DE10114891A1

DE10114891A1 - Computer data input device has position and/or position variation measuring device for input of data by spatial movement of input device

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Publication number: DE10114891A1
Application number: DE2001114891
Authority: DE
Inventors: Ruediger Angermeier; Ernst Schraud
Original assignee: GEOMETRIE CONCERN VERWALTUNGS
Current assignee: GEOMETRIE CONCERN VERWALTUNGS
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-17

Abstract

The data input device (1) has a position and/or position variation measuring device (4), operating independent of the interaction of the measuring device with a further object and using at least one acceleration sensor, e.g. a 3-dimensional device for providing the position or position variation of the input device in spatial coordinates. An Independent claim for a computer data input method is also included.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dateneingabevorrichtung zur Eingabe von Daten in Computervorrichtungen, mit einer Messvorrichtung, die eine Positionsmesseinrichtung zur Messung der Position und/oder der Ände rung der Position zumindest einer Eingabeeinrichtung aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Eingabeverfahren zur Eingabe von Daten in Computervorrichtungen, bei dem die Eingabe der Daten in die Computer vorrichtung durch die Bewegung eines Gegenstands im Raum erfolgt, wobei die Position und/oder die Änderung der Position des Gegenstands gemessen wird.The invention relates to a data input device for the input of Data in computer devices, with a measuring device, the one Position measuring device for measuring the position and / or the changes tion of at least one input device. The The invention further relates to an input method for inputting data into Computer devices, in which the input of data into the computer device is caused by the movement of an object in space, taking the position and / or changing the position of the object is measured.

Zur Eingabe von Daten in Computervorrichtungen - wobei unter Daten auch Anweisungen und Befehle an die Computervorrichtung zu verstehen sind - ist eine große Anzahl von verschiedenen Eingabevorrichtungen bekannt.For entering data into computer devices - under data also understand instructions and commands to the computing device are - is a large number of different input devices known.

So sind beispielsweise an praktisch jedem modernen Computer Tastaturen bzw. Computermäuse zur Dateneingabe angeschlossen. Üblich sind aber auch sogenannte Touchpads, also berührungsempfindliche Schreibtableaus, sowie sogenannte Touchscreens, also berührungsempfindliche Bildschirme. Letztere finden vor allem bei sogenannten Palmtops oder PDA's (für "Personal Digital Assistant") Verwendung.For example, keyboards are found on practically every modern computer or computer mice connected for data entry. But are common also so-called touchpads, i.e. touch-sensitive writing tablets, as well as so-called touchscreens Screens. The latter are found primarily in so-called palm tops or PDA's (for "Personal Digital Assistant") use.

Bei diesen bekannten Eingabeeinrichtungen wird die Position eines Gegenstandes dadurch ermittelt, dass seine Position gegenüber einem anderen Gegenstand durch eine Interaktion der beiden Gegenstände ermittelt wird. Dabei stehen die beiden Gegenstände entweder in direktem Kontakt zueinander oder sind zumindest unmittelbar benachbart zueinan der angeordnet.In these known input devices, the position of a Determined object in that its position in relation to a another object through an interaction of the two objects is determined. The two objects are either in direct Contact each other or are at least immediately adjacent to each other the arranged.

Beispielsweise wird bei einer Computertastatur die Bewegung einer Taste gegenüber dem Tastaturgehäuse ermittelt. Taste und Tastaturgehäuse bilden eine mechanische Einheit. Bei einer Computermaus wird die Position bzw. die Positionsänderung der Computermaus gegenüber einem Mauspad (spezielle Mausunterlage) oder einer Tischplatte ermittelt. Der Bewegungssensor benötigt zur Messung entweder einen direkten mecha nischen Kontakt oder zumindest (bei moderneren optischen Mäusen) einen unmittelbaren optischen Kontakt, also eine Interaktion mit der Unterlage. Darüber hinaus hat die Computermaus in beiden Fällen me chanischem Kontakt zu einem zweiten Gegenstand. In letzterem Fall betrifft dies jedoch nicht die Sensoreinrichtung als solche.For example, the movement of a key on a computer keyboard compared to the keyboard housing. Key and keyboard housing form a mechanical unit. With a computer mouse, the Position or the change in position of the computer mouse in relation to one Mouse pad (special mouse pad) or a table top determined. The Motion sensor requires either a direct mecha for the measurement African contact or at least (with more modern optical mice) direct optical contact, i.e. an interaction with the Document. In addition, the computer mouse has me in both cases mechanical contact with a second object. In the latter case however, this does not affect the sensor device as such.

Auch bei Touchpads oder Touchscreens ist in der Regel ein direkter mechanischer Kontakt zwischen zwei Gegenständen erforderlich. Dieser erfolgt beispielsweise durch den Kontakt eines Eingabestifts mit einer berührungsempfindlichen Oberfläche, also entweder einem Eingabe tableau oder einer Bildschirmoberfläche. Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen es ausreichend ist, einen mit einer Fotozelle versehe nen Eingabestift in die unmittelbare Nähe einer Bildschirmoberfläche zu bringen. Jedoch erfolgt auch in letzterem Fall eine optische Interaktion zwischen Bildschirm und Eingabestift. Even with touchpads or touchscreens is usually a direct one mechanical contact between two objects is required. This takes place, for example, by the contact of a stylus with a touch-sensitive surface, either an input tableau or a screen surface. They are also executions known, where it is sufficient to provide one with a photocell stylus in the immediate vicinity of a screen surface bring. However, there is also an optical interaction in the latter case between the screen and stylus.

Besonders bei einem portablen Einsatz oder aber auch zur Eingabe dreidimensionaler Daten erweist sich die Notwendigkeit einer solchen Interaktion zweier Gegenstände als problematisch. Wünschenswert ist es vielmehr, dass auch eine Dateneingabe quasi im freien Raum, beispiels weise durch Gestikulieren, erfolgen kann.Especially for portable use or for input three-dimensional data proves the need for such Interaction of two objects as problematic. It is desirable rather that data entry is also practically in free space, for example wise by gesturing.

