung wirkenden Betätigungskräfte und -momente erfaßbar sind, und zwar nach Betrag und Richtung. Es handelt sich also insbesondere um Kraft-Momenten-Sensoren. Die Betätigungssensoren 7 können entsprechende Steuersignale erzeugen bzw. ausgeben. Dem vorschlagsgemäßen Eingabegerät 1 ist ein Lagesensor 8 zur Erfassung bzw. Bestimmung zumindest der Orientierung und insbesondere auch der Position des Eingabegeräts 1 und zur Erzeugung von entsprechenden Lagesi- gnalen zugeordnet. Beim Darstellungsbeispiel ist der Lagesensor 8 ebenfalls im Eingabegerät 1 angeordnet, insbesondere in den Zentralabschnitt 5 integriert bzw. eingebaut, wie in Fig. 1 angedeutet.
Alternativ kann der Lagesensor 8 auch außerhalb des Eingabegeräts 1 ange- ordnet und beispielsweise durch geeignete Kameras, sonstige Tracking- Systeme oder dgl. gebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann der Lagesensor 8 auch durch einen Orientierungssensor und einen Positionssensor gebildet sein.
Die Lageerfassung kann quellenfrei oder quellenbehaftet erfolgen. Entsprechend arbeitet dann der Lagesensor 8 ggf. mit externen Quellen zusammen.
Die von den Sensoren 7, 8 bereitgestellten Signale können je nach Bedarf be- reits in dem Eingabegerät 1 und/oder in dem zugeordneten Computer 4 oder einer sonstigen Vorrichtung konvertiert, verarbeitet und/oder ausgewertet werden. Die Signale können dann beispielsweise über das in Fig. 1 angedeutete Kabel 9 an den Computer 4 und/oder die Anzeige 2 ausgegeben werden.
Alternativ kann beispielsweise auch eine drahtlose Übertragung von Signalen vorgesehen sein, beispielsweise durch eine Auswerte- und/oder Übertragungseinrichtung 10, wie in Fig. 1 angedeutet.
Auf die Auswertung bzw. Nutzung der von den Sensoren 7, 8 bereitgestellten Signale bzw. erfaßten Meßwerte wird später noch näher eingegangen.
Vorzugsweise weisen die Betätigungsorgane 6 und der Zentralabschni t 5 einen zumindest im wesentlichen ähnlichen Querschnitt oder Durchmesser auf und sind hintereinander angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt. Insbesondere ist das Eingabegerät 1 zumindest im wesentlichen stabförmig oder, wie in Fig. 1 und 2 angedeutet, zylindrisch ausgebildet. Hierbei sind die Betätigungsorgane 6 und der Zentralabschnitt 5 vorzugsweise Scheiben- bzw. ringförmig ausgebildet und weisen eine gemeinsame Symmetrieachse 11 auf. Jedoch sind auch andere geometrische Formgebungen und/oder Anordnungen möglich.
Die Betätigungsorgane 6 sind beim Darstellungsbeispiel auf entgegengesetzten Seiten des Zentralabschnitts 5 angeordnet. Zwischen dem Zentralabschnitt 5 und jedem Betätigungsorgan 6 kann je nach Ausbildung des Eingabegeräts 1 ein Spalt gebildet sein. Vorzugsweise überlappen die benachbarten Teile bzw. Ränder jedoch zumindest teilweise, um ein Eindringen von Schmutz oder dgl. zumindest weitgehend zu verhindern. Bedarfsweise kann auch ein elastisches Zwischenstück oder dgl. zur Ausfüllung oder Überbrückung des genannten Spalts vorgesehen sein.
Die Betätigungsorgane 6 sind beim Darstellungsbeispiel zumindest im wesentlichen kappenartig ausgebildet. Die Betätigungsorgane 6 und der Zentralabschnitt 5 bilden insbesondere äußere Anlageflächen bzw. Umfangsflächen 12 zur radialen Anlage von Fingern 13 zur Bedienung des Eingabegeräts 1, wie in Fig. 1 beispielhaft angedeutet, wobei ein Bediener jedoch nicht dargestellt ist.
