DE69306228T2

DE69306228T2 - Kompaktes, ergonomisches Kommunikationsendgerät, ausgestattet mit Flächen zur Näherungsdetektion

Info

Publication number: DE69306228T2
Application number: DE69306228T
Authority: DE
Inventors: Marie-Helene Debrus; Philippe Gaultier; Patrick Vouillon
Original assignee: Thales Avionics SAS
Current assignee: Thales Avionics SAS
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JPH06208433A; FR2697935B1; EP0597753B1; DE69306228D1; EP0597753A1; US5598527A; FR2697935A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikations-Endgerät, das besonders geeignet ist, um Mensch-Maschine-Kommunikationen insbesondere, aber nicht ausschließlich, im Cockpit eines Luftfahrzeugs zu gewährleisten.
In diesem Zusammenhang ist es bekannt, Endgeräte mit einem Anzeigebildschirm zu verwenden, der in ein Steuerorgan integriert ist.
Dieses Steuerorgan hat entweder die Form einer mit Tasten versehenen Tastatur, die in das Endgerät integriert ist, oder die Form einer transparenten Berührungsfläche, die gegen den Bildschirm angelegt ist.
In Form einer Tastatur weist das Steuerorgan den Nachteil auf, den Benutzer zu zwingen, sein Sichtfeld ständig zwischen dem Bildschirm und der Tastatur zu verlagern. Außerdem ermöglicht diese Art Steuerorgan es nicht, auf einfache Art eine Zone auf dem Bildschirm zu bezeichnen oder einen auf dem Bildschirm angezeigten Gegenstand zu verschieben.
In Form einer transparenten Berührungsfläche erlaubt es das Steuerorgan, die Nachteile der Tastatur zu vermeiden, aber es ist bei einem kleinen Bildschirm, speziell im Zusammenhang mit dem Cockpit eines Luftfahrzeugs, nicht verwendbar. Wenn nämlich der Benutzer seinen Finger auf diese Fläche bringt, zum Beispiel um einen Befehl zu aktivieren, verdeckt er einen großen Teil des Bildschirms mit seiner Hand.
Außerdem läßt das Auflegen von Fingern auf diese Fläche unvermeidlich Spuren, die schließlich die Sichtbarkeit auf dem Bildschirm beeinträchtigen.
Außerdem ermöglicht es eine Berührungsfläche auf einem Bildschirm nicht, dem Benutzer die Bestätigung seiner Einwirkung durch mechanische Empfindung einer Kraftunterbrechung zurückzusenden.
Aus diesen Gründen ist die Verwendung einer auf den Bildschirm aufgelegten transparenten Berührungsfläche im Flugbetrieb nur schwer vorstellbar, da dort die Sicherheitsvorschriften sehr zwingend sind.
Andererseits erfordern die modernen Flugbetriebsanwendungen die Verwendung einer immer größeren Anzeigefläche, wobei die Größe dieser Fläche durch den im Cockpit verfügbaren Platz begrenzt wird.
Die vorliegende Erfindung hat insbesondere zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen, indem sie das Volumen des Bildschirms in Bezug auf das von der Tastatur besetzte Volumen auf ein Maximum vergrößert, ohne dadurch die Funktionalitäten und die Ergonometrie dieser Tastatur zu begrenzen. Sie schlägt zu diesem Zweck ein Kommunikations-Endgerät Mensch/Maschine vor, das einen Anzeigebildschirm und an der Peripherie des Bildschirms verteilte Steuermittel aufweist, die zwei Erfassungsvorrichtungen enthalten, welche je auf einer Achse die Position eines als Dialogwerkzeug verwendeten Gegenstands erfassen, wobei die Achsen dieser beiden Vorrichtungen senkrecht zueinander und je vor einem Rand des Bildschirms angeordnet sind;
Diese Ausbildung ermöglicht es zum Beispiel, einen beliebigen Punkt auf dem Bildschirm zu bezeichnen. Die Positionierung des Gegenstands, zum Beispiel des Fingers eines Benutzers, auf jeder der senkrechten Achsen ermöglicht es, zwei senkrechte Linien des Bildschirms und somit den Schnittpunkt dieser beiden Linien zu bezeichnen.
Sie ermöglicht es ebenfalls, die Inkrementierung oder die Dekrementierung einer Variablen zu steuern, die auf dem Bildschirm angezeigt ist, indem der Finger entlang einer Erfassungsachse bewegt wird.