Die Aufgabe wird durch eine Dateneingabevorrichtung zur Eingabe von Daten in Computervorrichtungen sowie ein Eingabeverfahren zur Eingabe von Daten in Computervorrichtungen gemäß dem Anspruch 1 bzw. 13 gelöst.The task is performed by a data entry device for entering Data in computer devices and an input method for input 13. Data in computer devices according to claims 1 and 13, respectively solved.

Im Falle der Dateneingabevorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei der Dateneingabevorrichtung zur Eingabe von Daten in Compu tervorrichtungen, mit einer Messvorrichtung, die eine Positionsmessein richtung zur Messung der Position bzw. der Änderung der Position zumindest einer Eingabeeinrichtung aufweist, zumindest eine Positions messeinrichtung als interaktionsfreie Positionsmesseinrichtung ausge führt ist. Bei der Dateneingabevorrichtung ist somit eine Interaktion zweier Gegenstände, beispielsweise durch einen direkten mechanischen Kontakt, oder das Führen eines Gegenstandes unmittelbar benachbart zu einem anderen Gegenstand, nicht erforderlich. So kann die Dateneingabe im freien Raum, beispielsweise durch Gestikulieren, erfolgen. Sie kann damit auch in Relation zu beliebigen Gegenstände erfolgen, ohne dass die Gegenstände besondere Eigenschaften aufweisen müssen. Beispielsweise kann eine Dateneingabe auf einer Hauswand erfolgen. Somit kann eine extrem flexible Dateneingabemöglichkeit geschaffen werden. Dadurch, dass die Dateneingabevorrichtung interaktionsfrei arbeitet, kann diese darüber hinaus besonders verschleißarm ausgeführt werden. So bietet sich ein Einsatz der Dateneingabevorrichtung auch in besonders aggressiven, z. B. schmutzigen, feuchten und ähnlichen, Umgebungen an. Selbstver ständlich können zur Dateneingabe auch mehrere Positionsmesseinrich tungen vorgesehen sein, die auch unterschiedlich ausgeführt sein können. In the case of the data input device, the object is achieved by that in the data entry device for entering data in Compu devices, with a measuring device, which is a position measurement Direction for measuring the position or changing the position has at least one input device, at least one position Measuring device designed as an interaction-free position measuring device leads is. There is thus an interaction with the data input device two objects, for example by a direct mechanical Contact, or guiding an object immediately adjacent to it another item, not required. So the data entry in free space, for example by gesturing. she can thus also in relation to any objects without the Objects must have special properties. For example data can be entered on a house wall. Thus a extremely flexible data entry options can be created. Thereby, that the data input device works without interaction can are also designed to be particularly low-wear. So it offers use of the data input device even in particularly aggressive, z. B. dirty, humid and similar environments. Selbstver Of course, several position measuring devices can also be used for data entry lines are provided, which can also be designed differently.

Vorzugsweise sind diese ebenfalls als interaktionsfreie Positionsmessein richtungen ausgeführt.Preferably, these are also interaction-free position measurements directions executed.

Die Messeinrichtungen können sich je nach Anwendungsfall gegenseitig ergänzen, beispielsweise um eine höhere Messgenauigkeit zu erzielen, oder aber unabhängig voneinander arbeiten, so dass mehrere Eingaben parallel zueinander erfolgen können. Es ist beliebig, ob die Positions messeinrichtungen die Position selbst oder nur die Änderung der Position der Eingabeeinrichtung erfassen. Es ist auch denkbar, dass eine Positi onsmesseinrichtung die Position, eine zweite Positionsmesseinrichtung dagegen nur die Änderung der Position aufnimmt, so dass durch die Kombination der beiden Messeinrichtungen eine höhere Genauigkeit bei der Messung erzielt werden kann. Es ist im übrigen unerheblich, wie die Eingabeeinrichtung realisiert ist. Ebenso ist es beliebig, ob die Positi onsmesseinrichtung ganz oder teilweise in der Eingabeeinrichtung, bzw. unabhängig von dieser ausgeführt ist. Es muss im übrigen ausdrücklich erwähnt werden, dass bei der vorgeschlagenen Dateneingabeeinrichtung zwar keine Interaktion erforderlich ist, diese jedoch nach wie vor vom Bediener durchgeführt werden kann. So könnte als Eingabeeinrichtung beispielsweise ein herkömmlicher Kugelschreiber dienen. Schreibt der Anwender beispielsweise einen Eintrag in einen herkömmlichen Termin kalender, so kann die Handbewegung gemessen werden und gleichzeitig als Dateneingabe für einen elektronischen Eintrag verwendet werden.The measuring devices can be mutually dependent, depending on the application supplement, for example to achieve a higher measuring accuracy, or work independently, so that multiple inputs can take place parallel to each other. It is arbitrary whether the positions measuring devices the position itself or just the change of position the input device. It is also conceivable that a positi onsmesseinrichtung the position, a second position measuring device on the other hand only records the change of position, so that by the Combination of the two measuring devices a higher accuracy the measurement can be achieved. It is irrelevant how the Input device is realized. It is also arbitrary whether the positi onsmesseinrichtung in whole or in part in the input device, or regardless of this is executed. Otherwise, it must be express be mentioned that in the proposed data entry device While no interaction is required, it still works from Operator can be done. So could be as an input device serve for example a conventional ballpoint pen. Writes the For example, users make an entry in a conventional appointment calendar, so the hand movement can be measured and simultaneously be used as data entry for an electronic entry.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Messvorrichtung zumindest eine als anschlusslose Messeinrichtung ausgeführte Messeinrichtung aufweist. In diesem Falle sind keine Zuleitungen zur Messeinrichtung, wie eine Stromversorgungsleitung oder Datenleitungen, erforderlich. Die Messein richtung kann dabei eine Stromversorgung durch Batterie oder Akkumu lator aufweisen. Die von der Messeinrichtung gewonnenen Daten können in beliebiger Weise durch ein elektromagnetisches Feld oder eine Infra rotdatenübertragung übermittelt werden. Es ist aber auch an eine passive Transpondereinrichtung zu denken, so dass auf eine Batterie bzw. einen Akkumulator verzichtet werden kann.It is particularly advantageous if the measuring device has at least one Measuring device designed as a connectionless measuring device. In this case there are no feed lines to the measuring device, such as one Power line or data lines required. The Messein Direction can be a power supply by battery or accumulator have lator. The data obtained from the measuring device can in any way through an electromagnetic field or infra red data transmission are transmitted. But it is also passive Transponder device to think, so that on a battery or Accumulator can be dispensed with.

