DE3910977A1 - Komputereingabevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Komputereingabevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Komputereingabevorrichtungen sind, nach unterschiedlichen Systemen arbeitend, bekannt.

Üblich sind beispielsweise Tastatureingaben, die eine größere Zahl einzelner Tasten vorsehen, die bei Betätigung eine bestimmte Eingabe ausführen, beispielsweise ein ASCII- Zeichen eingeben. In entsprechender Weise können auch kom­ plexere Befehle durch Betätigen einer Taste eingegeben wer­ den, beispielsweise mittels entsprechend programmierter Funktions-Tasten der üblichen Tastaturen oder mittels Tablettsteuereinrichtungen, bei denen berührungsempfind­ liche Felder bei Berührung einen bestimmten (über ein Programm zugeordneten) Befehl an den Computer eingeben. Gemeinsam ist diesem Eingabesystem das Funktionsprinzip, nach dem die Auswahl einer bestimmten einzugebenden Funktion und die Eingabeauslösung gemeinsam erfolgen durch Betätigung einer Taste, Berührung eines Feldes od. dgl. Ferner sind Komputereingabevorrichtungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art bekannt, bei denen die Aus­ wahl und die Eingabe mit getrennten Einrichtungen erfolgen. Am bekanntesten auf diesem Gebiet sind die Maussteuerein­ richtungen, bei denen zunächst durch Steuerung der Maus über entsprechende Programmzuordnung zu einem Menü eine zu erfolgende Eingabe ausgewählt und diese dann durch Betäti­ gen einer Eingabetaste ausgelöst wird. Derartige Kompu­ tereingabevorrichtungen zeichnen sich durch flexiblere An­ paßbarkeit an unterschiedlichste Programme aus, haben aber den Nachteil, daß bei ihnen stets Auswahl und Eingabe durch gesonderte Betätigungen erfolgen müssen, was den Bedie­ nungskomfort und die Eingabegeschwindigkeit beeinträchtigt. Sollen derartige Vorrichtungen raumsparend in einer Tasta­ tur integriert werden, so ergeben sich Platzprobleme, da eine Auswahleinrichtung und gesondert eine Eingabeeinrich­ tung erforderlich sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Komputereingabevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei raumsparender Ausbildbarkeit einen er­ höhten Bedienungskomfort und größere Eingabegeschwindigkei­ ten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung weist eine Taste auf, die beispielsweise in eine übliche Tastatur integriert werden kann. Diese Taste besitzt an ihrer Oberseite eine Sensoranordnung, die eindimensional als Sensorzeile oder auch zweidimensional als Feld von Sensoren ausgebildet sein kann und somit in einer Richtung oder in einer Fläche eine Auswahl unterschiedlicher, über ein Programm den Sensorpo­ sitionen zuordenbarer Eingaben ermöglicht. Ist eine Auswahl getroffen, so muß nicht eine gesonderte Eingabetaste betä­ tigt werden, sondern es wird nun die die Sensoranordnung tragende Taste als ganzes betätigt, beispielsweise nieder­ gedrückt, und damit die Eingabe entsprechend der getroffe­ nen Auswahl ausgelöst. Hierdurch ist also eine Einfingerbe­ tätigung möglich, bei der der Finger über den Sensor hin­ und herfährt, bis die korrekte Position gefunden ist und dann die Taste als ganzes niederdrückt und die Eingabe aus­ löst. Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung ist sehr raumsparend ausbildbar und daher auch in eine Tastatur ge­ ringer Abmessung noch integrierbar. Sie ermöglicht die ra­ sche Auswahl und Eingabe ohne Betätigung einer gesonderten Eingabetaste und eignet sich somit insbesondere zur Menü­ steuerung, bei der Menüfelder Bereichen des Sensors über ein entsprechendes Programm zugeordnet sind und wobei der Bediener auf dem Monitor das Menü beobachtet und mit dem Finger auf der Sensoranordnung hin- und herfahrend den kor­ rekten Menüpunkt auswählt und dann mit demselben Finger an der ausgewählten Stelle die Taste betätigt.