Die Längserstreckung der Finger 13 verläuft beim Halten/Bedienen vorzugs- weise im wesentlichen parallel zur Symmetrieachse 11 des Eingabegeräts 1. Wenn das Eingabegerät 1 zwischen zwei einander zugewandten Händen eines nicht dargestellten Bedieners gehalten wird, können die Finger 13 von beiden Seiten jeweils ein Betätigungsorgan 6 und den Zentralabschmtt 5 übergreifen. Durch geringfügiges radiales Öffnen und Schließen der Finger 13 im Bereich des Zentralabschnitts 5 kann die relative Beweglichkeit eines Betätigungsorgans 6 zum Zentralabschnitt 5 bedarfsgerecht freigegeben oder blockiert werden. Entsprechend wird eine sehr vielfältige Bedienung des Eingabegeräts 1 ohne Umgreifen ermöglicht.
Jedoch kann es auch genügen, lediglich ein Betätigungsorgan 6 mit einer Hand bzw. den Fingern 13 einer Hand zu halten oder abzustützen. Das vorschlagsgemäße Eingabegerät 1 gestattet in ergonomischer Hinsicht eine sehr einfache und je nach Programmierung bzw. Weiterverarbeitung der erzeugten Signale auch intuitive Bedienung bzw. Handhabung.
Bei der Weiterverarbeitung der von den Betätigungssensoren 7 und dem Lagesensor 8 bereitgestellten Signale bzw. erfaßten Werte werden die auf die Betätigungsorgane 6 wirkenden Kräfte und/oder Momente vorzugsweise nach Betrag und Richtung bestimmt, wobei durch Berücksichtigung der von dem Lagesensor 8 bereitgestellten Lagesignale die unter Berücksichtigung der aktuellen Orientierung des Eingabegeräts 1 tatsächliche bzw. gewünschte Richtung der Kräfte und Momente bestimmt werden kann, also die absolute Richtung insbesondere bezüglich des Koordinatensystems der Erde oder ggf. des grafischen Raums des gesteuerten Objekts 3.
Die absoluten Betätigungskräfte bzw. Momente werden dann zur Steuerung bzw. Manipulation mindestens eines Objekts 3, wie in Fig. 3 angedeutet, verwendet. Beispielsweise handelt es sich bei dem hier dargestellten Auto um ein erstes Objekt 3, das mittels eines Betätigungsorgans 6 gesteuert oder manipu- liert wird. Der Reifen des Autos bildet ein zweites Objekt 3, das dann mit dem anderen Betätigungsorgan 6 steuerbar bzw. manipulierbar ist. So ist es möglich, mit dem Eingabegerät 1 eine Reifenmontage zu simulieren, wobei beispielsweise das Auto angehoben und der Reifen richtig angesetzt wird.
Ein weiteres Beispiel für ein Computer-gesteuertes bzw. -simuliertes Zwei- Körper-Problem, das mit dem vorschlagsgemäßen Eingabegerät 1 besonders leicht bewältigt werden kann, ist eine Flasche mit einem Verschluß, insbesondere einem Schraubverschluß, der bei entsprechendem Festhalten und/oder Positionieren der Flasche auf die Flaschenöffhung aufgesetzt, insbesondere aufgeschraubt, wird.
Jedoch ist das Eingabegerät 1 auch zur Steuerung einzelner Objekte 3 einsetzbar, beispielsweise für das Verformen eines Schlauchs oder einer Kurve.
Fig. 3 zeigt ein vorschlagsgemäßes System 14, das beim Darstellungsbeispiel das vorschlagsgemäße Eingabegerät 1, die Anzeige 2 für Objekte 3 und den zugeordneten Computer 4 umfaßt. Zusätzlich zum Eingabegerät 1 kann der Computer 4 auch in üblicher Weise über eine Tastatur 15, wie in Fig. 3 angedeutet, steuerbar sein.
Anstelle der beim vorschlagsgemäßen System 14 angedeuteten Anzeige 2, beispielsweise in Form eines Bildschirms oder dgl., kann selbstverständlich auch eine sonstige Projektion oder Erzeugung von insbesondere grafischen Objekten 3 vorgesehen sein.
Das vorschlagsgemäße Eingabegerät 1 ist jedoch nicht auf die Steuerung bzw. Manipulation von Objekten 3 im vorgenannten Sinne beschränkt. Vielmehr kann das Eingabegerät 1 universell für Steuerungsfunktionen, beispielsweise für Spiele, oder als Musikinstrument oder dgl. eingesetzt werden. Generell kann das Eingabegerät 1 für jegliche technische Steuerung Verwendung fin- den.
Insbesondere sind durch die beiden Betätigungsorgane 6 insgesamt bis zu zwölf Achsen steuerbar.