Eine Möglichkeit zur Realisierung der Erfindung besteht darin, dass die Messvorrichtung zumindest einen Beschleunigungsmesssensor aufweist. Eine Änderung der Position der Eingabeeinrichtung wird dann durch die auf die Eingabeeinrichtung einwirkenden Beschleunigungen ermittelt. Diese Bauausführung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn in der Einga beeinrichtung eine Messeinrichtung untergebracht werden soll. Ob die Auswertung der Beschleunigungsdaten durch die Messeinrichtung, die Messvorrichtung oder aber erst durch die Computereinrichtung erfolgt, ist beliebig.One way of realizing the invention is that the Measuring device has at least one acceleration measuring sensor. A change in the position of the input device is then by the accelerations acting on the input device are determined. This construction is particularly useful if in the entry a measuring device is to be accommodated. If she Evaluation of the acceleration data by the measuring device Measuring device or is only done by the computer device any.

Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung der Erfindung besteht darin, dass die Messvorrichtung zumindest eine Kameraeinrichtung aufweist. In diesem Fall wird die Bewegung der Eingabeeinrichtung durch optische Hilfsmittel erfasst. Dabei können beispielsweise herkömmliche Röhren kameras, CCD-Chips, lichtempfindliche Sensoren oder optische Interfe renzverfahren Anwendung finden. Die Kameraeinrichtung kann in belie biger Weise in der Eingabeeinrichtung selbst oder im umgebenden Raum vorgesehen werden.Another way of realizing the invention is to that the measuring device has at least one camera device. In in this case, the movement of the input device by optical Aid captured. For example, conventional tubes cameras, CCD chips, light-sensitive sensors or optical interfaces limit procedure apply. The camera device can in any biger way in the input device itself or in the surrounding space be provided.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Messvorrichtung zumindest eine Lagemesseinrichtung zur Messung der Lage bzw. der Änderung der Lage zumindest einer Eingabeeinrichtung aufweist. Analog zur Bestimmung der Position ist auch bei der Bestimmung der Lage an eine Kombination beider Möglichkeiten zu denken. Bei dieser Weiterbildung ist es möglich, dass nicht nur die Translationsbewegungen der Eingabeeinrichtung, sondern auch die Rotationsbewegungen der Eingabeeinrichtungen erfasst werden. Damit ist eine nochmals erhöhte Flexibilität der Dateneingabe vorrichtung möglich. So könnten beispielsweise Translationsbewegungen der Eingabeeinrichtung von der Computervorrichtung als einzugebende Daten interpretiert werden, während Rotationsbewegungen als Befehle interpretiert werden. Wird beispielsweise ein Stift verwendet, so kann die Dateneingabe durch eine Hin- und Herewegung des Stiftes erfolgen, während durch eine kurze Drehung des Stiftes um seine Längsachse eine Befehlseingabe begonnen bzw. abgeschlossen wird. Dadurch wird es möglich, dass bei der Benutzung auf weitere Eingabevorrichtungen verzichtet werden kann. Es ist aber genauso denkbar, dass eine Be fehlseingabe mit Hilfe einer anderen Eingabeeinrichtung, wie beispiels weise einer Tastatur begonnen bzw. abgeschlossen wird. Ebenso ist es denkbar, dass die Eingabeeinrichtung über einen gesonderten Drucktaster verfügt. Im übrigen ist es möglich, dass die Lagemessung und die Positi onsmessung durch eine einzige Messeinrichtung erfolgt. Positionsmess einrichtung und Lagemesseinrichtung fallen dann zusammen. Sie können jedoch auch getrennt ausgeführt werden.It is particularly advantageous if the measuring device has at least one Position measuring device for measuring the position or changing the position has at least one input device. Analogous to the determination The position is also in determining the position of a combination to think of both ways. With this training it is possible that not only the translational movements of the input device, but also the rotational movements of the input devices become. This increases the flexibility of data entry device possible. For example, translational movements the input device from the computing device as to be input Data are interpreted during rotational movements as commands be interpreted. For example, if a pen is used, the Data input by moving the pen back and forth, while a short rotation of the pin around its longitudinal axis Command entry is started or completed. It will possible that when using additional input devices can be dispensed with. But it is also conceivable that a Be incorrect input using another input device, such as a keyboard is started or completed. It is the same conceivable that the input device via a separate push button features. Otherwise it is possible that the position measurement and the positi ons measurement by a single measuring device. position measurement The device and position measuring device then coincide. You can but can also be carried out separately.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Messvorrichtung zumindest eine als dreidimensionale Messeinrich tung ausgebildete Messeinrichtung aufweist, derartig, dass Messwerte bezüglich der drei Raumdimensionen messbar sind. Bei dieser Weiterbil dung ist es möglich, dass nicht nur zweidimensionale Daten, sondern auch dreidimensionale Daten eingegeben werden können. Dies ist nicht nur zur Eingabe dreidimensionaler Objekte sinnvoll, sondern auch bei der Darstellung dreidimensionaler Objekte auf einem Computermonitor sinnvoll. Durch eine Bewegung der Eingabeeinrichtung in den drei Raumdimensionen kann ein Befehl zur Drehung des dargestellten Objekts an die Computervorrichtung erteilt werden. So kann das dargestellte Objekt aus den gewünschten Blickrichtungen betrachtet werden. Bei den Bewegungen der Eingabeeinrichtung kann es sich in beliebiger Weise um Translationsbewegungen, Rotationsbewegungen oder beides handeln.Another advantageous development of the invention is that the measuring device at least one as a three-dimensional measuring device device designed such that measurement values are measurable with regard to the three spatial dimensions. With this continuation It is possible that not only two-dimensional data, but three-dimensional data can also be entered. this is not only useful for entering three-dimensional objects, but also for Representation of three-dimensional objects on a computer monitor meaningful. By moving the input device in the three Room dimensions can be a command to rotate the displayed object be issued to the computing device. So that can be illustrated Object can be viewed from the desired viewing direction. Both Movements of the input device can be in any way Act translational movements, rotational movements or both.

Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn zumindest Teile der Messvorrich tung an bzw. in zumindest einer der Eingabeeinrichtungen untergebracht sind. In diesem Fall kann eine Dateneingabe auch ohne einen stationären Teil einer Messvorrichtung erfolgen. So kann die Eingabeeinrichtung sehr leicht mitgenommen werden, da diese sämtliche zur Dateneingabe erfor derlichen Komponenten aufweist. Insbesondere bei portablen und mobilen Anwendungen ist diese Weiterbildung der Erfindung sinnvoll.It is particularly advantageous if at least parts of the measuring device device on or in at least one of the input devices are. In this case, data entry can also be done without a stationary one Part of a measuring device. So the input device can be very easy to take with you, as they all need data entry has such components. Especially with portable and mobile This development of the invention is useful for applications.

Eine mögliche Bauform der Dateneingabevorrichtung besteht darin, dass zumindest eine Eingabeeinrichtung als Stifteinrichtung ausgebildet ist. In diesem Fall kann die Dateneingabe für den Benutzer so gestaltet werden, als ob er ein übliches Schreibgerät verwendet. Dabei kann die Stiftein richtung entweder als reine Eingabeeinrichtung für eine Computervor richtung ausgestaltet sein, oder aber mit der Funktion eines herkömmli chen Schreibstifts kombiniert werden. Somit wird eine Dateneingabe in eine Computervorrichtung zeitgleich mit einer handschriftlichen Notiz möglich. Ein besonders benutzerfreundlicher Einsatz der Erfindung kann dadurch gewährleistet werden.A possible design of the data input device is that at least one input device is designed as a pen device. In In this case, the data entry for the user can be designed as if he uses a standard writing instrument. The pin can direction either as a pure input device for a computer direction be designed, or with the function of a conventional Chen pen can be combined. Data entry in a computer device simultaneously with a handwritten note possible. A particularly user-friendly use of the invention can thereby be guaranteed.

Denkbar ist es auch, dass die Messvorrichtung zumindest eine als Perso nenmesseinrichtung ausgebildete Messeinrichtung aufweist, derart, dass zumindest ein Körperteil einer Person als Eingabeeinrichtung dient. Dabei kann das jeweilige Körperteil unmittelbar, beispielsweise durch eine Kameraeinrichtung, oder aber auch mittelbar, beispielsweise durch einen am Körperteil befestigten Messsensor, zur Dateneingabe benutzt werden. In letzterem Fall ist beispielsweise an Ringe, Armbänder, Pflas ter oder Binden zu denken. Unabhängig von der Bauausführung der Dateneingabevorrichtung ist eine Dateneingabe durch Körperbewegungen, beispielsweise durch Gestikulieren, möglich. Eine besonders flexible und unmittelbare Dateneingabe kann somit erreicht werden.It is also conceivable that the measuring device at least one as a person NEN measuring device trained measuring device, such that at least one part of a person's body serves as an input device. The respective body part can directly, for example by a camera device, or indirectly, for example by a measuring sensor attached to the body part, used for data entry become. In the latter case, for example, rings, bracelets, plas ter or bandages to think about. Regardless of the construction of the Data entry device is data entry through body movements, for example by gesturing. A particularly flexible and immediate data entry can thus be achieved.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn zumindest eine Personenmessein richtung so ausgeführt ist, dass zumindest ein Teil zumindest eines Fingers einer Person als Eingabeeinrichtung dient. In der Regel ist es für den Benutzer besonders einsichtig, dass dieser Teil seines Körpers der Dateneingabe dient. So könnte z. B. die Fingerspitze als der Punkt defi niert werden, der zur Dateneingabe dient. Eine Dateneingabe durch Deuten und Bewegen des Fingers ist dann möglich. Dies ist für den Benutzer besonders nachvollziehbar und darüber hinaus besonders vor teilhaft, da Finger relativ beweglich sind.It is particularly advantageous if at least one person measurement direction is designed so that at least a part of at least one A person's fingers serves as an input device. Usually it is for the user particularly realizes that this part of his body is the Data entry is used. For example, B. Defi the fingertip as the point be used for data entry. A data entry by It is then possible to point and move the finger. This is for the User particularly comprehensible and also particularly before partial, since fingers are relatively mobile.

Vorteilhaft ist es auch, wenn zumindest ein Teil der Personenmessein richtung eine insbesondere als Fingerhuteinrichtung ausgebildete Befesti gungseinrichtung zur Befestigung der Personenmesseinrichtung an einem Finger aufweist. Mit Hilfe der Befestigungseinrichtung kann die Perso nenmesseinrichtung bzw. ein Teil davon am Finger befestigt werden. Beispielsweise kann die Befestigungseinrichtung so ausgeführt sein, dass die Personenmesseinrichtung auf den Finger aufgesteckt wird. Die Daten eingabe kann dann durch einfaches Deuten mit dem Finger erfolgen. Darüber hinaus ist es für den Benutzer ersichtlich, dass, solange sich die Messeinrichtung am Finger befindet, er potentiell eine Dateneingabe durchführt. Entfernt er die Messeinrichtung, so kann er mit dieser keine Dateneingabe mehr durchführen. Der Benutzer muss dann nicht mehr befürchten, dass eine zufällige Bewegung zu Schäden am Datenbestands führt, weil diese von der Computervorrichtung beispielsweise als Lösch befehl interpretiert wird.It is also advantageous if at least part of the person fair is direction a fastening designed in particular as a thimble device supply device for fastening the personal measuring device to a Has fingers. With the help of the fastening device, the personal nenmesseinrichtung or a part thereof to be attached to the finger. For example, the fastening device can be designed such that the person measuring device is put on the finger. The dates input can then be made by simply pointing with your finger. In addition, it is apparent to the user that as long as the Measuring device on the finger, it is potentially a data entry performs. If he removes the measuring device, he cannot use it Perform data entry more. The user then no longer has to fear that a random move will damage the database leads because it is deleted by the computer device, for example command is interpreted.