Vorteilhaft sind dabei die Merkmale des Anspruches 2 vorge­ sehen. Die Betätigung der Taste als ganzes kann auf unter­ schiedliche Weise geschehen, beispielsweise durch seitliche Verschiebung der Taste oder durch Kippen der Taste oder sonstige mechanische, mit dem Finger auslösbare Betätigung. Vorteilhaft ist die Taste aber nach Art der üblichen brei­ ten Leertaste (spacebar) üblicher Komputertastaturen als großflächige, im ganzen niederdrückbare Taste ausgebildet, die an ihrer Oberseite die Sensoranordnung trägt. Mit leichtem Druck oder leichter Berührung kann auf der Sensor­ anordnung die Auswahl getroffen werden und sodann durch Niederdrücken der ganzen Taste die Eingabe ausgelöst wer­ den.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Eine solche langgestreckte Taste nach Art der üblichen Leertaste mit einem Zeilensensor auf der Oberseite ist für übliche Pull-Down-Menüs, die jeweils nur aus einer Auswahlzeile bestehen, bestens geeignet.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Die Sensoranordnung kann als kontinuierlich in einer oder mehreren Richtungen empfindlicher, also hochauf­ lösender Sensor ausgebildet sein. Konstruktiv einfacher und kostengünstiger sowie zur Steuerung von Menüfeldern besser geeignet sind aber Sensoranordnungen mit getrennten Fel­ dern.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Die Sensorfelder können auf unterschiedliche Weise berührungsempfindlich ausgebildet sein, beispiels­ weise als Hubtasten (vorteilhaft Kurzhubtasten), als op­ tisch auf Abschattung reagierende Felder oder als induktiv oder auf andere Weise berührungs- oder näherungsempfind­ liche Felder. Vorteilhaft, weil kostengünstig ausbildbar, sind kapazitiv berührungsempfindliche Felder üblicher Bauart.

Schließlich sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 6 vorgesehen. Sind die Felder der Sensoranordnung unmittelbar benachbart und berührungsintensitätsempfindlich ausgebil­ det, so ermöglichen sie auch das Erkennen von Zwischenposi­ tionen, wenn beispielsweise der Finger zwei benachbarte Felder teilweise berührt, überdeckt oder sonstwie betätigt. Dann lassen sich mit einer geeigneten Auswerteschaltung Zwischenpositionen zwischen den Positionen der beiden be­ nachbarten Felder interpolieren, wodurch eine einfache Sen­ soranordnung mit nur wenigen Feldern eine höhere als der Feldzahl entsprechende Positionierauflösung ermöglicht.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine ansonsten übliche Komputertastatur mit erfindungsgemäßer Eingabevorrichtung,

Fig. 2 und 3 zwei unterschiedliche Menüdarstellungen auf einem Komputermonitor,

Fig. 4 und 5 in Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 1 zwei Varianten einer linearen Sensoranord­ nung,

Fig. 6 in Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 1 eine zweidimensionale Sensoranordnung und

Fig. 7 eine Teilansicht gemäß Fig. 1 mit Dar­ stellung der Interpolationsmöglichkeit.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung dar­ gestellt. Die Figur zeigt in Seitenansicht, teilweise ge­ schnitten, eine Komputertastatur 1 (keybord) üblicher Bau­ weise. Es sind einige Normaltasten 2 dargestellt, wie sie sich auf einer normalen Tastatur befinden, also beispiels­ weise Buchstabentasten oder Tasten zur Eingabe von Sonder­ funktionen, wie Alt, Esc, Enter od. dgl. Erfindungsgemäß ist eine langgestreckte Taste 3 vorgesehen, die in ihrer Konstruktion, beispielsweise der üblichen Leertaste (space­ bar) einer Komputertastatur entspricht. Die Taste 3 ist an den beiden Enden mit Federn 4 niederdrückbar gelagert und wird von den Federn oberhalb eines Eingabeschalters 5 ge­ halten, der bei Niederdrücken der Taste 3 betätigt wird.

Auf der Oberseite der Taste ist eine Sensoranordnung in Form von Sensorfeldern 6 vorgesehen, die in Fig. 4 in Draufsicht dargestellt sind. Die Sensorfelder sind also li­ near in einer Reihe angeordnet mit geringem Abstand oder unmittelbar aneinanderstoßend.

Die Sensorfelder 6 werden mit dem dargestellten Finger 7 durch Berührung betätigt. Sie können also auf unterschied­ liche, aus dem Stand der Technik bekannte Weise berührungs­ empfindlich sein. Beispielsweise können die Felder 6 als Kurzhubtasten ausgebildet sein, die bei geringer Berührung auslösend nachgeben. Die Felder 6 können beispielsweise auch photoempfindllich sein und bei Abschattung durch den Finger 7 reagieren. Vorzugsweise sind sie kapazitiv berüh­ rungsempfindlich ausgebildet, weisen also beispielsweise jeweils eine der Fläche des Feldes 6 entsprechende Konden­ satorplatte auf, die nach oben mit einer Isolatorschicht abgedeckt ist und an eine geeignete Schaltung angeschlossen ist, die bei Berührung oder Näherung des Fingers 7 ein elektrisches Signal abgibt. Die Ausgangssignale der Felder 6 werden beispielsweise über ein flexibles Flachbandkabel 8 dem elektronischen Teil der dargestellten Tastatur 1 zuge­ führt, das über Leitungen 9 auch Signale des Eingabeschal­ ters 5 erhält.