Außer dem oben erwähnten Betriebsmodus haben diese beiden Vorrichtungen einen zweiten Betriebsmodus, bei dem jede der beiden Erfassungsachsen in eine Vielzahl von Segmenten aufgeteilt ist, die je eine einer Betätigungstaste eines Schalters assimilierbare Umschaltzone bilden. Dieser zweite Betriebsmodus ermöglicht zum Beispiel die Validierung oder Aktivierung von Befehlen, die eventuell auf dem Bildschirm definiert sind, wobei der Übergang von einem Modus zum anderen durch eine Einwirkung des Benutzers auf die Erfassungsvorrichtungen erfolgt.
Ein solches Endgerät wurde in der französischen Patentanmeldung No 90 15597 (EP-A-0 490 712) beschrieben, die im Namen der Anmelderin eingereicht wurde. Dieses Endgerät hat jedoch den Nachteil, daß es nicht leicht manipuliert und insbesondere nicht "blind" betätigt werden kann.
Um die Ergonomie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verbessern, ist jedes dieser Umschaltsegmente Führungsmitteln für den Finger entlang ihrer Achse und Zentriermitteln für den Finger auf jedem Umschaltsegment zugeordnet. Diese Führungsmittel bestehen aus reliefartig vorstehenden Rändem, die sich parallel zu und zu beiden Seiten der Erfassungsachsen erstrecken und so eine Längs-Erfassungszone für jede Erfassungsvorrichtung bilden, während die Zentriermittel aus in diesen Rändern ausgebildeten Aussparungen bestehen und je ein Umschaltsegment begrenzen.
Aufgrund solcher Erfassungsvorrichtungen besitzt das erfindungsgemäße Endgerät eine Vielzahl von Vorteilen, insbesondere in Bezug auf den Platzbedarf und die Ergonometrie. Mit einer angepaßten Verwaltungselektronik bietet es gleichzeitig die Funktionalitäten einer Tastatur und die einer Berührungsfläche in einem Volumen, das kaum über dem der derzeit verfügbaren flachen Bildschirme liegt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform bestehen diese Erfassungsvorrichtungen aus einer Vielzahl von Schaltern mit doppeltem Betriebsmodus, wie sie in der französischen Patentanmeldung NO 90 15597 im Namen der Anmelderin beschrieben sind. Diese auf der Erfassungsachse fluchtend angeordneten Schalter enthalten Kontaktelemente, die unter der Wirkung eines Drucks betätigt werden können und die verwendet werden, um durch kapazitive Wirkung die Nähe eines Gegenstands zu erfassen.
Es wird daran erinnert, daß bei einem System dieser Art die Präzision in der Bestimmung der Position eines Gegenstands von der Anzahl der Schalter unabhängig gemacht werden kann. Dazu genügt es, daß die Verwaltungs-Software des Endgeräts eine Berechnung des gewichteten Mittelwerts durch für das Einflußniveau jedes Schalters repräsentative Koeffizienten durchführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwenden diese Erfassungsvorrichtungen das Prinzip der Erfassung über akustische Wellen, die sich in einem Glasplättchen ausbreiten.
Eine Vorrichtung dieser Art wurde zum Beispiel in der europäischen Patentanmeldung 0 474 232 beschrieben. Diese Vorrichtung besteht jedoch darin, die vom Auflegen eines Fingers auf das Glasplättchen erzeugten Vibrationen zu erfassen und zu lokalisieren, was die Steuermöglichkeiten begrenzt und die Verwaltung und die Steuerung der Vorrichtung in den beiden Betriebsmodi schwierig macht.
Um diese Nachteile zu beseitigen, nutzt die Erfindung das Phänomen der Dämpfung, die an den akustischen Wellen, welche sich im Glasplättchen ausbreiten, in der Nähe eines Gegenstands erzeugt wird, der auf dieses Plättchen drückt, wobei die erzeugte Dämpfung von dem vom Gegenstand ausgeübten Druck abhängt.
Dieses letztere Merkmal ermöglicht es, das Verhalten eines Schalters zu reproduzieren, wenn der ausgeübte Druck eine bestimmte Schwelle überschreitet.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Endgeräts als nicht einschränkend zu verstehendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch das Kommunikations-Endgerät.
Figur 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt, der die mechanische Struktur eines Nähenerfassungsbands gemäß einem ersten Ausführungsmodus darstellt.
Figur 3 ist ein Prinzipschema einer elektronischen Schaltung, die einem Schalter der in Figur 2 gezeigten Art zugeordnet werden kann.