Es kann sich auch als vorteilhaft erweisen, wenn die Messvorrichtung eine Mehrzahl an Personenmesseinrichtungen aufweist, derart, dass zumindest Teile mehrerer Finger vermessbar sind. Damit wird eine parallele Dateneingabe möglich, indem mehrere Finger zur Dateneingabe verwendet werden. Wenn die Messvorrichtung beispielsweise sämtliche zehn Finger vermisst, so kann die Dateneingabevorrichtung als virtuelle Tastatur ausgeführt werden.It can also prove to be advantageous if the measuring device has a plurality of person measuring devices, such that at least parts of several fingers can be measured. So that becomes a parallel data entry possible by using multiple fingers for data entry be used. If the measuring device, for example, all missing ten fingers, the data entry device can be considered virtual Keyboard.

Bei dem vorgeschlagenen Eingabeverfahren zur Eingabe von Daten in Computervorrichtungen, bei dem die Eingabe der Daten in die Computer vorrichtung durch die Bewegung eines Gegenstands im Raum erfolgt, wobei die Position bzw. die Änderung der Position des Gegenstands gemessen wird, erfolgt die Dateneingabe unabhängig von einem weiteren Gegenstand. Es findet also keine Interaktion zwischen zwei Gegenständen statt. Das Eingabeverfahren weist die bereits beschriebenen Vorteile in analoger Weise auf.In the proposed input method for entering data in Computer devices, in which the input of data into the computer device is caused by the movement of an object in space, where the position or change in position of the object is measured, the data is entered independently of another Object. So there is no interaction between two objects instead of. The input method has the advantages already described in analogous way.

Vorteilhafte Durchführungsmöglichkeiten des Eingabeverfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous ways of carrying out the input procedure are Subject of the subclaims.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Daten eingabevorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher be schrieben. Es zeigen:The following are exemplary embodiments of the proposed data input device with reference to the drawings wrote. Show it:

Fig. 1 eine Eingabeeinrichtung in Form eines Kugelschreibers mit einem Beschleunigungsmesssensor; FIG. 1 is an input device in the form of a pen with an acceleration measuring sensor;

Fig. 2 eine als Fingerhut ausgebildete Eingabeeinrichtung mit einem Beschleunigungsmesssensor; Figure 2 is a configured as a thimble input means having an acceleration measuring sensor.

Fig. 3 eine Dateneingabevorrichtung mit vier CCD-Kameras als Messvorrichtung; Fig. 3 is a data input device with four CCD cameras as a measuring device;

Fig. 4 einen Beschleunigungsmesssensor in Querschnittsdar stellung. Fig. 4 shows an accelerometer in cross-sectional position.

In Fig. 1 ist ein als Eingabegerät dienender Kugelschreiber 1 dargestellt. Im Innenraum des Kugelschreibers 1 befindet sich eine gewöhnliche Schreibmine 2 für Kugelschreiber. Der Kugelschreiber 1 kann also wie ein gewöhnlicher Kugelschreiber zum Schreiben verwendet werden. Zusätzlich befindet sich im Gehäuse 3 des Kugelschreibers ein Beschleu nigungsmesssensor 4, mit dem die auf den Kugelschreiber 1 während des Schreibvorgangs einwirkenden Beschleunigungen gemessen werden. Der Aufbau des Beschleunigungsmesssensors 4 ist beliebig.In Fig. 1 a serving as a pen input device 1 is shown. In the interior of the ballpoint pen 1 there is an ordinary writing refill 2 for ballpoint pens. The ballpoint pen 1 can therefore be used for writing like an ordinary ballpoint pen. In addition, there is an acceleration measurement sensor 4 in the housing 3 of the ballpoint pen, with which the accelerations acting on the ballpoint pen 1 during the writing process are measured. The structure of the acceleration measuring sensor 4 is arbitrary.

