Einhand-Eingabevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine einhändige Eingabe von Informationen an einen Rechner gemäss Patentanspruch 1.
Nach US 6,008,799 ist ein Texteingabesystem bekannt, das einen Touchscreen und einen Griffel verwendet und im Grunde auch mit Fingern bedient werden kann. Dabei werden alle Buchstaben und die häufigsten Wörter als Tasten angezeigt, wofür 92 Tasten benötigt werden. Auf einem Monitor werden ca. 12 x 20 cm belegt, was die Anwendungen auf mobilen Geräten empfindlich eingrenzt. Auf Grund der vielen Tasten ist es nicht möglich, den Touchscreen mit einer Hand gleichzeitig zu halten und zu bedienen. Der Benutzer muss mit einem Finger weite Wege zurücklegen, um die richtigen Tasten zu betätigen, was einhändig schwierig ist und in der Regel eine zweite Hand benötigt, die den Touchscreen am Wegrutschen hindert.
Mit der US 4,846,598 liegt seit 1987 eine einhändig zu bedienende Tastatur vor, die die Ausführung aller Funktionen einer 'normalen' Tastatur ermöglicht. Die Tastatur ist allerdings in der Bedienung sehr kompliziert und stellt hohe koordinatorische An¬ forderungen an ihren Benutzer. Ausserdem ist eine genaue Positionierung in einem Koordinatensystem damit nicht möglich.
Eine Einhandbedienung bei Mobiltelefonen liegt beispielsweise nach EP-0414365 (1990) vor. Zahlen werden durch Tastendruck gewählt und auf einem Display darge¬ stellt. Das Schreiben von Kurznachrichten (SMS) wird u.a. durch die Mehrfachbeiegung der aus Platzgründen beschränkten Tasten ermöglicht. Je nach Anzahl der Druck¬ aktionen auf eine Taste wird ein anderer Buchstabe geschrieben. Das ist eine sehr arbeitsintensive, langsame und gelenkbelastende Eingabemethode, die zwar von einigen begeisterten SMS-Schreibern perfektioniert wird, sich aber schon für etwas längere Texte überhaupt nicht eignet. Auch hiermit ist ein genaues Navigieren im XY-Koordinatensystem undenkbar.
PDAs, wie sie von der Firma Palm entwickelt wurden (USD0482360), können ein¬ händig gehalten und bedient werden, auch wenn dies von der Hardwareentwicklung her nicht speziell unterstützt wird. An sich ist auf dem Touchscreen eine punkt- bzw. pixelgenaue Positionierung möglich. Aufgrund des begrenzten Eingabefeldes lässt sich aber ohne Hilfsmittel, wie z.B. einem Stift, nicht einmal eine Tastaturtaste genau treffen, wonach von einer Einhandbenutzung nicht die Rede sein kann. Aufgrund der Grosse der Finger müsste eine hiernach bedienbare Tastatur für einen Handheld so gross sein, dass sie für die Textausgabe kaum noch Platz verfügbar Hesse.
Im weiteren ist nach der WO 01/95594 A2 ein einhändiges Eingabegerät bekannt. Es handelt sich um einen Stift mit einer integrierten Kamera, der das handschriftlich Geschriebene digital verarbeitet. Dieser Stift kann z.B. als Mobiltelefon funktionieren. Allerdings bedarf es zu seiner Anwendung einer Unterlage. Es gibt nur ein kleines Display, das kein Realtime-Feedback bietet.