Figur 4 zeigt schematisch von oben ein Nähenerfassungsband gemäß einem zweiten Ausführungsmodus.
Figur 5 ist ein Querschnitt durch das in Figur 4 gezeigte Nähenerfassungsband.
Das in Figur 1 gezeigte Kommunikations-Endgerät enthält einen flachen und rechteckigen Anzeigebildschirm 9 und ein Dialogwerkzeug, das um den Bildschirm 9 herum bzw. entlang der rechten und unteren Ränder des Bildschirms angeordnet ist.
Das Werkzeug hat eine parallelepipedische Form, deren Abmessungen geringfügig größer sind als die des Bildschirms 9.
Der Bildschirm ist zum Beispiel von der Art eines Flüssigkristall-Farbbildschirms mit hoher Auflösung. Seine Abmessungen betragen etwa 15 cm auf 20 cm, d.h. mit einer Diagonalabmessung von 25 cm. Er wird von einer vielschichtigen Antireflexscheibe geschützt und wird von hinten von einem Beleuchtungsmodul beleuchtet, der aus Fluoreszenzröhren hoher Lumineszenz und geringen Durchmessers (4 bis 6 mm) besteht.
Die Steuerelektronik des Endgeräts ist um den Bildschirm und den Beleuchtungsmodul derart verteilt, daß das Endgerät eine verringerte Dicke aufweist.
Das Dialogwerkzeug enthält:
- ein erstes Nähenerfassungsband 46 mit doppeltem Betriebsmodus, das sich entlang des rechten Rands des Endgeräts 9 erstreckt und in elf Umschaltsegmente 21 bis 31 unterteilt ist;
- ein zweites Nähenerfassungsband 47 mit doppeltem Betriebsmodus, das sich entlang des unteren Rands des Bildschirms 9 erstreckt und in acht Umschaltsegmente 13 bis 20 unterteilt ist,
- vier Tasten 48 bis 51, die entlang des oberen Rands des Bildschirms verteilt sind,
- elf Tasten 32 bis 42, die entlang des linken Rands des Bildschirms angeordnet sind,
- eine Verschiebetaste 43, die sich in der unteren rechten Ecke des Bildschirms 9 befindet und vier Pfeile repräsen tiert, die in die vier Richtungen ausgerichtet sind, die es ermöglichen, die Verschiebung eines auf dem Bildschirm angezeigten Gegenstands zu steuern,
- ein Rädchen 44, das sich in der unteren linken Ecke befindet, um das Endgerät unter Spannung zu setzen oder die Spannung abzuschalten und um die Beleuchtungsintensität des Bildschirms zu regeln.
Jedes der Nähenerfassungsbänder 46, 47 wird von reliefartig vorstehenden Rändern begrenzt, die eine Rinne mit U-Profil bilden und den Finger entlang der Erfassungsachse führen. Diese Ränder besitzen eine Rastung, die zu beiden Seiten jedes Umschaltsegments eine Aussparung bildet, um die Zentrierung des Fingers auf die Umschaltzonen zu erleichtern.
Bestimmte Umschaltorgane sind beschriftet, wie es für die Segmente 13 bis 20 und die Taste 42 mit der Beschriftung "MENU" derfall ist, die sich in der unteren linken Ecke des Bildschirms befindet. Diese Beschriftungen geben die aktivierte Funktion an, wenn das Umschaltorgan betätigt wird. Die Segmente 13 bis 20 ermöglichen es, die mit der Verwaltung des Endgeräts verbundenen Funktionen zu aktivieren, d.h. von links nach rechts:
- "NEXT PAGE" (13), die die Anzeige der folgenden Seite bewirkt,
- "PREV. PAGE" (14), die die Anzeige der vorhergehenden Seite bewirkt,
- "PRINT" (15), die den Druckvorgang des Bildschirmtexts erlaubt,
- "ALPHA/NUM" (16), die den übergang von einem alphabetischen zu einem numerischen Erfassungsmodus und umgekehrt erlaubt,
- "ENTER" (17), die es ermöglicht, eine Erfassung zu validieren,
- "ZOOM 1" (18) und "ZOOM 2" (19), die es erlauben, die auf dem Bildschirm angezeigte Seite gemäß zwei Maßstabsfaktoren zu vergrößern und umgekehrt, und
- "CURSOR" (20) zur Anzeige eines Cursors.
Die Taste 42 mit der Beschriftung "MENU" ermöglicht es, das letzte Menü anzuzeigen, das den Zugang zur auf dem Bildschirm 9 angezeigten Seite ermöglicht hat.
Das Dialogwerkzeug enthält außerdem eine Druckschaltung, die ausgeschnitten und um den Bildschirm herum angeordnet ist und die die Tasten 32 bis 43 und 48 bis 51 und die Nähenerfassungsbänder 46, 47 trägt. Sie trägt weiter eine Nachtbeleuchtungsvorrichtung für die Beschriftungen der Umschaltorgane, die von einem Rädchen 45 gesteuert wird, das sich in der Nähe der unteren linken Ecke des Endgeräts auf seiner Kante befindet.
