WO2010009915A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern eines systems - Google Patents

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WO2010009915A1
WO2010009915A1 PCT/EP2009/056109 EP2009056109W WO2010009915A1 WO 2010009915 A1 WO2010009915 A1 WO 2010009915A1 EP 2009056109 W EP2009056109 W EP 2009056109W WO 2010009915 A1 WO2010009915 A1 WO 2010009915A1
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WO
WIPO (PCT)
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control element
control
control device
reference space
dimensional
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/056109
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alois Ferscha
Roland Eckl
Stefan Gusenbauer
Bernhard Wally
Cornel Klein
Christoph KUHMÜNCH
Asa Macwilliams
Jelena Mitic
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
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Priority to EP09779512A priority patent/EP2168028A1/de
Publication of WO2010009915A1 publication Critical patent/WO2010009915A1/de

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    • G—PHYSICS
    • 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
    • G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for controlling a system with a manually operable control.
  • switches There are a large number of different electronically switchable devices in which different functions of the device are controlled by switches.
  • Conventional switches have above all two interaction possibilities of the user.
  • a user can operate a switch by pressing the switch or turning the switch.
  • one or more switches are assigned to different functions of the device.
  • a device can be switched on or off by means of a toggle switch.
  • a radio z For example, you can adjust the volume with a knob, and with a mixer you can adjust the volume of various channels using dimmers.
  • switches There are various types of switches known. If, for example, a toggle switch is pressed, it remains in the switched state. An example of this is a light switch, which retains the last switching state after manual operation has been performed.
  • buttons are known that maintain the switching state only as long as they are pressed by the user.
  • buttons are known which can be moved or rotated along an axis.
  • controllers retain the switching state after their manual operation.
  • An example of a controller that can be moved along an axis for example, sliders of a mixer.
  • Simple encoders that rotate around an axis are, for example, volume controls for audio amplifiers.
  • the conventional switching elements are manually operated by pushing, turning or pushing by a user. At the can be exercised either a discrete pressure or a continuous pressure of the switching element. At a discrete pressure, a short pressure is exerted on the switching element and then the switching element is released again. This allows discrete states to be switched, for example on / off. It can also be exercised on the switching element a permanent or continuous pressure by the user. This way, for example, dimer controls are realized.
  • the rotation of a switching element can also be discrete or continuous on the one hand.
  • a rotary switch In a discrete rotation, a rotary switch is moved from a first rotational position to another rotational position.
  • An example of this is a knob for a stove top.
  • no Raste- tion is present, that is, the rotational radius of the switching element is not limited to individual switching ranges.
  • An example of this is a volume control for a stereo system.
  • the sliding of a switching element can also be done in a discrete or continuous manner.
  • An example of a discretely shiftable shift-switching element is about a heating control with gradually set degrees of temperature.
  • An example of a continuous displaceable switching element is about a slider on a mixer.
  • a device can have a multiplicity of different technical functions, wherein in the case of conventional technical devices and systems, the various functions are respectively associated with associated switching elements or control elements.
  • the volume function of an amplifier in a stereo system is assigned a continuous volume knob as a control.
  • the function switching the amplifier on or off is assigned a push button or toggle switch for switching the power supply on or off.
  • a disadvantage of conventional systems is therefore that due to the large number of possible different functions of the system a large number of different controls are provided, which are also operated in different ways by the user. For example, the user must press a control for one function and rotate or move the control for additional functions. The higher the number of different functions of the system or the device, the more unclear the operation of the system for each user. While an amplifier of a stereo system still provides a manageable number of functions, such as switching on and off, volume or balance, for example, mixers or scene switches for the stage technology already a variety of different functions that are difficult for a user to use.
  • the invention provides a control device for controlling a system with at least one manually operable control element, wherein a function of the system is controllable in dependence on a multi-dimensional position of the control element in a multidimensional reference space.
  • the control device according to the invention has the advantage that it can be used flexibly for a wide variety of functions, all of which are intuitively easy to operate for a user in a similar manner.
  • the position of the control element is preferably used to control non-geometric system functions.
  • the multidimensional reference space is formed by a two-dimensional reference surface.
  • the multi-dimensional reference space is a three-dimensional reference space in which the position of the control element is variable.
  • the position of the control element is formed by an absolute position of the control element in the reference space.
  • the position is formed by a relative position of the control element to a reference point of the reference space.
  • the position is formed by a relative position of the control element to at least one other control element within the reference space.
  • control element is graphically represented in the multi-dimensional reference space for its manual actuation.
  • variable text is displayed on a control.
  • control element forms a manually operable three-dimensional body which can be manually actuated in the multidimensional reference space.
  • the three-dimensional body can be manually actuated on a two-dimensional reference surface.
  • each manually operable control element is assigned in each case at least one associated actuator or an associated actuator group, which is controlled by the control element.
  • the actuator is controlled as a function of the position of the control element in the multidimensional reference space.
  • control elements which approach or touch each other in the multidimensional reference space, can be coupled to one another in terms of function.
  • the two-dimensional reference surface is formed by a sensor mat.
  • the sensor mat is pressure-sensitive and is provided for the absolute or relative position determination of the control element.
  • control element is formed by a magnetic head.
  • the two-dimensional reference surface is a touch-sensitive screen on which the control element is graphically displayed for its manual actuation.
  • the manual actuation of the control element takes place by changing an absolute or relative position of the control element.
  • the manual actuation of the control element is carried out by a pressure or a rotational movement is exerted on the control.
  • the manual actuation of the control element takes place by changing an absolute or relative spatial orientation of the control element in the multidimensional reference space.
  • the manual actuation of the control element takes place by turning the control element in the multidimensional reference space.
  • each control element has an associated storable control element identification.
  • the multidimensional reference space has different logical sub-reference spaces, to each of which at least one function of the system is assigned.
  • the logical sub-reference spaces are defined by geometric partitions, e.g. B. sub-surfaces formed.
  • the different logical sub-reference spaces are selectable from a group of predetermined sub-reference spaces by a user.
  • the logical sub-reference spaces are temporally variable.
  • each logical sub-reference space is assigned a real object or room.
  • a switching state of the control element is assigned to each logical sub-reference space.
  • the multidimensional reference space is formed by a two-dimensional reference surface, the two-dimensional reference surface having an active area as the first logical sub-reference space in which all the control elements therein activate the respective associated actuator and has a passive area as the second logical sub-reference space, in which all switching elements located therein deactivate the respectively associated actuator.
  • the logical sub-reference spaces are variable as a function of sensory environmental conditions.
  • the position of the control element in the multidimensional reference space is detected by sensors.
  • the invention further provides a method of controlling a system wherein a function of the system is controlled in response to a position of a manually operable control in a multi-dimensional reference space.
  • the function of the system is controlled in dependence on an absolute position of the control element in the multi-dimensional reference space.
  • the function of the system is dependent on a relative controlled tive position of the control to a reference point within the multi-dimensional reference space.
  • the function of the system is controlled in dependence on a relative position of the control element to at least one other control element within the multidimensional reference space.
  • an associated actuator is controlled by the control.
  • control element is touched to its manual actuation by a user's finger.
  • the invention further provides a device in which a device function can be controlled in dependence on a position of a manually actuatable control element in a multidimensional reference space.
  • this has a touch-sensitive screen on which at least one manually operable control is graphically displayed, whose position is variable in a multi-dimensional reference space.
  • FIG. 1 is a block diagram of a possible embodiment of the control device according to the invention
  • FIGS. 2A, 2B different possibilities for manual actuation of a control element in the control device according to the invention
  • FIG. 3 shows an embodiment of the control device according to the invention with a three-dimensional reference space
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the control device according to the invention with a three-dimensional reference space
  • FIGS 5A-5D different embodiments of reference spaces, as they are used in the control device according to the invention.
  • FIGS. 6A-6E show examples of different possibilities of interaction of a user with switching elements in the control device according to the invention.
  • FIGS. 7A-7D examples of interaction with a switching element in the control device according to the invention.
  • FIGS. 9A-9D show possibilities of interaction of a user for the manual actuation of a switching element in the control device according to the invention
  • Fig. 14 is a diagram showing various selectable reference spaces which can be used in the control apparatus of the present invention.
  • 16A, 16B further embodiments of the control device according to the invention.
  • Fig. 17 shows a further embodiment of the control device according to the invention.
  • the control device 1 according to the invention for controlling system functions has a multidimensional reference space 2.
  • the multi-dimensional reference space 2 can be a two-dimensional reference surface, but also a three-dimensional reference space.
  • the control device 1 according to the invention shown in Fig. 1 of the multidimensional reference space 2 is formed by a two-dimensional reference surface in which various manually operable controls 3-1, 3-2, 3-3 are located.
  • the number of switching or control elements 3 within the reference space 2 may vary depending on the application.
  • the controls 3-1, 3- 2, 3-3 can be manually operable three-dimensional body, which are actuated in the reference space 2.
  • the controls 3-1, 3-2, 3-3 are graphically displayed in the reference space 2 for their manual actuation.
  • controls 3 are displayed on a touch-sensitive screen of a device.
  • the control device 1 has a data processing unit 4 which, depending on positions of the control elements 3-1, 3-2, 3-3 in the reference space 2, controls associated actuators 5-1, 5-2, 5-3.
  • each control element 3-i is assigned an associated actuator 5-i.
  • a control element 3 simultaneously drive a plurality of actuators 5.
  • the actuator 5 performs a function of a technical system or a device.
  • the actuators 5 can be any actuators, for example loudspeakers, lighting devices or motors.
  • a function of the device or of the system is controlled as a function of a position of a control element 3 in the multidimensional reference space 2.
  • the position of the control element 3 is formed by an absolute position of the control element in the reference space 2.
  • the function is controlled depending on spatial coordinates of the control 3 in the reference space 2.
  • a function is controlled in dependence on a relative position of the control element 3 to a reference point of the reference space 2.
  • reference points or control poles can be provided in the reference space, wherein a control element ment 3 can approach the reference point or move away from the reference point.
  • the function is then controlled as a function of the distance between the control element 3 and the reference point within the reference space 2.
  • a function is controlled as a function of a relative position of the control element 3 i to at least one other control element 3 within the reference space 2.
  • a spatial proximity between controls 3-i, 3j may express a function affiliation and common attributes. Similar switching states can also be provided in a common environment.
  • control elements 3 which approach or touch each other strongly in the multidimensional reference space 2 can be functionally coupled to one another.
  • control 3-1 controls a function F1
  • control 3-2 controls a function F2
  • both controls 3-1, 3-2 may both Functions Fl, F2 control.
  • the control elements 3-1, 3-2, 3-3, as shown in FIG. 1, can be inserted into the reference space 2 by a user or generated in the reference space 2 or else by a user from the reference space 2. be removed or deleted. If the controls 3 are physical three-dimensional objects, for example magnetic buttons, a user can carry with him a control 3 associated with him and place it in the reference space 2 or place it there.
  • each control 3 has an associated control ID, such as a control identification number.
  • the user can, after actuation of the manually operable control element 3, remove the control element 3 again from the reference space 2 or delete the graphic symbol of the illustrated control element 3.
  • control element 3 is formed by a three-dimensional body which can be manually actuated by the hand of a user, for example a surface is displaceable or rotatable.
  • control element 3 is shown graphically for its actuation in the reference space 2. For example, a symbol of the control 3 is displayed on a screen surface of a touch-sensitive screen. By touching the
  • Control 3 with a finger a user can control a function by manual operation by changing a position of the control 3 in the multi-dimensional reference space.
  • the multidimensional reference space 2 is a three-dimensional reference space in which a control element 3 is located.
  • a function of the system is controlled depending on the position of the control element 3 in the three-dimensional reference space 2.
  • the position may in turn be formed by the absolute position of the control element 3 in the reference space 2, by a relative position of the control element 3 to a reference point within the reference space 2 or by a relative position of the control element 3 to at least one other control within the reference space 2 become.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the control element 1 according to the invention.
  • the multidimensional reference space 2 is likewise formed by a three-dimensional reference space in which a control element 3 is located.
  • the three-dimensional reference space 2 is displayed optically on a screen 6.
  • a user 7 can communicate with the data processing unit 4 via an electronic control glove 8 and a wireless interface and manually operate the control element 3 in the three-dimensional reference space 3.
  • the control element 3 is moved in the three-dimensional reference space 2, that is to say it is moved in translation or rotated.
  • a function of the system for example an actuator 5, can be controlled.
  • the user 7 is not shown visually the three-dimensional reference space 2 and the control element 3 located therein by a screen worn by the user 7, or by a pair of glasses worn by a user 7.
  • the data processing device 4 may be a computer with one or more microprocessors, which has a wireless interface via which a user can transmit control signals for actuating the control element 3.
  • the user 7 moves in a real space 9, which is shown as a three-dimensional reference space 2 on the display 6 shown in FIG.
  • a sensory detectable day 10 which is shown as a control element 3 in the three-dimensional reference space 2 on the display 6.
  • the absolute or relative changes Position of the tag 10 carried by it within the real reference space 9.
  • the change in the absolute or relative position of the tag 10 is detected sensory and transformed into a corresponding change of the control element 3 within the multi-dimensional reference space 2, which is visible to the user 7.