Nachteilig ist bei allen erwähnten Produkten, dass eine einhändige Bedienung, bzw. Eingabe ohne Unterlage nicht oder nur sehr fehleranfällig möglich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung für eine einhändige Eingabe von Informationen an einen Rechner vorzuschlagen, welche Zugang zur kompletten Funktionalität einer Computer-Maus oder einem ähnlichen Interface ermöglicht und somit die erwähnten Nachteile vermeidet, bzw. deren Mängel beseitigt.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäss dem Wortlaut des Patentanspruches 1 gelöst. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Basisanordnung einer Einhand-Eingabevorrichtung
Fig. 2 Einhand-Eingabevorrichtung mit einem unterteilten Feedbackmittel
Fig. 3 Ausführungsbeispiel einer Einhand-Eingabevorrichtung mit einem
Touchscreen und 2 Tasten als Feedbackmittel
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemässe Basisanordnung einer Einhand-Eingabevorrichtung. Eine Einhand-Eingabevorrichtung 100 umfasst Feedbackmittel 10 und eine Rechner¬ einheit 20, wobei die Feedbackmittel aus Eingabemitteln 1 und aus Ausgabemitteln 2 bestehen. Die Eingabemittel ihrerseits sind Druckpunkte 3, 3' einer berührungs¬ empfindlichen und druckempfindlichen Fläche von denen lediglich zwei dargestellt sind, aber in der Regel eine Vielzahl darstellen, wie sie z.B. bei einem Touchpad bekannt sind. Zu den Eingabemitteln 1 gehört im Weiteren mindestens ein Tastenelement 4, das sich seitlich angebracht befindet. Diese Tastenelemente sind ergonomisch vorteil¬ haft angeordnet und können sowohl nebeneinander wie auch verteilt an der Oberfläche der Einhand-Eingabevorrichtung vorliegen. Die Druckpunkte 3, 3' sind mit einem Daumen bedienbar, bzw. betreibbar, während das mindestens eine Tastenelement 4 mit mindestens einem Finger der gleichen Hand bedienbar, bzw. betätigbar ist. Das Tastenelement ist üblicherweise eine Taste, wie sie z.B. bei Tastentelefonen bekannt ist, nämlich als elektromechanisches Bauteil, dessen Funktion einen bestimmten Weg impliziert. Es kann aber auch als sogenanntes 'wegfreies' Bauteil vorliegen, wie es vielfach im öffentlichen Verkehr als Bedienungselement anzutreffen ist. Die so betätigten Eingabemittel 1 bilden eine Eingabe, wie später näher beschrieben wird. Die Einhand-Eingabevorrichtung 100 ist so dimensioniert, bzw. ergonomisch gestaltet, dass eine linke Hand diese umschliessen kann, wobei das Tastenelement 4 von einem der mittleren drei Finger der linken Hand betätigt wird. Vorzugsweise ist dies der Mittelfinger. Mit den verbleibenden drei Fingern wird die Eingabevorrichtung fest¬ gehalten, d.h. sie wird von der Hand gehalten und liegt gleichzeitig in der Hand. Die dem Tastenelement 4 gegenüber liegende Seite der Einhand-Eingabevorrichtung liegt z.B. am Handballen der linken Hand an, während der Daumen zur Betätigung der über die Eingabefläche, als Teil der Eingabemittel, vorgesehenen Funktionen bestimmt ist. Selbstverständlich ist auch ein Rechtshänder-Modell denkbar, bei dem dann das Tastenelement 4 auf der anderen Seite liegt.
Die mit dem Daumen betätigten Druckpunkte definieren Koordinaten, deren Lage in bekannter Art und Weise in elektrische Signale umgewandelt werden. Diese elektri-
sehen Signale bilden mit jenen der betätigten Tastenelemente, bzw. Tasten die um¬ gewandelte elektrische Form der mechanischen Eingabe als solche. Mit dem Daumen erfolgt die Eingabe von Informationen über die Druckpunkte 3, 3' der Eingabemittel 1 , wobei sich die Druckpunkte 3, 3' in der Regel auf einer Eingabefläche befinden. Der Daumen bewegt sich auf diesen Druckpunkten und betätigt auf diese Weise eine Cursor-Funktion, insbesondere eine Cursor-Positionierung. Dies entspricht einem Ersatz für die Bewegung, bzw. die Betätigung einer Computer- Maus mit einer Hand.