Die Verwaltungselektronik des Endgeräts enthält:
- einen Verwaltungsmodul des Dialogwerkzeugs,
- einen Verwaltungsmodul der Eingänge/Ausgänge, der es ihr ermöglicht, mit äußeren Organen in Verbindung zu treten,
- einen Verwaltungsmodul der Bildschirmbeleuchtung,
- einen Modul zur Regelung der Beleuchtungsintensität der Tasten und der Nähenerfassungsbänder, und
- einen Modul der künstlichen Ventilation.
Der Verwaltungsmodul für die Beleuchtung des Bildschirms ist einerseits an das Regelrädchen 44 und andererseits an vier Fotodioden 52 bis 55 gekoppelt, die sich an den vier Ecken des Endgeräts befinden und die Helligkeit der Umgebung des Endgeräts messen.
Im in Figur 2 gezeigten Beispiel besteht jedes Nähenerfassungsband erst einmal aus einem flachen Substrat 1, das zum Beispiel aus einer Druckschaltungsplatte besteht und das mit einer Vielzahl von zylindrischen Hohlräumen 2 (Senkungen) versehen ist, die je als Sitz für einen Schalter dienen.
Der Boden 3 jedes dieser Hohlräume 2 ist mit einer ringförmigen Metallisierung 4 eines Außendurchmessers versehen, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Hohlraums 2 ist, sowie mit einer zentralen Metallisierung 5, die als festes Kontaktelement dient.
Im Inneren jedes der Hohlräume 2 ist eine elastisch verformbare, kalottenförmige Metallkapsel 6 angeordnet, deren kreisförmige Basis einen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Höhlraums 2 aufweist. Daher liegt diese Kapsel 6 mit ihrer Basis auf der ringförmigen Metallisierung 4 auf, während ihr zentraler Bereich sich oberhalb der zentralen Metallisierung 5 erstreckt.
Die Kapseln 6 werden im Inneren der Aushöhlungen mit Hilfe einer elastisch verformbaren Folie 7 aus Kunststoffmaterial gehalten, die die obere Fläche des Substrats 1 bedeckt und auf diesem z.B. durch Kleben befestigt ist.
Vorteilhafterweise trägt die Innenseite des Substrats 1 eine elektrisch mit den ringförmigen Metallisierungen 4 und den zentralen Metallisierungen 5 verbundene elektronische Schaltung (Figur 3).
Es ist klar, daß in der Ruhestellung der zentrale Bereich jeder Kapsel 6 von der zentralen Metallisierung 5 entfernt liegt. Der von diesen beiden Elementen gebildete Schalter ist dann in der offenen Stellung.
Ausgehend von dieser Stellung bewirkt ein auf die Spitze der Kapsel 6 ausgeübter Druck P eine elastische Verformung der Kapsel 6, die nach einer Umkehrung der Konkavität (Berührungseffekt) auf der zentralen Metallisierung 5 aufliegt. Der Schalter ist dann geschlossen.
Um eine Nähenerfassung durchzuführen, genügt es, jede Metallisierung 4 und 5 mit einer Kapazitätsmeßschaltung zu verbinden.
Diese Schaltung wird von einem Generator 59 gespeist, der ein periodisches Hochfrequenzsignal liefert (Figur 3). Dieses Signal wird über einen Kondensator C1 einerseits an die ringförmige Metallisierung 4 des Schalters 1 und andererseits an die Anode einer Diode D1 und an die Kathode einer Diode D2 angelegt, deren Anode an Masse liegt. Die zen trale Metallisierung 5 des Schalters I ist ihrerseits über einen Kondensator C2 an Masse gelegt, der eine relativ hohe Kapazität aufweist.
Die Kathode der Diode D1, die dem Punkt 5 entspricht, an dem der für den Zustand des Schalters 1 repräsentative Spannungspegel abgelesen wird, ist über einen Widerstand R1 an Masse gelegt.
Wenn der Schalter I sich im offenen Zustand befindet und wenn kein leitendes Element sich in der Nähe der Kapsel 6 befindet, wird das vom Generator 59 angelegte Signal gleichgerichtet und gefiltert. Man erhält im Punkt S einen ersten Spannungspegel.
Das Vorhandensein eines elektrisch leitenden Körpers, zum Beispiel der Finger eines Benutzers, in der Nähe der Kapsel 6 hat zur Wirkung, eine parasitäre Kapazität zwischen den Punkt 5 und Masse einzuführen. Folglich entsteht ein Leckstrom, der die Spannung im Punkt 5 dämpft und der somit einen zweiten Spannungspegel erzeugt, der wesentlich niedriger ist als der erste.