Claims

Patentansprüche:
1. Eingabegerät (1), insbesondere zur Steuerung mindestens eines auf einer Anzeige (2) darstellbaren Objekts (3) oder eines Computers (4), mit einem Zentralabschnitt (5), mindestens einem Betätigungsorgan (6), einem dem Betätigungsorgan (6) zugeordneten Betätigungssensor (7) zur Erzeugung von Steuersignalen bei Betätigung des Betätigungsorgans (6) und einem Lagesensor (8) zur Bestimmung der Orientierung und insbesondere der Position des Eingabegeräts (1) oder des Zentralabschnitts (5) und zur Erzeu- gung von entsprechenden Lagesignalen, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (6) in mindestens drei Achsen relativ zum Zentral- abschnitt (5) betätigbar ist und daß beim Betätigen auf das Betätigungsorgan (6) wirkende Kräfte und/oder Momente nach Betrag und Richtung vom Betätigungssensor (7) erfaßbar und entsprechende Steuersignale ausgebbar sind, wobei mittels der vom Lagesensor (8) bereitgestellten Lagesignale die absolute Richtung der Kräfte bzw. Momente bestimmbar ist.
2. Eingabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (6) in mindestens vier Achsen, vorzugsweise sechs Achsen relativ zum Zentralabschnitt (5) bewegbar bzw. betätigbar ist und daß beim Betätigen auf das Betätigungsorgan (6) wirkende Kräfte und Momente nach Betrag und Richtung vom Betätigungssensor (7) erfaßbar und entsprechende Steuersignale ausgebbar sind.
3. Eingabegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (6) gegen eine rückgekoppelte und/oder wegabhängige Kraft, insbesondere Federkraft, betätigbar ist.
4. Eingabegerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingabegerät (1) zwei Betätigungsorgane (6) und zuge- ordnete Betätigungssensoren (7) aufweist und/oder daß das Eingabegerät (1) tragbar ist.
5. Eingabegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- tätigungsorgane (6) auf entgegengesetzten Seiten des Zentralabschnitts (5) angeordnet sind.
6. Eingabegerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsorgane (6) unabhängig voneinander betätigbar sind und insbe- sondere die gleiche Funktionalität aufweisen.
7. Eingabegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsorgane (6) gegen unterschiedliche gekoppelte und/oder wegabhängige Kräfte, insbesondere unterschiedliche Federhärten, betätigbar sind.
8. System (14) mit einem Eingabegerät (1), einer Anzeige (2) und einem Computer (4), wobei das Eingabegerät (1) zur Steuerung mindestens eines auf der Anzeige (2) darstellbaren Objekts (3) an den Computer (4) angeschlossen ist oder mit diesem oder der Anzeige (2) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingabegerät (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche aus- gebildet ist und daß auf das Betätigungsorgan (6) wirkende Betätigungskräfte und/oder -momente nach Betrag und Richtung zur Manipulation oder Steuerung des Objekts (3) auswertbar sind.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Betäti- gungsorgan (6) des Eingabegeräts (1) beim Betätigen in vorzugsweise drei oder vier, insbesondere sechs Achsen einwirkende Kräfte und/oder Momente hinsichtlich ihrer absoluten Richtung, insbesondere auch hinsichtlich ihres Betrags und/oder Angriffspunkts, durch Auswertung der Lagesignale an den Computer (4) ausgebbar oder von diesem bestimmbar sind.
10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß mittels zweier separater Betätigungsorgane (6) des Eingabegeräts (1) zwei Objekte (3) unabhängig voneinander oder relativ zueinander steuerbar sind.
11. Verfahren zur Steuerung mindestens eines auf einer Anzeige (2) darstellbaren Objekts (3) mittels eines manuell betätigbaren, frei im Raum bewegbaren Eingabegeräts (1) und eines zugeordneten Computers (4), wobei auf ein Betätigungsorgan (6) des Eingabegeräts (1) wirkende Betätigungskräfte und Momente nach Betrag und Richtung sowie die Orientierung des Eingabegeräts (1) erfaßt und als entsprechende auf das Objekt (3) unter Berücksichtigung der absoluten Richtung einwirkende Manipulationen ausgewertet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels zweier separater Betätigungsorgane (6) des Eingabegeräts (1) zwei Objekte (3) unab- hängig voneinander gesteuert werden.
PCT/EP2003/003684 2002-04-10 2003-04-09 Eingabegerät, system, und verfahren zur steuerung von auf einer anzeige darstellbaren objekten WO2003085506A2 (de)

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