  • a function F of the system is then controlled. For example, when the user 7 moves to the right in the embodiment shown in FIG. 7, for example, an actuator 5 is turned on while the actuator 5 is turned off when the user 7 moves to the left within the real space 9. For example, when the user 7 moves forward within the room 9, the brightness of a light source may be increased while the brightness of a light source is decreased when the user 7 moves backward within the room 9.
  • the user 7 carries, for example, a control glove 8 and a position tag 10, wherein a first control element 3 is actuated via the control glove 8 and another control element 3 is controlled within the space 9 as a function of the position of the user 7.
  • the user 7 carries a plurality of position tags 10 on different limbs, for example a position day 10 on the left arm and another position day 10 on the right, with the various controls 3 within the multi-dimensional reference space 2 are controllable.
  • the user may also have a first control glove 8 on the left hand and a second control glove 8 on the right hand for controlling various controls 3 within the multi-dimensional Wear reference space 2.
  • Figures 5A, 5B, 5C, 5D show various embodiments for possible multi-dimensional reference spaces.
  • FIG. 5A shows a rectangle or a square as a possible two-dimensional reference space for the movement or actuation of control elements 3.
  • FIG. 5B shows a triangle as a two-dimensional reference space 2.
  • 5C shows a circular area as a two-dimensional reference space 2.
  • FIG. 5D shows a sphere whose surface forms a three-dimensional reference space 2.
  • the reference space 2 can assume a wide variety of geometric shapes, which can be adapted to the respective application. Also, various three-dimensional shapes for a three-dimensional reference space 2 are possible, for example, cuboids, tetrahedrons, spheres, pyramids, etc.
  • the surface of the reference space 2 can in one possible
  • Embodiment of the control system 1 according to the invention be provided with semantic information data.
  • This semantic information can be visualized, for example, by different colors, images, rasters or divisions of the reference space 2.
  • the user in a two-dimensional reference space 2, the user can be shown an image on a display on which various objects are displayed. The user can then by manual actuation of a control element 3 change its position with respect to the visualized object and thus control a function of the system.
  • a city map of a city can be displayed on a touch-sensitive display 6 on which the user has a graphically displayed control element 3 manually operated.
  • a user can place a control 3 on a city building shown in the city map, wherein upon actuation of the placed control element 3 any switching function concerning the associated building is controlled by the user.
  • FIGS. 6A to 6F show various possibilities of interaction of a user with a manually actuatable control element 3.
  • a function F of the system can be controlled.
  • an associated actuator 5 is activated.
  • a position change of control elements 3 can control a function F of the system.
  • the function F can be controlled as a function of an absolute position of the control element 3 or of a relative position of the control element.
  • a first function Fl is controlled depending on the absolute position of the control element 3-1 within the two-dimensional reference space.
  • the relative position of the control 3-i to another control 3-j within the reference space 2 may play a role.
  • the two controls 3-2, 3-3- are moved towards each other.
  • a functional coupling of the associated functions F1, F2 takes place. If, for example, the two control elements 3-2, 3-3 shown in FIG. 6B touch each other, Subsequently, both control elements 3-i, 3-j then also execute or control the functions of the respective other control element.
  • Other functional couplings are possible, for. B. also an exchange of the controlled functions Fl, F2 of the two touching control elements 3i, 3j.
  • control element 3 Another possibility for interaction with the control element 3 is, for example, that a user presses the control element 3, as shown in FIG. 6C.
  • Another possibility for interaction consists in a user changing a spatial orientation of the control element 3 in the reference space 2 and deriving a control function F from this.
  • the controls 3-1, 3-2 each have a mark M indicating the spatial orientation of the control element 3 in the reference space 2.
  • a user may select a control 3 by touching and then alter the spatial orientation of the control 3 within the reference space 2 by turning the mark M.
  • the controls as shown in Fig. 6D, have different sizes and shapes. The size of the control element 3 can thereby reflect the meaning of the associated actuator 5.
  • control 3 controls a control 3, which is shown in the reference space 2 large, a large or a powerful actuator 5, while a control 3, which is shown in the reference space 2 small, a small or less powerful actuator 5 controls.
  • control 3-1 shown in Fig. 6D controls a rotatable headlamp having a high light output
  • the smaller control 3-2 shown in Fig. 6D controls a rotatable headlamp having a low light output.
  • the size of the illustrated control element 3 allows the user to intuitively recognize the effects of a control process.
  • each control 3 for the user uniquely identifiable.
  • each control has its own unique symbol that allows the user to distinguish the controls 3 from each other.
  • the first control 3-1 is represented by a square
  • the second control 3-2 by a triangle
  • the third control 3-3 by a circle.
  • the fourth control 3-4 is also a square.
  • the shape of the control in one possible embodiment informs the user of the associated controlled function F.
  • the controls 3-1, 3-4 control a similar function F within the system, by the similar shape of the associated control.
  • the various control elements 3 with the different control forms may each also have markings for rotating the control elements, as shown in FIG. 6F.
  • Reference space 2 are evaluated in different ways to derive control signals in the case of the control device 1 according to the invention.
  • the current relative or absolute position of the control element 3 can be evaluated for direct activation of an associated actuator 5.
  • control of functions F of the system can be made. For example, if a control 3 placed at a certain position within the reference space 2, any further interaction, such as turning or pressing, with the control element 3 at this position leads to a switching function of the coupled to this position actuator.
  • control device 1 it is possible to control several actuators 5 simultaneously by simultaneous manual actuation of a plurality of control elements 3.
  • a synchronous control of a lighting scenario and a climate scenario within a living space can take place.
  • the number of controls 3 can be changed over time.
  • the control device 1 according to the invention it is thus possible not only to perform a direct mapping of the position of the control element 3 on an associated actuator 5, but also to realize so-called shortcuts, that is, a control element 3 can simultaneously control various actuators 5.
  • a switching position of a control element 3 in the reference space is easy to read.
  • control device 1 has a so-called docking function, wherein control elements 3 that touch each other within the reference space 2 adhere to one another and can then be actuated together, wherein they are displaced, for example, together within the reference space 2.
  • This allows a quick and easy operation of associated control elements 3.
  • each control element can have a number of degrees of freedom within the multidimensional reference space 2
  • several functions F or properties of a device with a control element 3 can be controlled simultaneously.
  • the horizontal and vertical position change of the control element 3 to simultaneously change two controllable properties of a device simultaneously.
  • the volume of an actuator 5 is reduced or increased based on a horizontal displacement of the control 3 and modulated based on the vertical change in position of the control element 3 a pitch.
  • the controls 3 may be three-dimensional objects of everyday life. For example, it is possible to use fridge magnets as controls 3.
  • the three-dimensional controls 3 used in one possible embodiment may be purely passive controls, such as magnetic heads.
  • the three-dimensional control elements 3, which can be placed, for example, on a two-dimensional reference surface 2 and moved there, have in turn an electronic circuit which can communicate with an associated actuator 5 via a wireless interface.
  • the data processing unit 4 of the control device 1 according to the invention has read-out logic and control logic.
  • the read-out logic can be a software module which extracts the various switching states or the positions of the control elements 3 in the multidimensional reference space 2.
  • the read-out logic ensures the interchangeability of different versions of the control elements 3, since the specific details, such as the control of the reference space 2 and the readout of the switching states are implemented in the read-out logic.
  • further applications are independent of whether the reference space 3 or the switching room reports the position of the control elements 3 or switching elements or whether the control room 3 themselves report their respective position.
  • the data processing device 4 has a control logic which evaluates the data of the read-out logic.
  • the control logic converts the switching states of the control elements 3 into control information data for the various actuators 5.
  • the control information data or control signals are forwarded via a wired or wireless interface to the associated actuators 5.
  • the actuators 5 may be electrically or electronically controllable technical devices.
  • the control element 3 provides information data that is forwarded by the data processing system 4 via communication channels, such as KMX, DMX or Ethernet wireless or wired to the respective actuator 5. If the actuator 5 itself does not have sufficient computing power to evaluate or interpret the control information supplied to it, it is possible in one possible embodiment to interpose an adapter. This adapter interprets the received control information and converts it, for example, into an on-off signal for the actuator 5.
  • Figures 7A to 7D show a simple embodiment of the control device 1 according to the invention.
  • the multi-dimensional reference space 2 is formed by a two-dimensional reference surface.
  • This two-dimensional reference surface 2 is a pressure-sensitive sensor mat on which various sensor points are distributed in a predetermined grid, which provide a sufficiently accurate resolution to detect used controls 3.
  • the controls 3 are formed by magnetic heads, which can be placed on the sensor mat 2. The expansion of the magnetic heads ensures that at least two sensor points on the sensor mat are replaced by a magnet mounted thereon. are occupied. The magnetic attraction, which is exerted by the magnetic heads, is evaluated by the pressure-sensitive sensor mat for determining the position of the control elements 3.
  • a manually operable magnetic head as a control element 3 is placed on a sensor mat as a two-dimensional reference surface 2. Subsequently, as shown in Fig. 7B, the patch control 3 is manually shifted on the sensor mat.
  • Fig. 7c shows the common displacement of several controls 3 on the sensor mat.
  • Fig. 7D shows the addition of another control element 3 in the reference space 2 by a magnetic head is placed on the sensor mat.
  • Fig. 8 shows a sectional view through a sensor mat in the embodiment shown in Fig. 7.
  • magnetic heads 3-1, 3-2, 3-3 are mounted as control elements 3 on a sensor mat, on whose underside a metal plate is located.
  • the controls 3 are not formed by physical circumstances as shown in Fig. 8, but by graphic symbols displayed on a touch-sensitive screen and operable by a user through a graphical user interface.
  • controls 3 can be implemented by interactive flash chips. Such controls 3 offer various interaction possibilities for a user.
  • Each control element 3 is preferably uniquely identifiable.
  • a control element 3 can be rotated in the reference space 2, wherein an orientation of the control element 3 in the reference space 2 can be interrogated for the purpose of actuating a function F.
  • the size of a control 3 can be changed by manual operation, as shown in Fig. 9B.
  • By manual operation can another control 3 is added to the reference space 2, as shown in Fig. 9C.
  • Each generated or existing control 3 can be moved or shifted within the reference space 2, as shown in Fig. 9D.
  • these contain various symbols which serve as attack points for the user.
  • the orientation of the control element 3 can be changed at a first attack point, while another attack point for size adjustment of the control element 3 is used.
  • the size of the control element 3 may in one possible embodiment be coupled directly to a function F or a physical property of an actuator 5. If the actuator 5 is, for example, a light source, the intensity of the outgoing light can, for example, be directly proportional to the size or area of the associated control element 3.
  • the inventive control device 1 and the inventive method for controlling a system are versatile.
  • the control according to the invention is suitable for multi-media systems, in particular for controlling film, music and lighting functions.
  • the multidimensional reference space 2 is formed by a two-dimensional reference surface on which two reference points or reference poles IIA, IIB are provided.
  • a control element 3 between the two reference poles IIA, IIB is displaceable. The smaller the distance between the displaceable control element 3 to the reference pole IIA within the reference space 2, the higher the volume of the associated loudspeaker 5. The more the control 3 approaches the reference pole IIB, the lower the volume of an associated loudspeaker 5.
  • a control element 3 moves between two reference poles IIA, IIB.
  • a control element 3 can move between four reference poles IIA to HD within the two-dimensional reference space 2.
  • each reference pole HA to HD stands for a specific musical rhythm, namely for reggae, salsa, samba or for a rumbar rhythm.
  • an output signal is mixed together from various stored signals depending on the position of the control element 3 in the reference space 2, each stored signal being associated with a reference pole HA through HD.
  • FIG. HA shows further embodiments of the control device according to the invention.
  • an actuator 5 is constituted by a light source capable of emitting light of various colors.
  • a control element 3 is displaceable in a two-dimensional reference space 2.
  • the reference space 2 is formed by a reference surface divided into different sub-areas 2A-2D.
  • the reference space 2 has four logical sub-reference spaces or reference areas 2A, 2B, 2C, 2D. Each logical sub-reference surface is assigned a color.
  • control element 3 performs a functional change when the space boundaries are overwritten, that is, changes the color radiated by the actuator 5 in the application example.
  • the control element 3 is located in the logical sub-reference space 2D of the reference surface 2 and the associated actuator 5 of the control element 3 emits yellow light into the environment. If the control 3 by manual operation of a user, for example, in the logical Sub-reference space 2C shifted, the light source 5 emits green light.
  • FIG. IIB shows an alternative implementation in which different reference poles IIA to HD within the reference space 2 are assigned to the different colors of the light source 5. If, for example, the control element 3 is moved in the vicinity of the reference pole HD, the light source 5 lights up yellow. If the control element 3 is subsequently moved from the yellow reference pole HD towards another reference pole, the proportion of yellow light decreases and the proportion of the other color increases.
  • the transition from one color to the other color may be gradual or erratic.
  • the data processing device 4 of the control device according to the invention is not only provided with a device for determining the position of a control element 3 within a reference space 2 and with an associated actuator 5 but also additionally connected to at least one sensor 12 which detects environmental conditions.