Der elektronische Teil der Tastatur 1 oder zugeordnete Treiberprogramme sind derart ausgebildet, daß durch Berüh­ ren der Sensorfelder 6 den Feldern zugeordnete Eingaben (Befehle, ASCII-Zeichen od. dgl.) ausgewählt aber noch nicht eingegeben werden. Die Eingabe der ausgewählten Ein­ gaben erfolgt erst durch Betätigung des Eingabeschalters 5.

Mit der dargestellten Eingabevorrichtung wird also so gear­ beitet, daß der Finger 7 auf den Sensorfeldern 6 nach rechts bzw. links in Richtung des Pfeiles F 1 suchend zunächst die Auswahl trifft und sodann durch Niederdrücken in Richtung des Pfeiles F 2 die dem ausgewählten Sensorfeld 6 entsprechende Eingabe an den Komputer eingibt.

Diese Konstruktion ist insbesondere zur Bedienung von Menüs der üblichen Art geeignet.

Fig. 2 zeigt ein auf dem Monitor erscheinendes Pull-Down- Menü üblicher Ausbildung. In einer Kopfzeile 10, die meh­ rere nebeneinanderliegende Felder aufweist, muß zunächst durch geeignete Cursorsteuerung ein Feld ausgewählt werden, beispielsweise das in Fig. 2 schraffiert dargestellte Feld. Dann muß eine Eingabe betätigt werden, und es fällt sodann unter diesem gekennzeichneten Feld eine Spalte 11 herab, die untergeordnete Menüpunkte in Form von Feldern aufweist, aus denen wiederum beispielsweise das schraffierte Feld ausgewählt und die zugehörige Funktion durch Betätigen ei­ ner Eingabetaste ausgelöst wird. Dieses Pull-Down-Menü kann mit der Konstruktion der Fig. 1 hervorragend bedient wer­ den.

Zunächst befindet man sich in der Kopfzeile 10. Durch Hin­ und Herfahren des Fingers 7 in Richtung des Pfeiles F 1 wird der entsprechende Menüpunkt ausgewählt und durch Nieder­ drücken der Taste 3 auf den Eingabeschalter 5 eingegeben. Es erscheint nun die Spalte 11. In dieser kann wiederum durch Hin- und Herfahren des Fingers in Richtung des Pfei­ les F 1 ausgesucht und durch Niederdrücken der Taste 3 aus­ gelöst werden.

Da derartige Pull-Down-Menüs stets nur in einer Richtung, also linear betätigt werden, ist eine lineare, also eindi­ mensionale Sensorzeile, wie sie in den Fig. 1 und 4 darge­ stellt ist, hervorragend zur Bedienung geeignet.

Eine andere Menüausbildung, die ebenfalls geeignet wäre, zeigt die Fig. 3. Dort wird zunächst in einer ersten Menü­ zeile 12 ein Menüpunkt ausgewählt und eingegeben. Sodann befindet man sich in der zweiten Menüzeile 13, in der eben­ falls ausgewählt und eingegeben wird. Sodann gelangt man in eine Zahlenzeile 14, in der Zahlen ausgewählt und eingege­ ben werden können, und man gelangt schließlich in eine Funktionszeile 15, in der im dargestellten Falle arithmeti­ sche Rechenoperationen ausgewählt werden können. Bei der Darstellung der Fig. 3 handelt es sich nur um ein Beispiel, das zeigt, welche Art von Menüs für die in den Fig. 1 und 4 dargestellte lineare Sensoranordnung besonders geeignet sind.

Mit der in den Fig. 1 und 3 dargestellten linearen Sensor­ anordnung können aber auch andere Eingaben an den Komputer gegeben werden. Es kann damit beispielsweise der Cursor in X-Richtung und nach entsprechender Umschaltung auch in Y-Richtung bewegt werden und bei Bedarf an der ausgewählten Stelle eine Eingabe vorgenommen werden, beispielsweise zur Steuerung von Zeichenprogrammen. Dann ist aber eine Sensor­ anordnung nach Fig. 5 vorteilhafter. Dort ist auf der Oberseite der Taste 3, die ansonsten der Ausbildung der Fig. 1 entspricht, eine lineare Sensorzeile angeordnet, die, wie mit den Querstrichen in Fig. 5 dargestellt, eine sehr feine Feldaufteilung aufweist. Beispielsweise kann sie über eine Länge von 15 cm 252 einzelne Sensorfelder aufwei­ sen, was zur Cursorsteuerung für Mal- und Zeichenzwecke besser geeignet ist.