Wenn der Schalter 1 geschlossen ist, wird der Generator über die Kondensatoren C1 und C2 an Masse gelegt. Wenn die Kapazität des Kondensators C2 hoch genug ist, ist die Spannung am Punkt 5 sehr gering, sogar Null.
Um den Zustand des Schalters 1 zu bestimmen, genügt es also, die Spannung des am Punkt 5 entnommenen Signals zu analysieren.
Natürlich kann dieser Vorgang durch ein analoges System durchgeführt werden (das zum Beispiel durch Vergleich der Spannung mit Schwellen vorgeht), um die drei Spannungspegel zu unterscheiden.
Er kann ebenfalls ganz einfach durch eine digitale Schaltung durchgeführt werden, die einen Analog-Digital- Wandler 60 enthält, dessen Eingang mit dem Punkt 5 verbunden ist und dessen Ausgang von einer Schaltung 61 verarbeitet wird, die Teil des Verwaltungsmoduls des Dialogwerkzeugs ist.
Diese Schaltung 61 mißt genau den Spannungspegel im Punkt 5 und führt eine Softwareverarbeitung durch, die es ermöglicht, die Situation jedes Schalters zu unterscheiden, die sein kann:
- entweder nicht beeinflußt; in diesem Fall wird keine Wirkung ausgelöst,
- oder geschlossen; der Aktivierungsbefehl der dem Schälter zugeordneten Steuerung wird dann zum Verwaltungsmodul des Endgeräts geschickt,
- oder beeinflußt durch die Nähe eines Fingers; ein für die Wichtigkeit dieses Einflusses repräsentativer Koeffizient wird dann digitalisiert und dann gespeichert, um die Position des Fingers durch eine Berechnung eines gewichteten Mittelwerts genau zu bestimmen.
In diesem letzten Fall, wenn nur ein einziger Schalter beeinflußt ist, befindet sich der Finger auf dem Schalter. Wenn dagegen zwei Schalter beeinflußt sind, befindet sich der Finger zwischen den beiden. Der Verwaltungsmodul des Dialogwerkzeugs berechnet dann den durch die den beiden Schaltern zugeordneten Koeffizienten gewichteten Mittelwert und bestimmt so die Position des Fingers auf der Erfassungsachse in Bezug auf einen festen Ursprung. Mit einer digitalen Berechnung über zehn Bits erhält man eine Auflösung von tausendvierundzwanzig Punkten je Erfassungsband, Auf diese Weise wird die Position des Fingers mit einer von der Anzahl der Schalter des Bandes unabhängigen Präzision bestimmt, vorausgesetzt, daß der Abstand zwischen dem Zentrum jedes Schalters begrenzt ist (damit zwei Tasten gleichzeitig beeinflußt werden können).
Außerdem wird die Empfindlichkeit der Erfassungsbänder 46, 47 durch Schwellen festgelegt, die parasitäre Einflüsse berücksichtigen (Temperatur, Geräusch der analogen Signale usw.). Sie wird geregelt, um eine Verwendung mit oder ohne Handschuhe zu erlauben.
Um eine Bewegung des Fingers auf jedem dieser Bänder 46, 47 erfassen zu können, ist der Abfragezyklus schnell genug, um die Position des Fingers auf der Achse des Bandes zu messen und sie ohne Pause zum Verwalter des Endgeräts zu übertragen. Auf diese Weise ist es möglich, die Bewegung des Fingers auf der Achse des Bands wiederherzustellen und direkt zu berücksichtigen.
Diese Nähenerfassungsbänder, die entlang der Ränder des Bildschirms angeordnet sind, bieten viele Möglichkeiten: Sie ermöglichen insbesondere:
- einen beliebigen Punkt des Bildschirms durch Bezeichnung eines Punkts jedes der beiden Erfassungsbänder zu bezeichnen; die Bezeichnung eines Punkts eines Erfassungsbands ermöglicht es, eine zur Erfassungsachse senkrechte Linie zu bezeichnen;
- die Inkrementierung oder die Dekrementierung einer Variablen ausgehend von der Amplitude der Verschiebung des Fingers auf einer Erfassungsachse und seiner Richtung zu steuern;
- die Verschiebung eines Cursors oder eines Bilds zu steuern;
- die Verwaltung eines Menüs;
- oder auch, die Verschiebung eines Sichtbarkeitsbereichs innerhalb eines Buchs zu steuern, wobei das rechte Band 46 es ermöglicht, den Bereich der auf dem Bildschirm angezeig ten Seite zu verschieben, und das waagrechte Band 47 es ermöglicht, die Seiten umzuschlagen.