  • a control element 3 is moved between two reference poles HA, HB within the two-dimensional reference space 2, each reference point HA, HB corresponding to an adjustment of an associated actuator 5, which in the example given a light source is formed. The closer the control element 3 approaches the reference pole HB by manual operation, the brighter the associated lamp 5 shines.
  • the data processing device 4 reads data from a sensor 12.
  • This sensor 12 detects, for example, the ambient brightness. is For example, if the day and an associated room of a building is already relatively bright due to daylight, a lamp 5 in the room must illuminate only relatively weakly in order to achieve the brightness desired by the user by moving the control element 3 towards it Brightness pole IIB controls. If the control process is carried out during the night and if there is no daylight, the light source 5 must emit light with a significantly higher light intensity in order to achieve the same brightness in an associated room.
  • the data processing device 4 can thus also evaluate sensor data of a sensor 12 in addition to the control information on the basis of the position of the control element 3 in order to actuate the actuators 5. In this way, for example, can save energy and a more accurate control result can be achieved, which corresponds more closely to a desired setpoint.
  • the multidimensional reference space 2 is formed by a two-dimensional reference surface, for example by a touch-sensitive touch screen.
  • additional semantic information is displayed on the touch screen or touch-sensitive display.
  • the floor plans of a plurality of buildings I to IV are indicated by dashed lines. For example, there are four buildings within a factory site.
  • Building I associated function activated. For example, by setting or shifting the control element 3-1 in the dashed area of the building I in the entire building I, the light is turned on. Subsequently, the control 3-1 can be moved by manual operation in the dashed area of the building II. By this manual operation, the light in the building I is turned off and the light is activated in the associated building II. By another control 3-2 can be controlled another function, such as the activation or deactivation of an alarm system.
  • various actuators 5-1 to 5-4 in the various buildings I to IV are controlled via a data network 13. Via the network 13, the data processing unit 4 can also receive sensor data from decentralized sensors 12.
  • Fig. 14 is a diagram showing another one
  • Embodiment of the control device 1 according to the invention Embodiment of the control device 1 according to the invention.
  • control device 1 not only has a reference space 2, but a plurality
  • Reference spaces 2-1, 2-2, 2-3 which is arranged, for example, in layers one above the other and are selectable by a user. Each of these reference spaces 2-1 to 2-3 may in turn be subdivided into different logical sub-reference spaces.
  • the logical sub-reference spaces are formed by two-dimensional areas within a selected reference space 2-i. These logical sub-reference spaces can for example also be selected from a group of predefined sub-spaces.
  • Each logical sub-reference space within a reference space 2 can be assigned to a real space or a real object.
  • the extent of the logical sub-reference spaces is variable as a function of sensory environmental conditions.
  • Each logical sub-reference space may be assigned a switching state of a control element 3.
  • Fig. 15 shows an embodiment of the control device 1 according to the invention.
  • the multidimensional reference space 2 is formed by a two-dimensional reference surface, which is, for example, the support surface of a table.
  • the two-dimensional Nale table surface 2 is divided into two logical sub-reference spaces 2A, 2B, in which controls 3 are placeable and displaceable.
  • the control element 3 is integrated in an associated device 14.
  • the device 14 is formed by a mobile terminal, for example by a mobile cell phone.
  • a control element 3 is integrated, wherein the position of the control element 3 and the associated terminal 14 can be sensed detected.
  • a function of the mobile terminal 14 is deactivated while being activated in the sub-reference logical space 2B.
  • Switching between different functions or functional groups of the device 14 can also be achieved by moving the device from the surface 2A into the surface 2B.
  • the reference space 2 is a two-dimensional area having an active area as the first logical sub-reference space 2A and a passive area as the second logical sub-reference space 2B (FIG. which forms a selection basis, for example).
  • Fig. 16B shows an alternative arrangement of the two surfaces 2A, 2B.
  • controls 3 are displayed as tags on a graphical interface or on a screen and can be operated manually.
  • the controls 3 may be provided with a catchword similar to small notes.
  • the control elements 3 may initially be visually displayed in the selection base 2B as an available basic quantity.
  • control elements 3 are displaced by the user from the passive surface 2B into the active surface 2A.
  • the user can control the 3 between the two areas or areas 2A, 2B freely reciprocate.
  • the selection of one or more control elements 3 can be handled variably.
  • the controls 3 or tags are stored, they are considered active or inactive.
  • the location of the control element 3 can optionally also be evaluated.
  • an order of the selected controls 3 may be determined, depending on which control 3 is first moved into the active area.
  • the relative position of the control element within the active area 2A can also be taken into account.
  • an order of the controls may be set depending on the distance to the center of the area.
  • associated functions F or actuators 5 of the system are executed sequentially in response to a position determined by the position of the control element 3.
  • the controls 3 are visualized as tags and can be activated or deactivated by the user by simply moving. This provides the user with a simple manual or haptic or intuitive control. At the same time, the user can immediately read which controls 3 are currently active or deactivated.
  • a tag is "Beatles", while the basic set of the further inactive control elements are arranged in a passive sub-reference space 2B.
  • the tags arranged there indicate, for example, a music group, such as “rolling stones”, music genres, such as For example, "techno” or “folk” and lighting settings, such as “bright” and “dark”.
  • the actuators 3 are not assigned different actuators 5, but different attributes or functions F.
  • each control element 3 or each day can be associated with an arbitrary function F, with an arbitrary actuator 5 or with an arbitrary attribute.
  • the control element 3 may also be associated with an address or a network path or a reference information.
  • the symbolic representation of a tag or a control element 3 can differ depending on the origin, type or offered service.
  • the symbolic representation of the controls 3 on a two-dimensional screen can have different colors or different icons and graphics, depending on the associated unit.
  • the controls 3 may be different types of tags, such as placeholder tags, mnemonic tags, or locator tags.
  • tags such as placeholder tags, mnemonic tags, or locator tags.
  • the control 3 In Place Holder tags or placeholders, the control 3 itself carries the information, such as a keyword. Even complex information can be summarized and hidden under a control 3 or a tag.
  • These are, for example, combined settings or configurations or programs. These settings can be represented, for example, as a mnemonic tag or mnemonics control 3 in the reference space 2.
  • locator tags or localization control 3 reference information, for example, a network address to a destination entity at a linked location in the reference space 2 can be represented.
  • a digital picture frame which is connected to a network, in particular to a local network.
  • This digital picture is equipped with a touch-sensitive display. If a user touches the display or approaches the display, various available media contents, for example, can be displayed as tags or control elements 3. These control tags 3 display, for example, as media contents photos, images and the like.
  • the controls 3 may also display other media players in the network, such as music playlists, television channels, etc. Depending on which control elements 3 are placed in an active sub-reference space 2A, then the contents of the digital picture frame or change the media played by the other devices.
  • the control device 1 according to the invention is suitable for a wide variety of applications and for controlling a wide variety of devices in any environment.
  • the control device 1 according to the invention can be used in mobile terminals, machines, control computers and the like.
  • the control device 1 according to the invention is suitable, for example, for PDAs, mobile telephones or laptops.
  • a multiplicity of devices can be controlled or regulated simultaneously in several dimensions. It can also be realized blurred states, as a continuous placement of an appropriate modeling option offers.
  • the control elements 3 of the control device 1 according to the invention can represent arbitrarily complex groups of devices simultaneously. Furthermore, the absolute position or relative proximity of the control elements 3 with each other can be used as an additional control or regulation information.
  • the surface of the reference space 2 can be enriched in any way with additional control information including semantic meaning. By screening the reference space 2, continuous positions can be transferred to discrete positions. Furthermore, the surface of the reference space 2 allows adaptively to additionally display information. Since any number of controls 3 are added, the control device 1 of the invention in a simple
  • the control device 1 according to the invention also offers a variety of interaction options with the displayed controls 3, wherein simultaneously several parameters or functions F of a device can be controlled or regulated.
  • the control device 1 according to the invention allows the user a fast and intuitive detection of a plurality of controllable functions F of different devices. Therefore, the control device 1 according to the invention is particularly easy to operate by a user.

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Abstract

Steuervorrichtung (1) zum Steuern eines Systems mit mindestens einem manuell betätigbaren Steuerelement (3), wobei eine Funktion (F) des Systems in Abhängigkeit von einer Position des Steuerelementes (3) in einem mehrdimensionalen Bezugsraum (2) steuerbar ist.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Systems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Systems mit einem manuell betätigbaren Steuerelement .
Es gibt eine große Vielzahl verschiedener elektronisch schaltbarer Geräte, bei denen unterschiedliche Funktionen des Gerätes mittels Schaltern gesteuert werden. Herkömmliche Schalter weisen vor allem zwei Interaktionsmöglichkeiten des Nutzers auf. In vielen Fällen kann ein Nutzer einen Schalter betätigen, indem er den Schalter drückt oder den Schalter dreht. Bei den meisten technischen Geräten sind verschiedenen Funktionen des Gerätes jeweils ein oder mehrere Schalter zugeordnet. Beispielsweise kann ein Gerät mittels eines Kippschalters ein- oder ausgeschaltet werden. Bei einem Radio wird z. B. die Lautstärke mit einem Drehregler eingestellt und bei einem Mischpult werden die Lautstärken verschiedener Kanäle mittels Dimmern eingestellt. Es sind verschiedene Arten von Schaltern bekannt. Wird beispielsweise ein Kippschalter gedrückt, bleibt dieser in dem geschalteten Zustand. Ein Beispiel hierfür ist ein Lichtschalter, der nach vorgenomme- ner manueller Betätigung den letzten Schaltzustand beibehält. Weiterhin sind Taster bekannt, die den Schaltzustand nur solange beibehalten, solange sie von dem Nutzer gedrückt werden. Bei Beispiel hierfür sind Klingelschalter. Weiterhin sind Regler bekannt, die entlang einer Achse bewegt oder ro- tiert werden können. Auch Regler behalten den Schaltzustand nach ihrer manuellen Betätigung bei. Ein Beispiel für einen Regler, der entlang einer Achse bewegt werden kann, sind zum Beispiel Schieberegler eines Mischpultes. Einfache Drehregler, die um eine Achse rotiert werden, sind zum Beispiel Lautstärkeregler bei Audioverstärkern.
Die herkömmlichen Schaltelemente werden durch Drücken, Drehen oder Schieben durch einen Nutzer manuell betätigt. Beim Drü- cken des Schaltelements kann entweder ein diskreter Druck oder ein kontinuierlicher Druck ausgeübt werden. Bei einem diskreten Druck wird ein kurzer Druck auf das Schaltelement ausgeübt und danach das Schaltelement wieder losgelassen. Hiermit können diskrete Zustände geschaltet werden, beispielsweise Ein/Aus. Es kann auch auf das Schaltelement ein dauerhafter beziehungsweise kontinuierlicher Druck seitens des Nutzers ausgeübt werden. Damit werden beispielsweise Dim- meransteuerungen realisiert.
Auch das Drehen eines Schaltelements kann einerseits diskret oder andererseits kontinuierlich erfolgen. Bei einer diskreten Drehung wird ein Drehschalter von einer ersten Drehstellung in eine andere Drehstellung verbracht. Ein Beispiel hierfür ist ein Drehregler für eine Herdplatte. Bei einem kontinuierlichen Drehen eines Schaltelements ist keine Raste- rung vorhanden, das heißt der Drehradius des Schaltelements ist nicht auf einzelne Schaltbereiche eingeschränkt. Ein Beispiel hierfür ist ein Lautstärkeregler für eine Stereoanlage.
Auch das Schieben eines Schaltelements kann auf diskrete oder kontinuierliche Weise erfolgen. Ein Beispiel für ein diskret schaltbares Schiebe-Schaltelement ist etwa eine Heizungssteuerung mit stufenweise eingestellten Temperaturgraden. Ein Beispiel für ein kontinuierliches verschiebbares Schaltelement ist etwa ein Schieberegler an einem Mischpult.
Ein Gerät kann eine Vielzahl unterschiedlicher technischer Funktionen aufweisen, wobei bei herkömmlichen technischen Ge- raten und Systemen den verschiedenen Funktionen jeweils zugehörige Schaltelemente beziehungsweise Steuerelemente zugeordnet sind. So ist beispielsweise der Funktion Lautstärke bei einem Verstärker einer Stereoanlage ein kontinuierlicher Lautstärkedrehregler als Steuerelement zugeordnet. Der Funk- tion Ein- oder Ausschalten des Verstärkers ist ein Druckknopf oder ein Kippschalter zum Ein- oder Ausschalten der Stromversorgung zugeordnet. Ein Nachteil bei herkömmlichen Systemen besteht daher darin, dass aufgrund der Vielzahl möglicher verschiedener Funktionen des Systems eine große Anzahl verschiedener Steuerelemente vorgesehen sind, die zudem in verschiedener Weise durch den Nutzer zu betätigen sind. So muss der Nutzer beispielsweise für die eine Funktion ein Steuerelement drücken und für weitere Funktionen das Steuerelement drehen beziehungsweise verschieben. Je höher die Anzahl der unterschiedlichen Funktionen des Systems beziehungsweise des Gerätes sind, desto un- übersichtlicher wird die Bedienung des Systems für den jeweiligen Nutzer. Während ein Verstärker einer Stereoanlage noch eine überschaubare Anzahl von Funktionen bereitstellt, beispielsweise Ein- und Ausschalten, Lautstärke oder Balance, weisen beispielsweise Mischpulte oder Szenenschalter für die Bühnentechnik bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen auf, die für einen Nutzer schwer bedienbar sind.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Systems zu schaffen, das für einen Nutzer in einfacher Weise intuitiv bedienbar ist.