In Fig. 4 ist eine mögliche Ausführungsform 20 eines solchen Beschleu nigungsmesssensors 4 im Querschnitt dargestellt. Der Sensor 20 weist eine sphärisch geformte, begrenzende Fläche auf, welche in Form einer Hohlkugel 18 ausgebildet ist. In der Hohlkugel 18 ist eine Trägheitskugel 19 aufgenommen, die ebenfalls einen Hohlraum 21 aufweist. Der Hohl raum 21 der Trägheitskugel 19 ist im vorliegenden Beispiel teilweise mit Silikonöl 22 gefüllt. Der restliche Hohlraum 21 ist mit einer Luftblase 23 gefüllt. Der zwischen Trägheitskugel 19 und Hohlkugel 18 verbleibende Raum ist mit einem Schmieröl 24 gefüllt. An der Innenseite der Hohlku gel 18 ist zusätzlich ein flächig ausgebildeter Kraftsensor 25 angeordnet. Dieser misst einerseits die Position der Hohlkugel 18, andererseits auch die Kraft mit der die Trägheitskugel 19 auf die Innenseite der Hohlkugel 18 drückt. Die so gewonnenen Messwerte werden über eine Messleitung 26 zur weiteren Auswertung übertragen, beispielsweise in Fig. 1 über die Datenleitung 5 an Chip 7. Wirkt auf den Sensor 20 eine Translations beschleunigung A ein, wird die Trägheitskugel 19 immer weiter aus ihrer Neutrallage wegbewegt. Bedingt durch die Form der begrenzenden Fläche, also die Formgebung der Innenfläche der Hohlkugel 18, erhöht sich mit steigender Entfernung der Trägheitskugel 19 von der Neutrallage die die Trägheitskugel 19 zurücktreibende Hangabtriebskraft. Befindet sich die Trägheitskugel 19 in einer von der Translationsbeschleunigung A abhängigen Gleichgewichtslage, so ist die Position der Kontaktfläche zwischen Trägheitskugel 19 und Hohlkugel 18 ein direktes Maß für die auf den Sensor 20 einwirkende Beschleunigung. Da die Innenfläche der Hohlkugel 18 einen flächig ausgebildeten Kraftsensor 25 aufweist, kann die Größe der auf den Sensor 20 einwirkenden Beschleunigung A über ein unabhängiges Messverfahren bestimmt werden. Ist die Trägheitskugel 19 zusätzlich aus einem elastischen Material gefertigt, so ist darüber hinaus auch die Größe der Kontaktfläche zwischen Trägheitskugel 19 und Hohlkugel 18 ein Maß für die auf den Sensor 20 einwirkende Beschleuni gung A.In FIG. 4 a possible embodiment 20 of such a Accelerat nigungsmesssensors 4 shown in cross-section. The sensor 20 has a spherically shaped, delimiting surface which is designed in the form of a hollow sphere 18 . In the hollow ball 18 , an inertial ball 19 is received, which also has a cavity 21 . The cavity 21 of the inertia ball 19 is partially filled with silicone oil 22 in the present example. The remaining cavity 21 is filled with an air bubble 23 . The space remaining between the inertia ball 19 and the hollow ball 18 is filled with a lubricating oil 24 . On the inside of the Hohlku gel 18 a flat force sensor 25 is additionally arranged. This on the one hand measures the position of the hollow sphere 18, on the other hand, the force with which the inertia ball 19 to the inside of the hollow sphere presses 18th The measurement values obtained in this way are transmitted via a measurement line 26 for further evaluation, for example in FIG. 1 via data line 5 to chip 7 . If a translational acceleration A acts on the sensor 20 , the inertial ball 19 is moved ever further away from its neutral position. Due to the shape of the delimiting surface, that is to say the shape of the inner surface of the hollow ball 18 , the slope driving force driving the inertial ball 19 back increases with increasing distance of the inertial ball 19 from the neutral position. If the inertial ball 19 is in an equilibrium position dependent on the translational acceleration A, the position of the contact surface between the inertial ball 19 and the hollow ball 18 is a direct measure of the acceleration acting on the sensor 20 . Since the inner surface of the hollow sphere 18 has a flat force sensor 25 , the size of the acceleration A acting on the sensor 20 can be determined using an independent measuring method. If the inertia ball 19 is additionally made of an elastic material, the size of the contact surface between the inertia ball 19 and the hollow ball 18 is also a measure of the acceleration A acting on the sensor 20 .

Die Auswertung der Bewegung der Trägheitskugel 19 erfolgt dynamisch, so dass zu jedem Zeitpunkt eine Information über die auf den Sensor 20 einwirkende Translationsbeschleunigung A errechnet werden kann. Somit liefert die Messelektronik auch dann einen Messwert der Translations beschleunigung A, wenn sich noch kein Gleichgewichtszustand der Trägheitskugel 19 eingestellt hat, sondern sich die Trägheitskugel 19 noch auf den jeweiligen Gleichgewichtszustand hin bewegt. Bedingt durch das Silikonöl 22 sowie das Schmieröl 24 ist die Trägheitskugel 19 des Sensors 20 gedämpft, so dass der Gleichgewichtszustand relativ schnell erreicht wird. Es kommt also nur in geringem Maße zu Ein schwingbewegungen um den Gleichgewichtszustand herum.The movement of the inertial ball 19 is evaluated dynamically, so that information about the translational acceleration A acting on the sensor 20 can be calculated at any time. The measuring electronics thus also provide a measured value of the translation acceleration A when the inertia ball 19 has not yet reached a state of equilibrium but the inertia ball 19 is still moving toward the respective state of equilibrium. Due to the silicone oil 22 and the lubricating oil 24 , the inertia ball 19 of the sensor 20 is damped, so that the state of equilibrium is reached relatively quickly. So there is only a small amount of swinging movements around the equilibrium state.

Auch andere Bauformen des Beschleunigungsmesssensors 4 sind denkbar. Unabhängig von der konkreten Ausführung des Beschleunigungsmesssen sors 4 in Fig. 1, werden die vom Beschleunigungsmesssensor 4 erfassten Messwerte werden über eine Datenleitung 5 an eine Transpondereinheit 6 übertragen. Die Transpondereinheit 6 ist als sogenannter passiver Trans ponder ausgeführt. Sie besteht aus einem Chip 7 und einer Spulenantenne 8. Die Spulenantenne 8 empfängt das von einer hier nicht dargestellten Transponderleseeinrichtung ausgesendete elektromagnetische Feld und gewinnt daraus die zum Betrieb des Chips 7 sowie des Beschleunigungs messsensors 4 erforderliche elektrische Energie. Dazu verfügt der Chip 7 über einen Kondensator, der kurzfristig elektrische Energie speichern kann. Zusätzlich wird durch die Spulenantenne 8 das elektromagnetische Feld des Transponderlesegerätes derartig moduliert, dass die vom Be schleunigungsmesssensor 4 gewonnenen und vom Chip 7 codierten Messdaten an das Transponderlesegerät übermittelt werden. Das Trans ponderlesegerät wiederum überträgt die Daten weiter an eine Computer vorrichtung. Dazu verfügt das Transponderlesegerät über übliche Schnitt stellen, wie beispielsweise eine V24-Schnittstelle, eine RS232- Schnittstelle oder eine USB-Schnittstelle.Other designs of the acceleration measuring sensor 4 are also conceivable. Regardless of the specific embodiment of the accelerometer sensor 4 in FIG. 1, the measured values detected by the accelerometer sensor 4 are transmitted to a transponder unit 6 via a data line 5 . The transponder unit 6 is designed as a so-called passive trans ponder. It consists of a chip 7 and a coil antenna 8 . The coil antenna 8 receives the electromagnetic field emitted by a transponder reading device, not shown here, and uses it to obtain the electrical energy required to operate the chip 7 and the acceleration measuring sensor 4 . For this purpose, the chip 7 has a capacitor that can store electrical energy for a short time. In addition, the electromagnetic field of the transponder reader is modulated by the coil antenna 8 in such a way that the measurement data obtained from the acceleration measurement sensor 4 and coded by the chip 7 are transmitted to the transponder reader. The trans ponder reader in turn transmits the data to a computer device. For this purpose, the transponder reader has standard interfaces, such as a V24 interface, an RS232 interface or a USB interface.