Das Tastenelement 4, bzw. kurz 'die Taste', wird z.B. mit dem Mittelfinger betätigt und wählt zwischen bekannten Funktionen wie 'Click', 'Pen-Up' oder 'Pen-Down', wobei dies einem Ersatz für die Bewegung, bzw. die Betätigung einer Computer-Maus mit einem Finger, z.B. dem Zeigefinger oder dem Mittelfinger, entspricht. Damit lassen sich alle Funktionen, die üblicherweise die Eingabe über eine Computer- Maus oder über eine Touchscreen-Stift- oder Touchscreen-Finger-Kombination defi¬ nieren, mit der erfindungsgemässen Einhand-Eingabe abdecken, bzw. realisieren. Die Eingabe steht mit der Rechnereinheit 20 in einer bekannten Weise in Verbindung. In der Rechnereinheit 20 sind im Wesentlichen Mittel zur Datenverarbeitung vorge¬ sehen (nicht näher beschrieben), die eine Abbildung 5, 5' der Eingabe aufbereiten und diese als Feedback dieser Eingabe auf den Ausgabemitteln 2 bzw. auf einem Bild¬ schirm oder einem Touchscreen bereitstellt. Die Abbildung 5, 5' ist masstäblich dargestellt und befindet sich lagemässig am gleichen Ort auf dem Bildschirm wie dies auf der Eingabefläche der Fall ist. Es liegt damit eine exakte 1 :1 -Abbildung der Eingabe vor, was einen eher seltenen Fall darstellt und lediglich die Erläuterung vereinfacht. Die Abbildung 5, 5' der aufbereiteten Eingabe ist skalierbar, d.h. sie kann vom Anwender beliebig vergrössert oder verkleinert werden. Zudem kann sie als solche auch an irgendeine Stelle des Bildschirmes verschoben werden, was einer Translation gleichkommt. So kann z.B. ein Herumrutschen des Daumens in der rechten unteren Ecke mit kleinsten Bewegungen zu einem Feedback führen, dessen Abbildung die gesamte Bildschirmfläche abdeckt.
Fig. 2 zeigt eine Einhand-Eingabevorrichtung mit einem unterteilten Feedbackmittel. Die Eingabemittel bestehen hier aus einer druckempfindlichen Eingabefläche 8 und
einem rückseitig angebrachten Tastenelement (nicht dargestellt). Die Ausgabemittel 2 weisen eine obere Bildschirmfläche 7" auf, die für eine oder mehrere Textzeilen vorgesehen ist, während eine untere Bildschirmfläche T der Kontrolle, bzw. dem Feedback der Eingabe dient. Die Bildschirmflächen 7', 7" und allenfalls weitere durch eine weitergehende Unterteilung hervorgegangene Bildschirmflächen können auch als Touchscreen ausgebildet sein.
Die Abbildung der Eingabe erfolgt hier z.B. teilweise in einem gerasterten Feld, das sich auf der Bildschirmfläche T befindet, während die daraus resultierende Ausgabe als Text auf einer Textzeile der Bildschirmfläche 7" erkennbar wird. Die Bildschirm¬ flächen 7\ 7" sind in der Regel direkt oberhalb der Eingabefläche 8 angeordnet. Sie können sich auch unterhalb oder neben dieser befinden. Bildschirmflächen 7', 7" und die Eingabefläche 8 können mit einem Scharnier verbunden vorliegen, was eine beson¬ ders beliebte Bauform darstellt, da so die gesamte Vorrichtung klappbar gestaltet wird, was bezüglich Platzbedarf und Schutz vorteilhaft ist. Eine derartige Bauweise mit einem Klappmechanismus erlaubt grosse Freiheiten bei der Wahl von Bauteilen. Die Eingabefläche 8 kann auch aus einem Tastenfeld bestehen, das etwa 100 Tasten umfasst. Je mehr Tasten vorliegen, umso eher nähert sich die Eingabefläche einem Touchpad. Es wird somit ein nahezu fliessender Übergang zwischen diesen beiden Ausführungsformen erkennbar.