Die Erfindung schafft eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Systems mit mindestens einem manuell betätigbaren Steuer- element, wobei eine Funktion des Systems in Abhängigkeit von einer mehrdimensionalen Position des Steuerelementes in einem mehrdimensionalen Bezugsraum steuerbar ist.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bietet den Vorteil, dass sie flexibel für verschiedenste Funktionen einsetzbar ist, die alle für einen Nutzer in ähnlicher Weise intuitiv leicht bedienbar sind.
Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird die Position des Steuerelementes vorzugsweise dazu verwendet, nichtgeometrische Systemfunktionen zu steuern.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervor- richtung wird der mehrdimensionale Bezugsraum durch eine zweidimensionale Bezugsfläche gebildet.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist der mehrdimensio- nale Bezugsraum ein dreidimensionaler Bezugsraum, in dem die Position des Steuerelementes veränderbar ist.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird die Position des Steuerelementes durch eine ab- solute Position des Steuerelementes in dem Bezugsraum gebildet.
In einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird die Position durch eine relative Posi- tion des Steuerelementes zu einem Bezugspunkt des Bezugsraumes gebildet.
Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird die Position durch eine relative Posi- tion des Steuerelementes zu mindestens einem anderen Steuerelement innerhalb des Bezugsraumes gebildet.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird das Steuerelement in dem mehrdimensionalen Be- zugsraum zu seiner manuellen Betätigung graphisch dargestellt.
Bei einer Ausführungsform wird auf einem Steuerelement ein veränderbarer Text angezeigt.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bildet das Steuerelement einen manuell betätigbaren dreidimensionalen Körper, der in dem mehrdimensionalen Bezugsraum manuell betätigbar ist.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist der dreidimensionale Körper auf einer zweidimensionalen Bezugsfläche manuell betätigbar. Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist jedem manuell betätigbaren Steuerelement jeweils mindestens ein zugehöriger Aktuator oder eine zugehörige Ak- tuatorengruppe zugeordnet, der durch das Steuerelement gesteuert wird.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird der Aktuator in Abhängigkeit von der Position des Steuerelementes in dem mehrdimensionalen Bezugsraum ge- steuert.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind die Steuerelemente, die sich in dem mehrdimensionalen Bezugsraum aneinander annähern beziehungsweise sich berühren, miteinander funktionsmäßig koppelbar.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird die zweidimensionale Bezugsfläche durch eine Sensormatte gebildet.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist die Sensormatte drucksensitiv und ist zur absoluten oder relativen Positionsbestimmung des Steuerelementes vorgesehen .
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird das Steuerelement durch einen Magnetkopf gebildet.
Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist die zweidimensionale Bezugsfläche ein berührungsempfindlicher Bildschirm, auf dem das Steuerelement zu seiner manuellen Betätigung graphisch dargestellt wird.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung erfolgt die manuelle Betätigung des Steuerelements, indem eine absolute oder relative Position des Steuerelementes verändert wird. Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung erfolgt die manuelle Betätigung des Steuerelementes, indem ein Druck oder eine Drehbewegung auf das Steuerelement ausgeübt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung erfolgt die manuelle Betätigung des Steuerelementes, indem eine absolute oder relative räumliche Aus- richtung des Steuerelementes in dem mehrdimensionalen Bezugsraum verändert wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung erfolgt die manuelle Betätigung des Steuer- elementes, indem das Steuerelement in dem mehrdimensionalen Bezugsraum gedreht wird.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung weist jedes Steuerelement eine zugehörige speicher- bare Steuerelementidentifikation auf.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung weist der mehrdimensionale Bezugsraum verschiedene logische Sub-Bezugsräume auf, denen jeweils mindestens eine Funktion des Systems zugeordnet sind.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung werden die logischen Sub-Bezugsräume durch geometrische Partitionen, z. B. Subflächen, gebildet.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind die verschiedenen logischen Sub-Bezugsräume aus einer Gruppe von vorgegebenen Sub-Bezugsräumen durch einen Nutzer auswählbar.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind die logischen Sub-Bezugsräume zeitlich veränderbar . Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind jedem logischen Sub-Bezugsraum jeweils ein realer Gegenstand oder Raum zugeordnet.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist jedem logischen Sub-Bezugsraum ein Schaltzustand des Steuerelementes zugeordnet.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Steuervorrichtung wird der mehrdimensionale Bezugsraum durch eine zweidimensionale Bezugsfläche gebildet, wobei die zweidimensionale Bezugsfläche eine aktive Fläche als ersten logischen Sub-Bezugsraum, in der alle darin befindlichen Steuer- elemente den jeweils zugehörigen Aktuator aktivieren und eine passive Fläche als zweiten logischen Sub-Bezugsraum aufweist, in der alle darin befindlichen Schaltelemente den jeweils zugehörigen Aktuator deaktivieren.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind die logischen Sub-Bezugsräume in Abhängigkeit von sensorisch erfassten Umweltbedingungen veränderbar.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervor- richtung wird die Position des Steuerelementes in dem mehrdimensionalen Bezugsraum durch Sensoren erfasst.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Steuern eines Systems, wobei eine Funktion des Systems in Abhängigkeit von einer Position eines manuell betätigbaren Steuerelementes in einem mehrdimensionalen Bezugsraum gesteuert wird. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Funktion des Systems in Abhängigkeit von einer absoluten Position des Steuerelementes in dem mehrdimensionalen Bezugsraum gesteuert.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Funktion des Systems in Abhängigkeit von einer rela- tiven Position des Steuerelementes zu einem Bezugspunkt innerhalb des mehrdimensionalen Bezugsraums gesteuert.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens wird die Funktion des Systems in Abhängigkeit von einer relativen Position des Steuerelementes zu mindestens einem anderen Steuerelement innerhalb des mehrdimensionalen Bezugsraums gesteuert.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch das Steuerelement ein zugehöriger Aktuator gesteuert.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Steuerelement zu seiner manuellen Betätigung durch einen Finger eines Nutzers berührt.
Die Erfindung schafft ferner ein Gerät, bei dem eine Gerätefunktion in Abhängigkeit von einer Position eines manuell be- tätigbaren Steuerelementes in einem mehrdimensionalen Bezugsraum steuerbar ist.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes weist dieses einem berührungsempfindlichen Bildschirm auf, auf dem mindestens ein manuell betätigbares Steuerelement graphisch dargestellt wird, dessen Position in einem mehrdimensionalen Bezugsraum veränderbar ist.
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der erfin- dungsgemäßen Steuervorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung; Figuren 2A, 2B verschiedene Möglichkeiten zur manuellen Betätigung eines Steuerelements bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit einem dreidimensionalen Bezugsraum;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit einem dreidimensionalen Bezugsraum;
Figuren 5A-5D verschiedene Ausführungsbeispiele für Bezugsräume, wie sie bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung einsetzbar sind;
Figuren 6A- 6E Beispiele für verschiedene Interaktionsmöglichkeiten eines Nutzers mit Schaltelementen bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Figuren 7A-7D Beispiele zur Interaktion mit einem Schaltelement bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung; Figuren 9A- 9D zeigen Interaktionsmöglichkeiten eines Nutzers zur manuellen Betätigung eines Schaltelements bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Figuren
10A, 1OB Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung; Figuren IIA, IIB weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Fig. 14 ein Diagramm zur Darstellung verschiedener selektierbarer Bezugsräume, wie sie bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung einsetzbar sind;
Fig. 15 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Figuren
16A, 16B weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
Fig. 17 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung.
Wie man auf Fig. 1 erkennen kann, weist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 zum Steuern von Systemfunktionen einen mehrdimensionalen Bezugsraum 2 auf. Bei dem mehrdimensionalen Bezugsraum 2 kann es sich um eine zweidimensionale Bezugsfläche, aber auch um einen dreidimensionalen Bezugsraum handeln. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 wird der mehrdimensionale Bezugsraum 2 durch eine zweidimensionale Bezugsfläche gebildet, in der sich verschiedene manuell betätigbare Steuerelemente 3-1, 3-2, 3-3 befinden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich drei Schaltelemente in dem zweidimensionalen Bezugsraum 2. Die Anzahl der Schalt- beziehungsweise Steuerelemente 3 innerhalb des Bezugsraums 2 kann je nach Anwendung variieren. Bei den Steuerelementen 3-1, 3- 2, 3-3 kann es sich um manuell betätigbare dreidimensionale Körper handeln, die in dem Bezugsraum 2 betätigbar sind. Bei einer alternativen Ausführungsform werden die Steuerelemente 3-1, 3-2, 3-3 in dem Bezugsraum 2 zu ihrer manuellen Betäti- gung graphisch dargestellt. Beispielsweise werden Steuerelemente 3 auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm eines Gerätes dargestellt.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 weist eine Datenver- arbeitungseinheit 4 auf, die in Abhängigkeit von Positionen der Steuerelemente 3-1, 3-2, 3-3 in dem Bezugsraum 2 zugehörige Aktuatoren 5-1, 5-2, 5-3 steuert.
Bei einer möglichen Ausführungsform ist jedem Steuerelement 3-i ein zugehöriger Aktuator 5-i zugeordnet. Bei einer alternativen Ausführungsform kann ein Steuerelement 3 gleichzeitig mehrere Aktuatoren 5 ansteuern.
Der Aktuator 5 führt eine Funktion eines technischen Systems beziehungsweise eines Gerätes aus. Bei den Aktuatoren 5 kann es sich um beliebige Aktuatoren handeln, beispielsweise um Lautsprecher, Beleuchtungseinrichtungen oder Motoren. Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 wird ein Funktion des Gerätes beziehungsweise des Systems in Abhängigkeit von einer Position eines Steuerelementes 3 in dem mehrdimensionalen Bezugsraum 2 gesteuert.
Bei einer Ausführungsform wird die Position des Steuerelementes 3 durch eine absolute Position des Steuerelementes in dem Bezugsraum 2 gebildet. Beispielsweise wird die Funktion in Abhängigkeit von Raum-Koordinaten des Steuerelementes 3 in dem Bezugsraum 2 gesteuert.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird eine Funktion in Abhängigkeit von einer relativen Position des Steuerelementes 3 zu einem Bezugspunkt des Bezugsraums 2 gesteuert. Beispielsweise können in dem Bezugsraum Bezugspunkte beziehungsweise Steuerpole vorgesehen sein, wobei sich ein Steuerele- ment 3 dem Bezugspunkt annähern oder sich von dem Bezugspunkt entfernen kann. Die Funktion wird dann in Abhängigkeit von der Distanz zwischen dem Steuerelement 3 und dem Bezugspunkt innerhalb des Bezugsraumes 2 gesteuert.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 wird eine Funktion in Abhängigkeit von einer relativen Position des Steuerelementes 3i zu mindestens einem anderen Steuerelement 3 innerhalb des Bezugsraums 2 ge- steuert. Eine räumliche Nähe zwischen Steuerelementen 3-i, 3- j kann beispielsweise eine Funktionszusammengehörigkeit und gemeinsame Attribute ausdrücken. Es können auch ähnliche Schaltzustände in einer gemeinsamen Umgebung vorgesehen werden .
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 sind Steuerelemente 3, die sich in dem mehrdimensionalen Bezugsraum 2 einander stark annähern beziehungsweise berühren, funktionsmäßig miteinander koppelbar. Steuert beispielsweise das Steuerelement 3-1 eine Funktion Fl und das Steuerelement 3-2 eine Funktion F2 können bei einer möglichen Ausführungsform nach Berühren der beiden Steuerelemente 3-1, 3-2 in dem Bezugsraum 2 beide Steuerelemente 3-1, 3-2 beide Funktionen Fl, F2 steuern.
Die Steuerelemente 3-1, 3-2, 3-3, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, können durch einen Benutzer in den Bezugsraum 2 hineingesetzt beziehungsweise in dem Bezugsraum 2 generiert werden oder auch durch einen Nutzer aus dem Bezugsraum 2 ent- fernt beziehungsweise gelöscht werden. Handelt es sich bei den Steuerelementen 3 um körperliche dreidimensionale Gegenstände, beispielsweise Magnetknöpfe, kann ein Nutzer ein ihm zugehöriges Steuerelement 3 mit sich führen und in den Bezugsraum 2 hineinsetzen beziehungsweise dort platzieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist jedes Steuerelement 3 eine zugehörige Steuerelement-ID auf, beispielsweise eine Steuerelementidentifikationsnummer . Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Nutzer nach Betätigung des manuell betätigbaren Steuerelementes 3 das Steuerelement 3 wieder aus dem Bezugsraum 2 entfernen beziehungs- weise das graphische Symbol des dargestellten Steuerelementes 3 löschen.