Bei der Verwaltung der Menüs ist es möglich, die Menüs in mehreren Spalten darzustellen, was es ermöglicht, eine große Anzahl von Wahlmöglichkeiten vorzuschlagen. Das waagrechte Band 47 ermöglicht es dann, eine Spalte auszuwählen, während das rechte Band 46 es ermöglicht, eine Zeile auszuwählen.
Wenn ein auf dem Bildschirm angezeigtes Bild größer als der Bildschirm ist, erlaubt die Zuordnung solcher Bänder 46, 47 zur Steuertaste 43 der Verschiebung eines Cursors gleichzeitig, den Cursor auf dem Bildschirm zu bewegen, um einen Gegenstand des Bilds zu bezeichnen, und das Bild in Bezug auf den Bildschirm zu verschieben, um einen anderen Teil des Bilds zu zeigen.
Die Zuordnung einer Funktion zu diesen empfindlichen Bändern wird vorteilhafterweise in Abhängigkeit von der gerade am Endgerät vorliegenden Anwendung durchgeführt.
Ein solches Endgerät, dessen Platzbedarf kaum größer ist als der eines flachen Bildschirms, bietet also eine große Benutzungsbequemlichkeit.
Gemäß einer anderen Ausführungsform verwenden die Nähenerfassungsbänder 46, 47 das Prinzip der einachsigen Erfassung durch innere akustische Wellen, die sich in einem Glasplättchen ausbreiten.
Gemäß dem in Figur 4 gezeigten Schema werden akustische Wellen von einem Sendetransduktor 65 an einem Ende des Nähenerfassungsbandes in die Masse eines Glasplättchens 72 mit mindestens 1 mm Dicke, das das Erfassungsband bildet, gesendet. Aufgrund einer ersten Einheit von Reflektoren 67, die in einem 45º-Winkel in Bezug auf die Längsachse des Bands auf der Strecke der vom Transduktor 65 ausgesandten akustischen Wellen angeordnet sind, reflektieren sich die akustischen Wellen in einer senkrechten Richtung, indem sie einer Vielzahl von Strecken unterschiedlicher Länge, die über die ganze Oberfläche des Glasplättchens verteilt sind, z.B. 69, 70, 71, zu einer zweiten Einheit von Reflektoren 68 folgen.
Die Reflektoren der zweiten Einheit 68 sind ebenfalls in einem 45º-Winkel in Bezug auf die Richtung der einfallenden akustischen Wellen angeordnet und erlauben es, die akustischen Wellen in eine zur Senderichtung entgegengesetzte Richtung zu einem Empfangstransduktor 66 zu senden.
Der Empfangstransduktor 66 wandelt die akustischen Wellen, die er empfängt, in ein elektrisches Signal um, das zu einer elektronischen Analysevorrichtung gesendet wird, die Teil des Verwaltungsmoduls des Dialogwerkzeugs ist.
Wenn ein Gegenstand auf die Oberfläche des Glasplättchens drückt, entsteht ein lokales Dämpfungsphänomen der akustischen Wellen, die die vom Gegenstand gestörte Strecke durchqueren.
Um die Position zum Beispiel eines Fingers zu bestimmen, ist die Analysevorrichtung so ausgebildet, daß sie eine Dämpfung und die betreffende Strecke erfaßt, wobei jede Strecke einer Position auf der Erfassungsachse entspricht, Da diese Dämpfung abhängig von der Auflagekraft des Fingers ist, bestimmt die Analysevorrichtung ebenfalls diese Kraft.
Die Reaktionszeit der Analysevorrichtung ist lang genug, um fähig zu sein, den Bewegungen des Fingers zu folgen.
Die Verwendung solcher Nähenerfassungsbänder ermöglicht es also, Schwellen festzusetzen, um die Aktionen des Benutzers zu unterscheiden und um einen doppelten Betrieb zu reproduzieren: bei einer Auflagekraft, die einer leichten Berührung entspricht, verhält sich das Band wie eine Berührungsplatte, während bei wesentlich höheren Berührungskräften das Band sich wie eine Tasteneinheit verhält, die es ermöglichen, Funktionen zu aktivieren oder Parameter zu validieren, wobei die Position der Tasten durch Etiketten markiert ist, die unter dem Glasplättchen angeordnet sind.
Die Glasplättchen 72, die diese Erfassungsbänder 46, 47 bilden, können leicht durch ihre Kante mittels Miniaturlampen oder Elektrolumineszenzdioden 82 (Figur 5) beleuchtet werden. Die so ausgestrahlten Lichtstrahlen 83 werden dann von den Etiketten 81 reflektiert, die die Bezeichnung der Tasten tragen.
Man erhält so mit geringem Platzbedarf ein Multifunktions-Dialogwerkzeug mit Nachtbeleuchtung.