Seitlich angebracht sind zwei Tastenelemente 4, 4' erkennbar. Weder bezüglich Anzahl noch bezüglich der Lage bestehen für Tastenelemente irgendwelche Einschränkungen.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einhand-Eingabevorrichtung mit einem Touchscreen und 2 Tasten als Feedbackmittel. Als Eingabemittel 1 mit Druckpunkten 3, 3' dient hier ein Touchscreen mit einer druckempfindlichen Eingabefläche, die sich oberhalb einer unter dieser flächig angebrachten Bildschirmfläche befindet. Damit werden die Eingabemittel teilweise auch Ausgabemittel, was mit der Abbildung 5, 5' angedeutet ist, die sich im oberen Teil des Touchscreens befindet. Als weitere Eingabemittel befinden sich seitlich angebracht die Tastenelemente 4, 4', die hier als Tasten ausgebildet sind und nebeneinander liegen. Der Touchscreen weist z.B. mit ca. 120x120 Druckpunkten pro cm2 eine Vielzahl von Druckpunkten auf.
JΘ nach Ausrichtung auf bestimmte Benutzerpräferenzen kann das erfindungsgemässe Gerät durch entsprechende Formgebung und Dimensionierung für die Kontaktart 'Daumennagel-Eingabemittel' oder für die Kontaktart 'Daumenfläche-Eingabemitter bezüglich Ergonomie und Bequemlichkeit optimiert werden.
Für die Kontaktart 'Daumennagel-Eingabemittel' sind glatte Eingabemittel-Oberflächen, wie z.B. eine Touchscreen-Oberfläche optimal.
Für die Kontaktart 'Daumenfläche-Eingabemittel', welche im Vergleich zur Kontaktart 'Daumennagel-Eingabemittel' unter anderem durch eine grossere Kontaktfläche charak¬ terisiert ist, sind für fliessende und genaue Eingabebewegungen Eingabemittel-Ober¬ flächen optimal, welche die Haftkräfte reduzieren. Dies kann auf zwei Arten erreicht werden:
- Durch entsprechende Oberflächen-Behandlung oder -Beschichtung im unsichtbaren, von Auge nicht wahrnehmbaren Bereich, oder
- durch eine Oberflächen-Struktur, welche die Kontaktfläche und somit die Haftkräfte, bzw. den Reibungswiderstand verringert.
Strukturierte Oberflächen weisen neben der Haftkraft-Reduktion noch die Funktion eines taktilen Feedbacks über Weg und Richtung auf. Dies wird durch irgendeine regelmässige Oberflächen-Struktur, Oberflächen-Rasterung (z.B. Tasten-Rasterung) erreicht. Je ausgeprägter die Rasterung, desto grösser das spürbare Feedback, jedoch auch das Risiko einer Störung des Ablaufs der fliessenden und genauen Eingabebe¬ wegung. Die Tasten rasterung kann unterschiedlich ausgeprägt und dimensioniert ausgeführt sein:
Als fester Bestandteil des Eingabemittels oder individualisierbar dank Folien, insbesondere Haft- und Klebefolien mit der gewünschten Oberflächenstruktur. Falls diese Folien z.B. eine Tastenrasterung der Oberflächenstruktur aufweisen, entspricht die Dimensionierung der Rasterung mit Vorteil der Skalierung der Abbildung der Druckpunkte. Diese Rasterung kann z.B. durch Prägung oder Guss erreicht werden.
Die erfindungsgemässe Lösung zeichnet sich besonders aus für mobile Geräte, die einhändig bedient, bzw. betrieben werden können. Sie eignet sich besonders für die einhändige Eingabe bei PDAs, SmartPhones und ähnlichen portablen digitalen Geräten mit Platz sparender Ein- und Ausgabefläche und überall dort, wo nur eine Hand
verfügbar ist.
Verwendungen von Einhand-Eingabevorrichtungen finden sich in der Rehabilitation von einseitig gelähmten Patienten.