Figuren 2A, 2B zeigen verschiedene Möglichkeiten zur Betätigung eines Steuerelementes 3 bei der erfindungsgemäßen Steu- ervorrichtung 1. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird das Steuerelement 3 durch einen dreidimensionalen Körper gebildet, der durch die Hand eines Nutzers manuell betätigbar ist, beispielsweise auf einer Fläche verschiebbar oder drehbar ist.
Bei der in Fig. 2B dargestellten Ausführungsform wird das Steuerelement 3 zu seiner Betätigung in dem Bezugsraum 2 graphisch dargestellt. Beispielsweise wird ein Symbol des Steuerelements 3 auf einer Bildschirmoberfläche eines berührungs- empfindlichen Bildschirms dargestellt. Durch Berühren des
Steuerelementes 3 mit einem Finger kann ein Nutzer eine Funktion durch manuelle Betätigung steuern, indem er eine Position des Steuerelementes 3 in dem mehrdimensionalen Bezugsraum verändert .
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der mehrdimensionalen Bezugsraum 2 ein dreidimensionaler Bezugsraum, in dem sich ein Steuerelement 3 befindet. Eine Funktion des Systems wird in Abhängigkeit von der Position des Steuerelementes 3 in dem dreidimensionalen Bezugsraum 2 gesteuert. Dabei kann die Position wiederum durch die absolute Position des Steuerelementes 3 in dem Bezugsraum 2, durch eine relative Position des Steuerelementes 3 zu einem Bezugspunkt innerhalb des Bezugsraumes 2 oder auch durch eine relative Position des Steuerelementes 3 zu mindestens einem anderen Steuerelement innerhalb des Bezugsraumes 2 gebildet werden. Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerelement 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der mehrdimensionale Bezugsraum 2 ebenfalls durch einen drei- dimensionalen Bezugsraum gebildet, in dem sich ein Steuerelement 3 befindet. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der dreidimensionale Bezugsraum 2 auf einem Bildschirm 6 optisch dargestellt. Ein Nutzer 7 kann beispielsweise über einen elektronischen Steuerhandschuh 8 und eine drahtlose Schnittstelle mit der Datenverarbeitungseinheit 4 kommunizieren und das Steuerelement 3 in dem dreidimensionalen Bezugsraum 3 manuell betätigen. Durch die dreidimensionale Bewegung des steuernden Handschuhs 8 wird das Steuerelement 3 in dem dreidimensionalen Bezugsraum 2 bewegt, das heißt translatorisch bewegt oder auch gedreht. In Abhängigkeit von der absoluten oder relativen Position des Steuerelementes 3 in dem dreidimensionalen Bezugsraum 2 kann eine Funktion des Systems, beispielsweise ein Aktuator 5 gesteuert werden . Bei einer alternativen Ausführungsform wird dem Nutzer 7 der dreidimensionale Bezugsraum 2 und das darin befindliche Steuerelement 3 nicht über einen Bildschirm visuell angezeigt, sondern durch einen von dem Nutzer 7 getragenen Helm mit einem Display beziehungsweise durch eine von einem Nutzer 7 ge- tragene Brille. Bei der Datenverarbeitungseinrichtung 4 kann es sich um einen Computer mit einem oder mehreren Mikroprozessoren handeln, der über eine drahtlose Schnittstelle verfügt, über die ein Nutzer Steuersignale zum Betätigen des Steuerelementes 3 übertragen kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerelement bewegt sich der Nutzer 7 in einem realen Raum 9, der als dreidimensionaler Bezugsraum 2 auf dem in Fig. 4 gezeigten Display 6 dargestellt ist. An dem Nutzer 7 befindet sich ein sensorisch erfassbares Tag 10, das als Steuerelement 3 in dem dreidimensionalen Bezugsraum 2 auf dem Display 6 dargestellt ist. Indem sich der Nutzer 7 in dem realen Bezugsraum 9 bewegt, verändert sich die absolute oder relative Position des von ihm getragenen Tags 10 innerhalb des realen Bezugsraums 9. Die Veränderung der absoluten oder relativen Position des Tags 10 wird sensorisch erfasst und in eine entsprechende Veränderung des Steuerelementes 3 innerhalb des mehrdimensionalen Bezugsraums 2 transformiert, die für den Nutzer 7 sichtbar ist. Trägt der Nutzer 7 beispielsweise einen Helm mit einem Display 6, kann er seine eigene Bewegung innerhalb des realen Bezugsraums 9 als Bewegung des Steuerelementes 3 innerhalb des mehrdimensionalen Bezugsraumes 2 visuell erkennen. In Abhängigkeit von seiner Position innerhalb des realen Bezugsraumes 9 beziehungsweise in Abhängigkeit von der Position des Steuerelementes 3 innerhalb des dreidimensionalen Bezugsraumes 2 wird dann eine Funktion F des Systems gesteuert. Bewegt sich beispielsweise der Nutzer 7 bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel nach rechts, wird zum Beispiel ein Aktuator 5 eingeschaltet, während der Aktuator 5 ausgeschaltet wird, wenn der Nutzer 7 sich nach links innerhalb des realen Raumes 9 bewegt. Bewegt sich der Nutzer 7 innerhalb des Raumes 9 beispielsweise nach vorne, kann etwa die Helligkeit einer Lichtquelle erhöht werden, während die Helligkeit einer Lichtquelle vermindert wird, wenn der Nutzer 7 sich nach hinten innerhalb des Raumes 9 bewegt .
Bei einer weiteren Ausführungsform trägt der Nutzer 7 beispielsweise einen Steuerhandschuh 8 und ein Positionstag 10, wobei ein erstes Steuerelement 3 über den Steuerhandschuh 8 betätigt wird und ein anderes Steuerelement 3 in Abhängigkeit von der Position des Nutzers 7 innerhalb des Raumes 9 gesteu- ert wird. Bei einer weiteren Ausführungsform trägt der Nutzer 7 mehrere Positionstags 10 an verschiedenen Gliedmaßen, beispielsweise ein Positionstag 10 am linken Arm und ein weiteres Positionstag 10 am rechten, mit dem verschiedene Steuerelemente 3 innerhalb des mehrdimensionalen Bezugsraums 2 an- steuerbar sind. In gleicher Weise kann der Nutzer auch einen ersten Steuerhandschuh 8 an der linken Hand und einen zweiten Steuerhandschuh 8 an der rechten Hand zur Ansteuerung verschiedener Steuerelemente 3 innerhalb des mehrdimensionalen Bezugsraumes 2 tragen.
Figuren 5A, 5B, 5C, 5D zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für mögliche mehrdimensionale Bezugsräume.
Fig. 5A zeigt ein Rechteck beziehungsweise ein Quadrat als möglichen zweidimensionalen Bezugsraum zur Bewegung beziehungsweise Betätigung von Steuerelementen 3.
Fig. 5B zeigt ein Dreieck als zweidimensionalen Bezugsraum 2.
Fig. 5C zeigt eine Kreisfläche als zweidimensionalen Bezugsraum 2.
Fig. 5D zeigt eine Kugel, deren Oberfläche einen dreidimensionalen Bezugsraum 2 bildet.
Wie man aus den in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispielen erkennen kann, kann der Bezugsraum 2 unterschiedlichste geo- metrische Formen einnehmen, die an die jeweilige Anwendung angepasst sein können. Auch verschiedene dreidimensionale Formen für einen dreidimensionalen Bezugsraum 2 sind möglich, beispielsweise Quader, Tetraeder, Kugeln, Pyramiden usw.
Die Oberfläche des Bezugsraumes 2 kann bei einer möglichen
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems 1 mit semantischen Informationsdaten versehen sein. Diese semantische Information kann beispielsweise durch verschiedene Farben, Bilder, Rasterungen oder Aufteilungen des Bezugsraumes 2 vi- sualisiert werden. Beispielsweise kann in einem zweidimensionalen Bezugsraum 2 dem Nutzer ein Bild auf einem Display angezeigt werden, auf dem verschiedene Objekte dargestellt sind. Der Nutzer kann dann durch manuelle Betätigung eines Steuerelementes 3 dessen Position in Bezug auf das visuali- sierte Objekt verändern und so eine Funktion des Systems steuern. Beispielsweise kann ein Stadtplan einer Stadt auf einem berührungsempfindlichen Display 6 angezeigt werden, auf dem der Nutzer ein graphisch dargestelltes Steuerelement 3 manuell betätigt. Beispielsweise kann ein Nutzer ein Steuerelement 3 auf ein in dem Stadtplan dargestelltes Gebäude der Stadt platzieren, wobei bei einer Betätigung des platzierten Steuerelementes 3 eine beliebige Schaltfunktion, die das zu- gehörige Gebäude betrifft, durch den Nutzer gesteuert wird.
Figuren 6A bis 6F zeigen verschiedene Interaktionsmöglichkeiten eines Nutzers mit einem manuell betätigbaren Steuerelement 3.
Wie in Fig. 6A dargestellt, kann durch Platzieren beziehungsweise Einsetzen oder Generieren eines Steuerelementes 3 innerhalb eines Bezugsraumes 2 bereits eine Funktion F des Systems angesteuert werden. Beispielsweise wird durch Platzieren eines Steuerelementes 3 in dem Bezugsraum 2 ein zugehöriger Aktuator 5 aktiviert.
Weiterhin kann, wie in Fig. 6B dargestellt, durch eine Positionsänderung von Steuerelementen 3 eine Funktion F des Systems gesteuert werden. Dabei kann die Funktion F in Abhängig- keit von einer absoluten Position des Steuerelements 3 oder von einer relativen Position des Steuerelements gesteuert werden. Bei dem in Fig. 6B dargestellten Beispiel wird beispielsweise eine erste Funktion Fl in Abhängigkeit von der absoluten Position des Steuerelementes 3-1 innerhalb des zweidimensionalen Bezugsraumes gesteuert. Weiterhin kann die relative Position des Steuerelementes 3-i zu einem anderen Steuerelement 3-j innerhalb des Bezugsraumes 2 eine Rolle spielen. Beispielsweise werden in Fig. 6B die beiden Steuerelemente 3-2, 3-3- aufeinander zu bewegt. Bei einer möglichen Ausführungsform wird die bevorstehende Kollision der beiden
Steuerelemente 3-2, 3-3 erkannt und daraus eine entsprechende Steuerfunktion abgeleitet.
Bei einer möglichen Ausführungsform kann beispielsweise durch Berühren zweier Steuerelemente 3i, 3j eine funktionsmäßige Kopplung der zugehörigen Funktionen Fl, F2 erfolgen. Berühren sich beispielsweise die beiden in Fig. 6B dargestellten Steuerelemente 3-2, 3-3, können bei einer möglichen Aus- führungsform anschließend beide Steuerelemente 3-i, 3-j anschließend auch die Funktionen des jeweils anderen Steuerelementes ausführen beziehungsweise steuern. Auch andere Funktionskopplungen sind möglich, z. B. auch ein Tausch der gesteu- erten Funktionen Fl, F2 der beiden sich berührenden Steuerelemente 3i, 3j .
Eine weitere Interaktionsmöglichkeit mit dem Steuerelement 3 besteht beispielsweise darin, dass ein Nutzer das Steuerele- ment 3 drückt, wie in Fig. 6C dargestellt.
Eine weitere Interaktionsmöglichkeit besteht darin, dass ein Nutzer eine räumliche Ausrichtung des Steuerelementes 3 im Bezugsraum 2 verändert und daraus eine Steuerfunktion F abge- leitet wird. Wie in Fig. 6D dargestellt, weisen die Steuerelemente 3-1, 3-2 jeweils eine Markierung M auf, die die räumliche Ausrichtung des Steuerelementes 3 in dem Bezugsraum 2 angibt. Ein Nutzer kann beispielsweise ein Steuerelement 3 durch Berühren auswählen und anschließend durch Drehen an der Markierung M die räumliche Ausrichtung des Steuerelementes 3 innerhalb des Bezugsraumes 2 verändern. Dabei können die Steuerelemente, wie in Fig. 6D dargestellt, verschiedene Größen und Formen aufweisen. Die Größe des Steuerelementes 3 kann dabei die Bedeutung des zugehörigen Aktuators 5 wider- spiegeln. Beispielsweise steuert ein Steuerelement 3, welches in dem Bezugsraum 2 groß dargestellt ist, einen großen beziehungsweise einen leistungsstarken Aktuator 5, während ein Steuerelement 3, das in dem Bezugsraum 2 klein dargestellt ist, einen kleinen beziehungsweise leistungsschwächeren Aktu- ator 5 steuert. Beispielsweise steuert das in Fig. 6D gezeigte Steuerelement 3-1 einen drehbaren Scheinwerfer mit einer hohen Lichtleistung, während das in Fig. 6D dargestellte kleinere Steuerelement 3-2 einen drehbaren Scheinwerfer mit einer geringen Lichtleistung steuert. Durch die Größe des dargestellten Steuerelementes 3 kann der Nutzer intuitiv erkennen, welche Auswirkungen ein Steuervorgang hat.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervor- richtung 1 ist jedes Steuerelement 3 für den Nutzer eindeutig identifizierbar. Beispielsweise weist jedes Steuerelement, wie in Fig. 6E dargestellt, ein eigenes, eindeutiges Symbol auf, das es dem Nutzer ermöglicht, die Steuerelemente 3 von- einander zu unterscheiden. Bei dem in Fig. 6E dargestellten Beispiel wird das erste Steuerelement 3-1 durch ein Quadrat, das zweite Steuerelement 3-2 durch ein Dreieck und das dritte Steuerelement 3-3 durch einen Kreis dargestellt. Das vierte Steuerelement 3-4 ist ebenfalls ein Quadrat. Die Form des Steuerelementes informiert bei einer möglichen Ausführungsform den Nutzer über die zugehörige gesteuerte Funktion F. Bei dem in Fig. 6E dargestellten Beispiel steuern die Steuerelemente 3-1, 3-4 eine gleichartige Funktion F innerhalb des Systems, wobei dies durch die gleichartige Form des zugehöri- gen Steuerelements ausgedrückt wird. Die verschiedenen Steuerelemente 3 mit den unterschiedlichen Steuerelementformen können jeweils auch Markierungen zum Drehen der Steuerelemente aufweisen, wie in Fig. 6F dargestellt.