Fig. 6 zeigt eine Variante, die wiederum weitgehend der Darstellung der Fig. 1 entspricht. Die Taste 3′ dieser Aus­ führungsform weist auf ihrer Oberseite ein zweidimensiona­ les Sensorfeld mit schachbrettartig angeordneten Sensorfel­ dern 6′ auf. Bei dieser Sensoranordnung läßt sich durch Auswahl entsprechender Sensorfelder 6′, die einem zweidi­ mensionalen Menüfeld auf dem Monitor zugeordnet sein kön­ nen, eine zweidimensionale Auswahl tätigen.

Die Taste 3′ ist im ganzen betätigbar, nämlich niederdrück­ bar ausgebildet und sitzt auf gestrichelt dargestellten Fe­ dern 4′ über einem Eingabeschalter 5′ (gestrichelt).

Für die Bedienung von Menüs, wie sie beispielsweise in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind, reicht eine Sensoranordnung geringer Auflösung aus, die beispielsweise gemäß Fig. 1 zehn Sensorfelder 6 aufweist. Damit lassen sich Menüpunkte eines einfachen Menüs ansteuern oder z. B. Zahlen der Zah­ lenzeile 14 (Fig. 3). Bei höherer erforderlicher Auflösung kann eine Sensorzeile 16 (Fig. 5) höherer Auflösung verwen­ det werden. Vorteilhaft wird höhere Auflösung aber auf die in Fig. 7 dargestellte Weise erreicht.

Auf der Taste 3 sind Sensorfelder 6 vorgesehen, die bei ge­ eigneter Konstruktion derart ausgebildet sind, daß sie ein von der Berührungsintensität abhängiges Signal liefern. Die Felder 6 können beispielsweise druckempfindlich sein und ein von der Druckstärke abhängiges Signal liefern oder bei optischer Ausbildung ein von der Abschattungsbreite des je­ weiligen Feldes abhängiges Signal. Auch kapazitiv berüh­ rungsempfindliche Felder sind hierfür gut geeignet. Die in Fig. 7 dargestellten Felder sind unterhalb der Darstellung durchnumeriert. Ein Finger 7′ berührt die Felder Nr. 2 und Nr. 3 etwa gleichmäßig stark. Das von diesen Feldern erhal­ tene Signal ist für beide Felder also gleich groß. Eine nachgeschaltete Interpolationsschaltung ermittelt somit die Position 2,5. Ein Finger 7′′ betätigt die Felder Nr. 6 und Nr. 7 unsymmetrisch, und zwar das Feld Nr. 6 stärker als das Feld Nr. 7. Die Interpolationsschaltung kann bei ge­ eigneter Empfindlichkeit den Positionswert 6,8 ermitteln. Auf diese Weise lassen sich mit nur wenigen Sensorfeldern hohe Positionsauflösungen erreichen, die für feinfühlige Cursorsteuerung oder zur Auswahl eng nebeneinanderliegender Menüpunkte geeignet sind.

Claims (6)

1. Handbetätigte Komputereingabevorrichtung mit einer eine bestimmte Eingabe auswählenden Auswahleinrichtung und einer bei der damit gewählten Eingabe diese auslösenden Eingabeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Taste (3, 3′) vorgesehen ist, die an ihrer Oberseite eine in wenigstens einer Richtung die Auswahl ermögli­ chende Sensoranordnung (6, 16, 6′) aufweist und die als ganzes betätigbar die Eingabeeinrichtung (3, 5; 3′, 5′) ausbildet.

2. Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Taste (3, 3′) abgefedert niederdrück­ bar einen Eingabeschalter (5, 5′) betätigend ausgebil­ det ist.

3. Eingabevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (3) langgestreckt ausgebildet ist und an ihrer Oberseite die als in Tastenlängsrichtung (F 1) erstreckte Sensor­ zeile (6, 16) ausgebildete Sensoranordnung trägt.

4. Eingabevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranord­ nung aus nebeneinander angeordneten, jeweils einer Po­ sition zugeordneten Sensorfeldern (6, 6′) besteht.

5. Eingabevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Felder (6, 6′) kapazititv berührungs­ empfindlich ausgebildet sind.

6. Eingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Felder (6) unmittelbar benachbart derart ausgebildet sind, daß sie ein von der Berührungsintensität abhängiges Ausgangssignal liefern.