Der Kugelschreiber 1 ist in der Zeichnung ohne Druckmechanik ausge führt, um die Ansicht zu vereinfachen. Es sind selbstverständlich auch Ausführungsformen mit einer Druckmechanik möglich. Ebenso ist es denkbar, dass der Kugelschreiber keine Schreibmine 2 aufweist und somit lediglich als Eingabegerät dient. Im übrigen ist es auch möglich, dass der Kugelschreiber 1 mit einem Anschlusskabel versehen wird, so dass die Datenübertragung bzw. die Energieversorgung nicht, wie dargestellt, drahtlos, sondern drahtgebunden erfolgt. Auch andere Datenübertra gungstechniken, wie beispielsweise eine Infrarotdatenübertragung, sind denkbar.The ballpoint pen 1 is out in the drawing without printing mechanics to simplify the view. Embodiments with a printing mechanism are of course also possible. It is also conceivable that the ballpoint pen has no writing refill 2 and thus only serves as an input device. Otherwise, it is also possible for the ballpoint pen 1 to be provided with a connecting cable, so that the data transmission or the energy supply does not take place wirelessly, as shown, but instead is wired. Other data transmission techniques, such as infrared data transmission, are also conceivable.

Ein Kugelschreiber 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann wie ein gewöhnlicher Kugelschreiber verwendet werden. Man kann also bei spielsweise einen Eintrag in einen herkömmlichen Terminkalender aus Papier eintragen. Zusätzlich kann die dabei ausgeführte Bewegung durch den Beschleunigungsmesssensor 4 registriert werden und über die Trans pondereinheit 7 an eine Computereinrichtung übertragen werden. Dort kann die Bewegung des Kugelschreibers 1 analysiert werden, so dass die Eingabe gleichzeitig als Eingabe für einen elektronischen Terminkalen der, wie beispielsweise dem Lotus-Organizer oder Microsoft®- Outlook®, dient. Die Benutzung elektronischer Terminkalender sowie deren Datenabgleich kann somit vereinfacht werden.A ballpoint pen 1 according to the embodiment can be used like an ordinary ballpoint pen. So you can, for example, make an entry in a conventional paper diary. In addition, the movement carried out can be registered by the acceleration measuring sensor 4 and transmitted to a computer device via the trans ponder unit 7 . There, the movement of the ballpoint pen 1 can be analyzed, so that the input simultaneously serves as an input for an electronic appointment calendar, such as the Lotus Organizer or Microsoft® Outlook®. The use of electronic diaries and their data comparison can thus be simplified.

Ein weiterer Vorteil des dargestellten Kugelschreibers 1 ist, dass dieser auch dreidimensional geführt werden kann. Dabei können die Positions daten des Kugelschreibers in sämtlichen drei Raumrichtungen erfasst werden und an die Computervorrichtung übermittelt werden. Somit sind dreidimensionale Eingaben möglich. Dies kann beispielsweise als beson ders komfortable Eingabemöglichkeit für dreidimensionale Modelle in Konstruktionsprogramme (CAD-Systeme) dienen.Another advantage of the ballpoint pen 1 shown is that it can also be guided in three dimensions. The position data of the ballpoint pen can be recorded in all three spatial directions and transmitted to the computer device. Three-dimensional entries are possible. This can be used, for example, as a particularly convenient input option for three-dimensional models in construction programs (CAD systems).

In Fig. 2 ist eine weitere Bauform einer Eingabeeinrichtung dargestellt. Die Eingabeeinrichtung ist in Form eines Fingerhuts 9 ausgebildet. Der Fingerhut 9 kann beispielsweise auf einen Zeigefinger 10 aufgesteckt werden. Am Fingerhut 9 befinden sich ein Beschleunigungsmesssensor 11, sowie eine aus einem Chip 12 und einer Spulenantenne 13 gebildete passive Transpondereinheit 14. Aufbau und Funktionsweise ähneln also dem des in Fig. 1 dargestellten Kugelschreibers 1. Auch der Fingerhut 9 übermittelt die Daten drahtlos an eine Transponderleseeinrichtung, die sie an die Computervorrichtung weiterschickt. Die Dateneingabe erfolgt durch Bewegungen des Zeigefingers 10, nachdem der Fingerhut 9 auf den Zeigefinger 10 gesteckt wurde. Es ist auch denkbar, dass zwei oder mehrere Finger mit einem Fingerhut 9 versehen werden. Beispielsweise können die Zeigefinger beider Hände mit jeweils einem Fingerhut 9 versehen werden. Dabei kann die linke Hand die Erteilung von Befehlen an die Computervorrichtung übernehmen, während mit der rechten Hand die Daten selbst eingegeben werden. Es ist auch denkbar, dass jeder Finger mit jeweils einem Fingerhut 9 versehen wird. In diesem Fall kann eine virtuelle Computertastatur realisiert werden. Damit kann beispiels weise das Problem der sperrigen Tastaturen für tragbare Computer bzw. Palmtops gelöst werden.In FIG. 2, a further design is shown of an input device. The input device is designed in the form of a thimble 9 . The thimble 9 can, for example, be placed on an index finger 10 . An acceleration measurement sensor 11 and a passive transponder unit 14 formed from a chip 12 and a coil antenna 13 are located on the thimble 9 . The structure and mode of operation are therefore similar to that of the ballpoint pen 1 shown in FIG. 1 . The thimble 9 also transmits the data wirelessly to a transponder reading device, which sends it on to the computer device. The data is input by movements of the index finger 10 after the thimble 9 has been placed on the index finger 10 . It is also conceivable that two or more fingers are provided with a thimble 9 . For example, the index fingers of both hands can each be provided with a thimble 9 . The left hand can take over the issuing of commands to the computer device, while the data itself can be entered with the right hand. It is also conceivable that each finger is provided with a thimble 9 . In this case, a virtual computer keyboard can be implemented. For example, the problem of bulky keyboards for portable computers or palm tops can be solved.