Die Position der Steuerelemente 3 in dem mehrdimensionalen
Bezugsraum 2 werden zur Ableitung von Steuersignalen bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 auf verschiedene Weise ausgewertet. Einerseits kann die aktuelle relative oder absolute Position des Steuerelementes 3 zur direkten Ansteuerung eines zugehörigen Aktuators 5 ausgewertet werden. Andererseits kann auch durch logische Verknüpfung von Positionen der Steuerelemente 3 in dem mehrdimensionalen Bezugsraum 2 eine Steuerung von Funktionen F des Systems erfolgen. Wird beispielsweise ein Steuerelement 3 an einer bestimmten Position innerhalb des Bezugsraumes 2 platziert, führt jede weitere Interaktion, beispielsweise Drehen oder Drücken, mit dem Steuerelement 3 an dieser Position zu einer Schaltfunktion des mit dieser Position gekoppelten Aktuators.
Es kann eine dauerhafte funktionelle Kopplung zwischen einem Steuerelement 3 und einem Aktuator realisiert werden. Hierbei wird ein zu steuernder Aktuator 5 durch Platzieren eines Steuerelementes 3 an eine zu dem Aktuator zugehörige Stelle in dem Bezugsraum 2 ausgewählt. Das Steuerelement 3 kann anschließend wieder aus dem Bezugsraum 2 entfernt werden. In einer möglichen Ausführungsform bleibt anschließend die Zuordnung zwischen dem Steuerelement 3 und dem daran gekoppel- ten Aktuator 5 auch nach Entfernen des Steuerelementes 3 aus dem Bezugsraum 2 bestehen.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 ist es möglich, durch simultane manuelle Betätigung mehrerer Steuerelemente 3 mehrere Aktuatoren 5 gleichzeitig zu steuern. Beispielsweise kann im Heimbereich eine synchrone Steuerung eines Lichtszenarios und eines Klimaszenarios innerhalb eines Wohnraums erfolgen. Die Anzahl der Steuerelemente 3 kann zeitlich veränderbar sein. Mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 ist es somit möglich, nicht nur eine direkte Abbildung der Position des Steuerelementes 3 auf einem zugehörigen Aktuator 5 durchzuführen, sondern auch sogenannten Shortcuts zu realisieren, das heißt ein Steuerelement 3 kann verschiedene Aktuatoren 5 gleichzeitig steuern. Eine Schaltstellung eines Steuerelementes 3 im Bezugsraum ist einfach ablesbar.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 weist diese eine sogenannte Andockfunkti- on auf, wobei Steuerelemente 3, die sich innerhalb des Bezugsraumes 2 berühren, aneinander haften bleiben und anschließend gemeinsam betätigbar sind, wobei sie beispielsweise gemeinsam innerhalb des Bezugsraums 2 verschoben werden. Dies erlaubt ein schnelles und einfaches Betätigen zusammen- gehöriger Steuerelemente 3.
Da jedes Steuerelement über eine Anzahl von Freiheitsgraden innerhalb des mehrdimensionalen Bezugsraumes 2 verfügen kann, können bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steu- ervorrichtung 1 mehrere Funktionen F beziehungsweise Eigenschaften eines Gerätes mit einem Steuerelement 3 simultan gesteuert werden. So lassen sich beispielsweise bei einer Bewegung eines Steuerelementes 3 in einem zweidimensionalen Be- zugsraum 2 die horizontale und vertikale Positionsänderung des Steuerelementes 3 dazu nutzen, gleichzeitig zwei regelbare Eigenschaften eines Gerätes simultan zu verändern. Beispielsweise wird anhand einer horizontalen Verschiebung des Steuerelementes 3 die Lautstärke eines Aktuators 5 verringert beziehungsweise erhöht und anhand der vertikalen Positionsveränderung des Steuerelementes 3 eine Tonhöhe moduliert.
Durch Hinzuführen von Steuerelementen 3 in den Bezugsraum 2 kann die Anzahl der Funktionen F, die steuerbar sind, erweitert werden. Bei den Steuerelementen 3 kann es sich bei einer möglichen Ausführungsform um dreidimensionale Gegenstände des täglichen Lebens handeln. Beispielsweise ist es möglich, Kühlschrankmagneten als Steuerelemente 3 einzusetzen. Die eingesetzten dreidimensionalen Steuerelemente 3 können bei einer möglichen Ausführungsform rein passive Steuerelemente sein, wie beispielsweise Magnetköpfe. Bei einer alternativen Ausführungsform weisen die dreidimensionalen Steuerelemente 3, die beispielsweise auf einer zweidimensionalen Bezugsflä- che 2 aufsetzbar und dort bewegbar sind, ihrerseits eine elektronische Schaltung auf, die über eine drahtlose Schnittstelle mit einem zugehörigen Aktuator 5 kommunizieren kann.
Bei einer möglichen Ausführungsform weist die Datenverarbei- tungseinheit 4 der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 eine Ausleselogik und eine Kontrolllogik auf.
Bei der Ausleselogik kann es sich um ein Softwaremodul handeln, welches die verschiedenen Schaltzustände beziehungswei- se die Positionen der Steuerelemente 3 in dem mehrdimensionalen Bezugsraum 2 extrahiert. Die Ausleselogik stellt die Austauschbarkeit verschiedener Ausprägungen der Steuerelemente 3 sicher, da die spezifischen Details, wie beispielsweise die Ansteuerung des Bezugsraumes 2 und das Auslesen der Schaltzu- stände in der Ausleselogik implementiert sind. Dadurch sind weitere Applikationen unabhängig davon, ob der Bezugsraum 3 beziehungsweise der Schaltraum die Position der Steuerelemente 3 beziehungsweise Schaltelemente meldet oder ob die Steu- erelemente 3 selbst ihre jeweilige Position melden.
Darüber hinaus weist die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 bei einer möglichen Ausführungsform eine Kontrolllogik auf, wel- che die Daten der Ausleselogik auswertet. Dabei setzt die Kontrolllogik die Schaltzustände der Steuerelemente 3 in Steuerinformationsdaten für die verschiedenen Aktuatoren 5 um. Die Steuerinformationsdaten beziehungsweise Steuersignale werden über eine drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle an die zugehörigen Aktuatoren 5 weitergeleitet.
Bei den Aktuatoren 5 kann es sich elektrisch beziehungsweise elektronisch steuerbare technische Geräte handeln. Das Steuerelement 3 liefert Informationsdaten, die von der Datenver- arbeitungsanlage 4 über Kommunikationskanäle, wie beispielsweise KMX, DMX oder Ethernet drahtlos oder drahtgebunden an den jeweiligen Aktuator 5 weitergeleitet werden. Verfügt der Aktuator 5 selbst nicht über genügend Rechenleistung, um die ihm zugeführte Steuerinformation auszuwerten beziehungsweise zu interpretieren, ist es bei einer möglichen Ausführungsform möglich, einen Adapter zwischenzuschalten. Dieser Adapter interpretiert die empfangene Steuerinformation und wandelt diese beispielsweise in ein Ein-Aus-Signal für den Aktuator 5 um.
Figuren 7A bis 7D zeigen ein einfaches Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1. Bei dieser Ausführungsform wird der mehrdimensionale Bezugsraum 2 durch eine zweidimensionale Bezugsfläche gebildet. Bei dieser zweidi- mensionalen Bezugsfläche 2 handelt es sich um eine drucksensitive Sensormatte, auf der in einer vorgegebenen Rasterung verschiedene Sensorpunkte verteilt sind, welche eine hinreichend genaue Auflösung liefern, um verwendete Steuerelemente 3 zu erkennen. Bei dieser einfachen Ausführungsform werden die Steuerelemente 3 durch Magnetköpfe gebildet, die auf die Sensormatte 2 aufgesetzt werden können. Die Ausdehnung der Magnetköpfe stellt sicher, dass mindestens zwei Sensorpunkte auf der Sensormatte durch einen darauf aufgesetzten Magnet- köpf belegt sind. Die magnetische Anziehungskraft, die von dem Magnetköpfen ausgeübt wird, wird dabei von der drucksensitiven Sensormatte zur Positionsbestimmung der Steuerelemente 3 ausgewertet.
Wie in Fig. 7A dargestellt, wird ein manuell betätigbarer Magnetkopf als Steuerelement 3 auf eine Sensormatte als zweidimensionale Bezugsfläche 2 aufgesetzt. Anschließend wird, wie in Fig. 7B zu sehen, das aufgesetzte Steuerelement 3 manuell auf der Sensormatte verschoben. Fig. 7c zeigt das gemeinsame Verschieben mehrerer Steuerelemente 3 auf der Sensormatte. Fig. 7D zeigt das Hinzufügen eines weiteren Steuerelements 3 in den Bezugsraum 2, indem ein Magnetkopf auf die Sensormatte aufgesetzt wird.
Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht durch eine Sensormatte bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform. Wie in Fig. 8 zu erkennen, werden Magnetköpfe 3-1, 3-2, 3-3 als Steuerelemente 3 auf einer Sensormatte aufgesetzt, an deren Unterseite sich eine Metallplatte befindet.
In einer alternativen Ausführungsform werden die Steuerelemente 3 nicht durch körperliche Umstände, wie in Fig. 8 dargestellt, gebildet, sondern durch graphische Symbole, die auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm angezeigt werden und durch einen Benutzer über eine graphische Benutzeroberfläche betätigbar sind. Beispielsweise können Steuerelemente 3 durch interaktive Flash-Bausteine realisiert werden. Derartige Steuerelemente 3 bieten verschiedene Interaktionsmöglichkei- ten für einen Nutzer. Jedes Steuerelement 3 ist dabei vorzugsweise eindeutig identifizierbar.
Wie in Fig. 9A dargestellt, kann ein Steuerelement 3 in dem Bezugsraum 2 gedreht werden, wobei eine Ausrichtung des Steu- erelements 3 in dem Bezugsraum 2 zur Ansteuerung einer Funktion F abgefragt werden kann. Weiterhin kann die Größe eines Steuerelementes 3 durch manuelle Betätigung verändert werden, wie in Fig. 9B dargestellt. Durch manuelle Betätigung kann ein weiteres Steuerelement 3 dem Bezugsraum 2 hinzugefügt werden, wie in Fig. 9C dargestellt ist. Jedes generierte oder bestehende Steuerelement 3 kann innerhalb des Bezugsraums 2 bewegt beziehungsweise verschoben werden, wie dies in Fig. 9D dargestellt ist. Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform der Steuerelemente 3 enthalten diese verschiedene Symbole, die als Angreifspunkte für den Nutzer dienen. So kann an einem ersten Angreifspunkt die Ausrichtung des Steuerelementes 3 verändert werden, während ein anderer Angreifspunkt zur Größeneinstellung des Steuerelementes 3 dient. Die Größe des Steuerelements 3 kann bei einer möglichen Ausführungsform direkt mit einer Funktion F beziehungsweise einer physikalischen Eigenschaft eines Aktuators 5 gekoppelt sein. Handelt es sich bei dem Aktuator 5 beispielsweise um eine Lichtquel- Ie, kann die Intensität des abgehenden Lichtes beispielsweise direkt proportional zur Größe beziehungsweise Fläche des zugehörigen Steuerelementes 3 sein.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 und das erfindungs- gemäße Verfahren zum Steuern eines Systems sind vielseitig einsetzbar. Beispielsweise eignet sich die erfindungsgemäße Steuerelement für Multi-Media-Systeme, insbesondere zur Steuerung von Film-, Musik- und Lichtfunktionen.