Claims

1. Endgerät für die Kommunikation Mensch/Maschine, mit einem Anzeigebildschirm (9) und Steuermitteln (32 bis 51), die an der Peripherie des Bildschirms (9) verteilt sind und zwei Erfassungsvorrichtungen (46, 47) enthalten, die je auf einer Achse die Position eines als Dialogwerkzeug verwendeten Gegenstands erfassen, wobei die Achsen dieser beiden Vorrichtungen (46, 47) senkrecht zueinander und je vor einem Rand des Bildschirms (9) angeordnet sind, wobei jede der beiden Erfassungsvorrichtungen (46, 47) einen ersten Betriebsmodus, der es ermöglicht, einen Gegenstand auf ihrer Erfassungsachse zu lokalisieren, und einen zweiten Betriebsmodus aufweist, bei dem ihre Erfassungsachse in eine Vielzahl von Umschaltsegmenten (13 bis 20 und 21 bis 31) aufgeteilt ist, die je eine einer Betätigungstaste eines Schalters zugeordnete Umschaltzone bilden, wobei jedes Umschaltsegment (13 bis 20 und 21 bis 31) Mittel aufweist, um den zweiten Betriebsmodus auszulösen,

dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Erfassungsvorrichtungen (46, 47) Führungsmittel für das Dialogwerkzeug entlang ihrer Erfassungsachse, die aus reliefartigen Rändern bestehen, die parallel und zu beiden Seiten der Erfassungsachse verlaufen, um eine Rinne mit einem U-Profil zu bilden, und Zentriermittel aufweist, die aus in den Rändern ausgebildeten Aussparungen bestehen und die je ein Umschaltsegment (13 bis 31) begrenzen.