In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit einer Dateneingabevorrichtung dargestellt. Die Messvorrichtung besteht im dargestellten Beispiel aus einer Anzahl von CCD-Kameras 15. Diese nehmen die Bewegungen der Spitze 17 eines Zeigestabs 16 auf. Die CCD-Kameras 15 sind so angeord net, dass die Spitze 17 des Zeigestabs 16 bei der Durchführung normaler Bewegungen im Blickfeld zumindest einer oder zweier CCD-Kameras 15 verbleibt. Um die Position der Spitze 17 eindeutig bzw. genauer ermitteln zu können, kann diese in einer passiven Ausführung beispielsweise durch eine bestimmte Farbcodierung des Zeigestabs 16 im Bereich der Spitze 17 hervorgehoben werden. Ebenso ist auch ein aktiver Zeigestab 16 denkbar, bei dem an der Spitze ein Leuchtmittel angebracht ist, das im sichtbaren, im ultravioletten oder im infraroten Spektralbereich eine Strahlung aussendet. Im Falle eines aktiven Zeigestabs 16 ist selbstverständlich eine entsprechende Energieversorgung, beispielsweise durch eine Batterie oder einen Akkumulator, vorzusehen.In Fig. 3 is a further possibility of a data entry device is illustrated. In the example shown, the measuring device consists of a number of CCD cameras 15 . These record the movements of the tip 17 of a pointer 16 . The CCD cameras 15 are arranged in such a way that the tip 17 of the pointer rod 16 remains in the field of view of at least one or two CCD cameras 15 when performing normal movements. In order to be able to determine the position of the tip 17 unambiguously or more precisely, this can be emphasized in a passive embodiment, for example by a specific color coding of the pointer rod 16 in the area of the tip 17 . An active pointer 16 is also conceivable, in which a lamp is attached to the tip and emits radiation in the visible, in the ultraviolet or in the infrared spectral range. In the case of an active pointer rod 16, it is of course necessary to provide a corresponding energy supply, for example by means of a battery or an accumulator.

Die CCD-Kameras können auch direkt an der Computervorrichtung angebracht sein. Dabei ist insbesondere an eine Befestigung am Compu terbildschirm bzw. am LCD-Display (vor allem bei Laptops) zu denken. Die CCD-Kameras können auch gleichzeitig als sogenannte Webcam beispielsweise zur Durchführung von Videokonferenzen verwendet werden.The CCD cameras can also directly on the computer device to be appropriate. In particular, it is attached to the Compu screen or on the LCD display (especially for laptops). The CCD cameras can also function as a so-called webcam at the same time used, for example, to conduct video conferences become.

Die besonderen Vorteile des Eingabeverfahrens kommen unabhängig von der Bauausführung des Eingabegerätes bzw. der Messvorrichtung zur Geltung.The special advantages of the entry procedure come independently of the construction of the input device or the measuring device Validity.

Claims

1. Data input device for inputting data in Computervor devices, with a measuring device having a position measuring device ( 4 , 11 , 15 ) for measuring the position and / or the change in position of at least one input device ( 1 , 9 , 16 ), characterized that at least one position measuring device is designed as an interaction-free position measuring device.

2. Data input device according to claim 1, characterized in that the measuring device has at least one measuring device designed as a connectionless measuring device ( 4 , 11 , 15 ).

3. Data input device according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring device has at least one accelerometer sensor ( 4 , 11 , 15 ).

4. Data input device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device has at least one camera device ( 15 ).

5. Data input device according to one of the preceding claims, characterized, that the measuring device for at least one position measuring device Measuring the position and / or changing the position of at least one Has input device.

6. Data input device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device has at least one measuring device designed as a three-dimensional measuring device ( 4 , 11 , 15 ), such that measured values can be measured with respect to the three spatial dimensions.

7. Data input device according to one of the preceding claims, characterized in that at least parts of the measuring device ( 4 , 11 ) on and / or in at least one of the input devices ( 1 , 9 ) are accommodated.

8. Data input device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one input device is designed as a pen device ( 1 , 16 ).

9. Data input device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device has at least one measuring device designed as a person measuring device ( 9 ), such that at least one body part ( 10 ) of a person serves as an input device.

10. Data input device according to claim 9, characterized in that at least one person measuring device ( 9 ) is designed such that at least part of at least one finger ( 10 ) of a person serves as an input device.

11. Data input device according to claim 9 or 10, characterized in that at least part of the person measuring device ( 9 ) has a special in particular as thimble device ( 10 ) formed fastening device for fastening the person measuring device to a fin ger.

12. Data input device according to one of claims 9 to 11, characterized, that the measuring device has a plurality of person measuring devices gene, such that at least parts of several fingers are measured are cash.

13. Input method for inputting data into computer devices, in which the data is input into the computer device by the movement of an object ( 1 , 9 , 16 ) in space, the position and / or the change in the position of the object being measured , characterized in that the data entry takes place independently of another object.

14. Input method according to claim 13, characterized in that in addition the position and / or the change in the position of the object ( 1 , 9 , 16 ) is measured.

15. Input method according to claim 13 or 14, characterized in that the accelerations acting on the object ( 1 , 9 ) are measured.

16. Input method according to one of claims 13 to 15, characterized in that the movements of the object ( 16 ) are detected by optical measuring methods.

17. Input method according to one of claims 13 to 16, characterized in that the movements of the object ( 1 , 9 , 16 ) are detected in three spatial dimensions.

18. Input method according to one of claims 13 to 17, characterized in that the movements of a pen device ( 1 , 16 ) are detected.

19. Input method according to one of claims 13 to 18, characterized in that the movements of at least one part of the body ( 10 ) are recorded.

20. Input method according to claim 19, characterized in that the movements of one or more fingers ( 10 ) or finger parts, such as in particular the fingertips, are detected.