Fig. 10A zeigt ein einfaches Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1. Bei dieser Ausführungsform wird der mehrdimensionale Bezugsraum 2 durch ein zweidimensionale Bezugsfläche gebildet, auf der zwei Bezugspunkte beziehungsweise Bezugspole IIA, IIB vorgesehen sind. In dem Bezugsraum 2 ist ein Steuerelement 3 zwischen den beiden Bezugspolen IIA, IIB verschiebbar. Je geringer die Distanz zwischen dem verschiebbaren Steuerelement 3 zu dem Bezugspol IIA innerhalb des Bezugsraumes 2 ist, desto höher ist die Lautstärke der zugehörigen Lautsprechers 5. Je stärker sich das Steuerelement 3 dem Bezugspol IIB annähert, desto geringer ist die Lautstärke eines zugehörigen Lautsprechers 5. Bei der in Fig. 10A dargestellten Ausführungsform bewegt sich ein Steuerelement 3 zwischen zwei Bezugspolen IIA, IIB. Bei dem in Fig. 1OB dargestellten Anwendungsbeispiel lässt sich ein Steuerelement 3 zwischen vier Bezugspolen IIA bis HD innerhalb des zweidimensionalen Bezugsraumes 2 bewegen. Bei dem in Fig. 1OB dargestellten Anwendungsbeispiel steht jeder Bezugspol HA bis HD für einen bestimmten Musikrhythmus, nämlich für Reggae, Salsa, Samba oder für einen Rumbarhythmus. Je näher das Steuerelement 3 an einem Bezugspol 11 positioniert ist, desto größer ist der Anteil des jeweiligen Rhythmus des Bezugspols an dem durch den Aktuator 5 ausgegebenen akustischen Signal. Bei der in Fig. 1OB dargestellten Ausführungsform wird somit ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Position des Steuerelementes 3 in dem Bezugsraum 2 aus verschiedenen gespeicherten Signalen zusammengemischt, wobei jedes gespeicherte Signal einem Bezugspol HA bis HD zugeordnet ist.
Die Figuren HA, HB zeigen weitere Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung. Bei dem in Fig. HA dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Aktuator 5 durch eine Lichtquelle gebildet die Licht mit verschiedenen Farben ausstrahlen kann. Ein Steuerelement 3 ist in einem zweidimensionalen Bezugsraum 2 verschiebbar. Der Bezugsraum 2 wird durch eine Bezugsfläche gebildet, die in verschiedene Sub- Flächen 2A-2D unterteilt ist. Bei dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Bezugsraum 2 vier logische Sub-Bezugsräume beziehungsweise Bezugsflächen 2A, 2B, 2C, 2D auf. Jeder logischen Sub-Bezugsflache ist eine Farbe zugeordnet. Zwischen den verschiedenen logischen Sub-Bezugsräumen 2A-2D bestehen Raumgrenzen, wobei ein Steuerelement 3 bei Überschreiben der Raumgrenzen eine Funktionsänderung vornimmt, das heißt in dem Anwendungsbeispiel die von dem Aktuator 5 abgestrahlte Farbe verändert. Bei der in Fig. 11 dargestellten Situation befindet sich das Steuerelement 3 in dem logischen Sub-Bezugsraum 2D der Bezugsfläche 2 und der zugehörige Aktuator 5 des Steuerelementes 3 strahlt gelbes Licht in die Umgebung ab. Wird das Steuerelement 3 durch manuelle Betätigung von einem Nutzer beispielsweise in den logischen Sub-Bezugsraum 2C verschoben, strahlt die Lichtquelle 5 grünes Licht aus.
Fig. IIB zeigt eine alternative Implementierung, bei der den verschiedenen Farben der Lichtquelle 5 verschiedene Bezugspole IIA bis HD innerhalb des Bezugsraums 2 zugeordnet sind. Wird beispielsweise das Steuerelement 3 in die Nähe des Bezugspols HD verschoben, leuchtet die Lichtquelle 5 gelb. Wird das Steuerelement 3 anschließend von dem gelben Be- zugspol HD in Richtung zu einem anderen Bezugspol verschoben, nimmt der Anteil des gelben Lichts ab und der Anteil der anderen Farbe nimmt zu.
Bei den in den Figuren HA, HB Ausführungsformen kann der Übergang von einer Farbe zu der anderen Farbe graduell oder sprunghaft erfolgen.
Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1. Bei der in Fig. 12 darge- stellten Ausführungsform ist die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung nicht nur mit einer Einrichtung zur Positionsbestimmung eines Steuerelementes 3 innerhalb eines Bezugsraums 2 und mit einem zugehörigen Aktuator 5, sondern zusätzlich auch noch mit mindestens einem Sensor 12 verbunden, der Umweltbedingungen erfasst. Bei dem in Fig. 12 dargestellten Anwendungsbeispiel wird ein Steuerelement 3 zwischen zwei Bezugspolen HA, HB innerhalb des zweidimensionalen Bezugsraums 2 bewegt, wobei jeder Bezugspunkt bzw. Bezugspol HA, HB einer Einstellung eines zugehö- rigen Aktuators 5 entspricht, der in dem gegebenen Beispiel durch eine Lichtquelle gebildet wird. Je näher sich das Steuerelement 3 durch manuelle Betätigung dem Bezugspol HB annähert, desto heller leuchtet die zugehörige Lampe 5. Wird das Steuerelement 3 hin zu dem Bezugspunkt HA verschoben, desto geringer ist die Leuchtkraft der Lampe 5. Bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform liest die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 zusätzlich Daten eines Sensors 12 aus. Dieser Sensor 12 erfasst beispielsweise die Umgebungshelligkeit. Ist es beispielsweise Tag und ein zugehöriger Raum eines Gebäudes ist bereits relativ hell aufgrund des Tageslichts, muss eine in dem Raum befindliche Lampe 5 nur relativ schwach leuchten, um die von dem Nutzer gewünschte Helligkeit zu erreichen, die er durch Bewegung des Steuerelementes 3 hin zu dem Helligkeitspol IIB steuert. Erfolgt der Steuervorgang während der Nacht und besteht kein Tageslicht, muss die Lichtquelle 5 Licht mit wesentlich höherer Lichtintensität ausstrahlen, um die gleiche Helligkeit in einem zugehörigen Raum zu errei- chen. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 kann somit zur Ansteuerung von Aktuatoren 5 neben den Steuerinformationen aufgrund der Position des Steuerelementes 3 auch Sensordaten eines Sensors 12 auswerten. Auf diese Weise kann beispielsweise Energie eingespart und ein genaueres Steuerergebnis erzielt werden, das einem gewünschten Sollwert genauer entspricht.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1. Bei dem in Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der mehrdimensionale Be- zugsraum 2 durch eine zweidimensionale Bezugsfläche gebildet, beispielsweise durch eine berührungsempfindliche Touch- Screen. Bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform werden auf der Touch-Screen beziehungsweise dem berührungsempfindlichen Display zusätzlich semantische Informationen dar- gestellt. Bei dem in Fig. 13 dargestellten einfachen Ausführungsbeispiel werden in dem zweidimensionalen Bezugsraum die Grundrisse mehrerer Gebäude I bis IV durch Strichlinien angezeigt. Beispielsweise handelt es sich um vier Gebäude innerhalb eines Werksgeländes. Durch Setzen eines Steuerelementes 3-1 in den gestrichelten Sub-Bezugsraum I wird eine zu dem
Gebäude I zugehörige Funktion aktiviert. Beispielsweise wird durch Setzen beziehungsweise Verschieben des Steuerelementes 3-1 in der gestrichelten Fläche des Gebäudes I in dem gesamten Gebäude I das Licht eingeschaltet. Anschließend kann das Steuerelement 3-1 durch manuelle Betätigung im gestrichelten Bereich des Gebäudes II verschoben werden. Durch diese manuelle Betätigung wird das Licht in dem Gebäude I ausgeschaltet und das Licht in dem zugehörigen Gebäude II aktiviert. Durch ein anderes Steuerelement 3-2 kann eine andere Funktion gesteuert werden, beispielsweise die Aktivierung beziehungsweise die Deaktivierung einer Alarmanlage. Bei dem in Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel werden verschiedene Aktua- toren 5-1 bis 5-4 in den verschiedenen Gebäuden I bis IV über ein Datennetzwerk 13 angesteuert. Über das Netzwerk 13 kann die Datenverarbeitungseinheit 4 auch Sensordaten von dezentral angeordneten Sensoren 12 erhalten.
Fig. 14 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1.
In dieser Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Steuer- Vorrichtung 1 nicht nur einen Bezugsraum 2, sondern mehrere
Bezugsräume 2-1, 2-2, 2-3 auf, die beispielsweise schichtweise übereinander angeordnet ist und durch einen Nutzer selektierbar sind. Jeder dieser Bezugsräume 2-1 bis 2-3 kann seinerseits in verschiedene logische Sub-Bezugsräume unterteilt sein. Beispielsweise werden die logischen Sub-Bezugsräume durch zweidimensionale Flächen innerhalb eines selektierten Bezugsraumes 2-i gebildet. Diese logischen Sub-Bezugsräume können beispielsweise auch aus einer Gruppe vorgegebener SubRäume ausgewählt werden. Jeder logische Sub-Bezugsraum inner- halb eines Bezugsraumes 2 kann einem realen Raum oder einem realen Objekt zugeordnet sein.
Bei einer möglichen Ausführungsform ist die Ausdehnung der logischen Sub-Bezugsräume in Abhängigkeit von sensorisch er- fassten Umweltbedingungen veränderbar. Jedem logischen Sub- Bezugsraum kann ein Schaltzustand eines Steuerelementes 3 zugeordnet sein.
Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1. Bei dem einfachen Anwendungsbeispiel wird der mehrdimensionale Bezugsraum 2 durch eine zweidimensionale Bezugsfläche gebildet, bei der es sich beispielsweise um die Auflagefläche eines Tisches handelt. Die zweidimensio- nale Tischfläche 2 ist in zwei logische Sub-Bezugsräume 2A, 2B aufgeteilt, in denen Steuerelemente 3 platzierbar und verschiebbar sind. Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform ist das Steuerelement 3 in einem zugehörigen Gerät 14 integriert. Bei dem in Fig. 15 dargestellten Anwendungsbeispiel wird das Gerät 14 durch ein mobiles Endgerät, beispielsweise durch ein mobiles Handy gebildet. In dem mobilen Endgerät 14 ist ein Steuerelement 3 integriert, wobei die Position des Steuerelementes 3 beziehungsweise des zugehörigen Endgerätes 14 sensorisch erfasst werden kann. Beispielsweise wird in dem logischen Sub-Bezugsraum 2A eine Funktion des mobilen Endgerätes 14 deaktiviert, während sie in dem logischen Sub-Bezugsraum 2B aktiviert ist. Auch ein Umschalten zwischen verschiedenen Funktionen beziehungsweise Funktionsgruppen des Gerätes 14 kann erreicht werden, indem das Gerät von der Fläche 2A in die Fläche 2B bewegt werden. Beispielsweise nimmt ein mobiles Endgerät 14, wenn es in dem Bereich 2A gelegt wird, nur private Telefonanrufe an, während das mobile Endgerät bei Platzieren in dem logischen Sub-Bezugsraum 2B ge- schäftliche Telefonanrufe annimmt.
Figuren 16A, 16B zeigen weitere Anwendungsbeispiele der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1. Bei dem in Fig. 16 dargestellten Beispiel ist der Bezugsraum 2 ein zweidimensionale Fläche mit einer aktiven Fläche als ersten logischen Sub- Bezugsraum 2A und einer passiven Fläche als zweiten logischen Sub-Bezugsraum 2B (die z.B. eine Selektionsbasis bildet) . Fig. 16B zeigt eine alternative Anordnung der beiden Flächen 2A, 2B. Bei dem Anwendungsbeispiel werden Steuerelemente 3 als Tags auf einer graphischen Oberfläche beziehungsweise einem Bildschirm dargestellt und können manuell betätigt werden. Die Steuerelemente 3 können ähnlich kleinen Notizzetteln mit einem Schlagwort versehen sein. Die Steuerelemente 3 können zu Beginn in der Selektionsbasis 2B als verfügbare Grund- menge visuell dargestellt sein. Zur Aktivierung der zugehörigen Aktuatoren 5 oder Funktionen F werden die Steuerelemente 3 von dem Nutzer von der passiven Fläche 2B in die aktive Fläche 2A verschoben. Der Nutzer kann die Steuerelemente 3 zwischen den beiden Arealen beziehungsweise Flächen 2A, 2B frei hin- und herbewegen. Hierdurch kann die Auswahl eines oder auch mehrerer Steuerelemente 3 variabel gehandhabt werden. Je nachdem auf welcher Fläche 2A, 2B die Steuerelemente 3 beziehungsweise Tags abgelegt sind, gelten sie als aktiv oder inaktiv.
Neben der Platzierung eines Steuerelements 3 innerhalb des aktiven Areals 2A selbst kann optional auch die dortige Lage des Steuerelements 3 ausgewertet werden. Beispielsweise kann eine Reihenfolge der ausgewählten Steuerelemente 3 festgelegt werden, je nachdem welches Steuerelement 3 zuerst in die aktive Fläche verschoben wird. Beispielsweise kann auch die relative Lage der Steuerelementes innerhalb der aktiven Fläche 2A berücksichtigt werden. Bei dem in Fig. 16A dargestellten Beispiel wird z.B. eine Reihenfolge von unten rechts nach oben links definiert. Bei dem in Fig. 16B dargestellten Beispiel kann eine Reihenfolge der Steuerelemente in Abhängigkeit von der Entfernung zu dem Mittelpunkt der Fläche festge- legt sein. Bei dieser Ausführungsform werden zugehörige Funktionen F beziehungsweise Aktuatoren 5 des Systems in Abhängigkeit von einer aufgrund der Position des Steuerelementes 3 festgelegten Position sequenziell ausgeführt. Die Steuerelemente 3 werden als Tags visualisiert und können durch den Nutzer durch einfaches Verschieben aktiviert beziehungsweise deaktiviert werden. Dies eröffnet dem Nutzer eine einfache manuelle oder haptische beziehungsweise intuitive Steuerung. Gleichzeitig kann der Nutzer sofort ablesen, welche Steuerelemente 3 gegenwärtig aktiv beziehungsweise deaktiviert sind.