2. Kommunikations-Endgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, um den zweiten Betriebsmodus auszulösen, aktiviert werden, wenn das Dialogwerkzeug auf ein Umschaltsegment einen Druck ausübt, der eine bestimmte Schwelle überschreitet.

3. Kommunikations-Endgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Umschaltsegmente (13 bis 31) ein Schalter ist, der aus mindestens einem festen Kontaktelement (4, 5) und einem beweglichen Kontaktelement (6) besteht, das sich auf das feste Kontaktelement (4, 5) unter einem Druck auflegt, der eine bestimmte Schwelle überschreitet, wobei die Kontaktelemente (4, 5, 6) verwendet werden, um durch kapazitive Wirkung die Nähe eines elektrisch leitenden Gegenstands zu erfassen.

4. Kommunikations-Endgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Dialogwerkzeugs entlang der Erfassungsachse jeder der beiden Erfassungsvorrichtungen (46, 47) durch eine Berechnung des gewichteten Mittelwerts durch für den Erregüngspegel der Schalter (13 bis 31) repräsentative Koeffizienten bestimmt wird.

5. Kommunikations-Endgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Erfassungsvorrichtungen (46, 47) aus einem Glasplättchen (72) besteht und aufweist:

- Transduktormittel (65) zum Senden akustischer Wellen in die Masse des Glasplättchens (72),

- Mittel (67), um die akustischen Wellen gemäß einer Vielzahl von Strecken (69, 70, 71) unterschiedlicher Länge umzudirigieren, die zu verschiedenen Positionen des Dialogwerkzeugs entlang der Erfassungsachse jeder der Erfassungsvorrichtungen (46, 47) gehören,

- Transduktormittel (66) zum Empfang der akustischen Wellen, die sich im Glasplättchen (72) ausbreiten,

- Mittel (68), um diese die Vielzahl von Strecken (69, 70, 71) durchlaufenden akustischen Wellen zu dem Empfangs-Transduktormitteln (66) umzudirigieren,

- Mittel, um das von den Empfangs-Transduktormitteln (66) kommenden Signal zu analysieren, die eine Dämpfung der Am plitude der akustischen Welle erfassen können, die von der Gegenwart eines Gegenstands erzeugt wird, welcher auf das Glasplättchen (72) drückt, und die bestimmen können, welche der Vielzahl von Strecken (69, 70, 71) von der akustischen Welle durchlaufen wurde, deren Amplitude vom Gegenstand gedämpft wurde, wobei die Strecke es ermöglicht, die Position des Gegenstands entlang der Erfassungsachse zu bestimmen.

6. Kommunikations-Endgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, um das von den Empfangs-Transduktormitteln (66) kommende Signal zu analysieren, diese Dämpfung messen können, um den vom Gegenstand auf das Glasplättchen (72) ausgeübten Druck zu bestimmen, wobei dieser Druck von der Dämpfung abhängt.

7. Kommunikations-Endgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Analyse des Signals den zweiten Betriebsmodus aktivieren, wenn der gemessene Druck eine bestimmte Schwelle überschreitet.

8. Kommunikations-Endgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtungen (46, 47) Mittel zur Beleuchtung des Glasplättchens (72) durch seine Kante und unter dem Glasplättchen (72) angeordnete Etiketten aufweisen, wobei jedes Etikett den Namen des Befehls trägt, der ausgelöst wird, wenn ein Druck darauf ausgeübt wird.

9. Kommunikations-Endgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es Photodioden (52) bis 55), die seine Beleuchtung messen, eine Vorrichtung zur Beleuchtung des Bildschirms (9) und einen Modul zur Verwaltung dieser Beleuchtung aufweist, der sie in Abhängigkeit von der von den Photodioden (52 bis 55) gemessenen Beleuchtung steuern kann.