Fig. 17 zeigt ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1. In einem aktiven Areal beziehungsweise einem aktiven Sub-Bezugsraum 2A befindet sich ein Tag „Beat- les", während die Grundmenge der weiteren inaktiven Steuerelemente in einem passiven Sub-Bezugsraum 2B angeordnet sind. Die dort angeordneten Tags bezeichnen beispielsweise eine Musikgruppe, wie „Rolling Stones", Musikrichtungen, wie bei- spielsweise „Techno" oder „Folk" und Beleuchtungseinstellungen, wie beispielsweise „bright" und „dark" . Bei der in Fig. 17 dargestellten Ausführungsform sind somit den Steuerelementen 3 nicht verschiedene Aktuatoren 5 zugeordnet, sondern verschiedene Attribute beziehungsweise Funktionen F.
Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 kann jedes Steuerelement 3 beziehungsweise jedes Tag mit einer beliebigen Funktion F, mit einem beliebigen Aktuator 5 oder mit ei- nem beliebigen Attribut assoziiert sein. Das Steuerelement 3 kann auch mit einer Adresse oder einem Netzwerkpfad beziehungsweise einer Referenzinformation assoziiert sein. Die symbolische Darstellung eines Tags beziehungsweise eines Steuerelementes 3 kann sich je nach Ursprung, Typ oder ange- botenem Dienst unterscheiden. Die symbolische Darstellung der Steuerelemente 3 auf einem zweidimensionalen Bildschirm kann je nach assoziierter Einheit eine verschiedene Farbgebung oder verschiedene Icons und Graphiken aufweisen.
Bei den Steuerelementen 3 kann es sich um verschiedene Arten von Tags handeln, beispielsweise so genannte Place-Holder- Tags, Mnemonik-Tags oder Locator-Tags . Bei Place-Holder-Tags beziehungsweise Platzhaltern trägt das Steuerelement 3 selbst die Information, etwa ein Schlagwort. Auch komplexe Informa- tionen können unter einem Steuerelement 3 beziehungsweise einem Tag zusammengefasst und verborgen sein. Dies sind beispielsweise kombinierte Einstellungen beziehungsweise Konfigurationen oder Programme. Diese Einstellungen können beispielsweise als Mnemonik-Tag beziehungsweise Mnemonik- Steuerelement 3 in dem Bezugsraum 2 dargestellt sein. Ferner kann durch Locator-Tags beziehungsweise Lokalisierungs- Steuerelemente 3 Referenzinformation beispielsweise eine Netzwerkadresse zu einer Zielentität an einem verlinkten Ort in dem Bezugsraum 2 dargestellt werden.
Bei einer möglichen Anwendungsform wird ein digitaler Bilderrahmen vorgesehen, der mit einem Netzwerk, insbesondere mit einem Lokalnetzwerk, verbunden ist. Dieser digitale Bilder- rahmen ist dabei mit einem berührungssensitiven Display ausgestattet. Berührt ein Nutzer das Display beziehungsweise nähert er sich dem Display an, können beispielsweise verschiedene verfügbare Medieninhalte als Tags beziehungsweise Steu- erelemente 3 angezeigt werden. Diese Steuertags 3 zeigen beispielsweise als Medieninhalte Photos, Bilder und dergleichen an. Darüber hinaus können die Steuerelemente 3 auch andere Medien-Abspielgeräte in dem Netzwerk anzeigen, etwa Musik- Playlists, Fernsehsender usw. Je nachdem welche Steuerelemen- te 3 in einem aktiven Sub-Bezugsraum 2A platziert werden, kann sich dann der Inhalt des digitalen Bilderrahmens oder die von den weiteren Geräten wiedergegebenen Medien verändern .
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 eignet sich für verschiedenste Anwendungsfälle und zur Steuerung unterschiedlichster Geräte in beliebigen Umgebungen. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 in mobilen Endgeräten, Automaten, Steuerrechnern und dergleichen eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 eignet sich beispielsweise für PDAs, mobilen Telefonen oder Laptops. Mit der erfindungsgemäßen Steuerelement 1 lassen sich eine Vielzahl von Geräten simultan in mehreren Dimensionen steuern beziehungsweise regeln. Es können dabei auch unscharfe Zustände realisiert werden, da eine kontinuierliche Platzierung einer entsprechenden Modellierungsmöglichkeit bietet. Die Steuerelemente 3 der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 können beliebig komplexe Gruppen von Geräten simultan repräsentieren. Weiterhin kann die absolute Position beziehungsweise re- lative Nähe der Steuerelemente 3 untereinander als eine zusätzliche Steuer- beziehungsweise Regelinformation genutzt werden. Die Oberfläche beziehungsweise Form des Bezugsraums 2 kann beliebig sein. Die verwendeten Steuerelemente 3 können passiv oder aktiv ausgeführt sein. Die erfindungsgemäße Steu- ervorrichtung 1 eignet sich insbesondere auch für raue Umgebungsbedingungen innerhalb von Fabrikhallen, öffentlichen Plätzen oder dergleichen. Bei einer möglichen Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 in Objekten be- ziehungsweise Geräten des täglichen Lebens integriert.
Die Oberfläche des Bezugsraums 2 kann in beliebiger Weise mit zusätzlichen Steuerinformationen einschließlich semantischer Bedeutung angereichert werden. Durch eine Rasterung des Bezugsraums 2 können kontinuierliche Positionen in diskrete Positionen überführt werden. Weiterhin erlaubt es die Oberfläche des Bezugsraums 2 adaptiv zusätzlich Informationen anzuzeigen. Da beliebig viele Steuerelemente 3 hinzufügbar sind, kann die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 in einfacher
Weise erweitert werden und erlaubt eine Vielzahl von Funktionen F verschiedener technischer Geräte gleichzeitig zu steuern. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 bietet zudem eine vielfältige Interaktionsmöglichkeit mit den angezeigten Steuerelementen 3, wobei simultan mehrere Parameter beziehungsweise Funktionen F eines Gerätes gesteuert beziehungsweise geregelt werden können. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 erlaubt dem Nutzer eine schnelle und intuitive Erfassung einer Vielzahl von steuerbaren Funktionen F verschie- dener Geräte. Daher ist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 besonders einfach durch einen Nutzer bedienbar.

Claims

Patentansprüche
1. Steuervorrichtung (1) zum Steuern eines Systems mit mindestens einem manuell betätigbaren Steuerelement (3) , wobei eine Funktion (F) des Systems in Abhängigkeit von einer Position des Steuerelementes (3) in einem mehrdimensionalen Bezugsraum (2) steuerbar ist.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der mehrdimensionale Bezugsraum (2) eine zweidimensionale Bezugsfläche ist.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Position des Steuerelementes (3) durch eine absolu- te Position des Steuerelementes (3) in dem Bezugsraum (2) oder eine relative Position des Steuerelementes (3) zu einem Bezugspunkt innerhalb des Bezugsraumes (3) oder durch eine relative Position des Steuerelementes (3) zu mindestens einem anderen Steuerelement (3) innerhalb des Bezugsraums (2) gebildet wird.
4. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei das Steuerelement (3) in dem mehrdimensionalen Bezugsraum zu seiner manuellen Betätigung graphisch dargestellt wird.
5. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei das Steuerelement (3) ein manuell betätigbarer dreidimensionaler Körper ist, der in dem mehrdimensionalen Bezugsraum (2) manuell betätigbar ist.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der dreidimensionale Körper auf einer zweidimensionalen Bezugsfläche (2) manuell betätigbar ist.
7. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei durch das manuell betätigbare Steuerelement (3) mindestens ein zugehöriger Aktuator (5) oder eine zugehörige Aktua- torengruppe steuerbar ist.
8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Aktuator (5) in Abhängigkeit von der Position des Steuerelementes (3) in dem mehrdimensionalen Bezugsraum (2) steuerbar ist.
9. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, wobei mehrere Steuerelemente (3) , die sich in dem mehrdimensionalen Bezugsraum (2) berühren, miteinander koppelbar sind.
10. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweidimensionale Bezugsfläche durch eine Sensormatte gebildet wird.
11. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Sensormatte drucksensitiv ist.
12. Steuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Steuerelement (3) ein Magnetkopf ist.
13. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweidimensionale Bezugsfläche (2) ein berührungsempfindlicher Bildschirm ist, auf dem das Steuerelement (3) graphisch dargestellt betätigbar ist.
14. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei bei der manuellen Betätigung des Steuerelements (3) eine absolute oder relative Position des Steuerelementes (3) verändert wird.
15. Steuervorrichtung nach Anspruch 14, wobei bei der manuellen Betätigung des Steuerelementes (3) ein Druck oder eine Drehbewegung auf das Steuerelement (3) ausgeübt wird.
16. Steuervorrichtung nach Anspruch 14, wobei bei der manuellen Betätigung des Steuerelementes (3) eine absolute oder relative Ausrichtung des Steuerelementes (3) in dem Bezugsraum (2) geändert wird.
17. Steuervorrichtung nach Anspruch 14, wobei bei der manuellen Betätigung des Steuerelementes (3) das Steuerelement (3) gedreht wird.
18. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 17, wobei jedem Steuerelement (3) eine zugehörige Steuerelement- Identifikation aufweist.
19. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der mehrdimensionale Bezugsraum (2) verschiedene logische Sub-Bezugsräume aufweist, denen jeweils mindestens eine Funktion (F) des Systems zugeordnet ist.
20. Steuervorrichtung nach Anspruch 19, wobei die logischen Sub-Bezugsräume durch geometrische Partitionen gebildet werden.
21. Steuervorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, wobei die logischen Sub-Bezugsräume aus einer Gruppe vorgegebener Sub-Bezugsräume auswählbar sind.
22. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 19 bis 21, wobei die logischen Sub-Bezugsräume zeitlich veränderbar sind.
23. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 19 bis 22, wobei jedem logischen Sub-Bezugsraum ein realer Raum zugeordnet ist.
24. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 19 bis 22, wobei jedem logischen Sub-Bezugsraum ein Schaltzustand des Steuerelementes (3) zugeordnet ist.
25. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 19 bis 24, wobei der mehrdimensionale Bezugsraum (2) durch eine zweidi- mensionale Bezugsfläche gebildet wird, die eine aktive Fläche als ersten logischen Sub-Bezugsraum aufweist, in der alle darin befindliche Steuerelemente (3) jeweils einen zugehörigen Aktuator (5) aktivieren und die eine passive Fläche als zweiten logischen Sub-Bezugsraum aufweist, in der alle darin befindlichen Steuerelemente (3) jeweils einen zugehörigen Aktuator (5) deaktivieren.
26. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 19 bis 25, wobei die logischen Sub-Bezugsräume in Abhängigkeit von sensorisch erfassten Umweltbedingungen veränderbar sind.
27. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 26, wobei die Position des Steuerelementes (3) in dem mehrdimensionalen Bezugsraum (2) sensorisch erfasst wird.
28. Verfahren zum Steuern eines Systems, wobei eine Funktion (F) des Systems in Abhängigkeit von der Position eines manuell betätigbaren Steuerelementes (3) in einem mehrdimensionalen Bezugsraum (2) gesteuert wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Funktion (F) des Systems in Abhängigkeit von einer absoluten Position des Steuerelementes (3) in dem mehrdimensionalen Bezugsraum (2) gesteuert wird.
30. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Funktion (F) des Systems in Abhängigkeit von einer relativen Position des Steuerelementes zu einem Bezugspunkt innerhalb des mehrdimensionalen Bezugsraums gesteuert wird.
31. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Funktion (F) des Systems in Abhängigkeit von einer relativen Position des Steuerelementes (3) zu mindestens einem anderen Steuerelement (3) innerhalb des gleichen oder eines anderen mehrdimensionalen Bezugsraums (2) gesteuert wird.
32. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 28 bis 31, wobei durch das Steuerelement (3) ein zugehöriger Aktuator (5) gesteuert wird.
33. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 28 bis 32, wobei das Steuerelement (3) zu seiner manuellen Betätigung durch einen Finger eines Nutzers berührt wird.
34. Gerät, bei dem eine Gerätefunktion in Abhängigkeit von einer Position eines manuell betätigbaren Steuerelementes (3) in einem mehrdimensionalen Bezugsraum (2) steuerbar ist.
35. Gerät nach Anspruch 34, mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm (6), bei dem mindestens ein manuell betätigbares Steuerelement (3) graphisch dargestellt wird, wobei eine Position des Steuerelementes (3) in dem mehrdimensionalen Bezugsraum (2) nach Be- rühren des graphisch dargestellten Steuerelementes (3) zum Steuern der Gerätefunktion (F) veränderbar ist.
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