DE102011075067A1 - Berührungsbildschirmeinheit und Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Berührungsbildschirmeinheit mit einer Annäherungsdetektoreinheit, sowie ein Verfahren zum Betreiben dieser Berührungsbildschirmeinheit mit der Annäherungsdetektoreinheit.
- Berührungsbildschirmeinheiten werden in zunehmenden Maße in tragbaren elektronischen Geräten eingesetzt, um den Bedienkomfort zu erhöhen, und um gleichzeitig die Ansprüche bezüglich der ästhetischen Formgestaltung zu erfüllen. Allerdings ist dieser Einsatz nicht nur auf tragbare elektronische Geräte, wie z. B. Mobiltelefone beschränkt, sondern es werden solche Berührungsbildschirmeinheiten auch häufiger in Messgeräten eingesetzt, um dadurch die Anzahl an Eingabeelementen, wie z. B. Eingabeknöpfen, reduzieren zu können, was gleichzeitig den Einsatz größerer Berührungsbildschirmeinheiten erlaubt.
- Aus der
US 2006/0161871 A1 US 2006/0161871 A1 - Es ist daher die Aufgabe der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit mit der Annäherungsdetektoreinheit und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Berührungsbildschirmeinheit mit der Annäherungsdetektoreinheit eine Lösung zu schaffen, um den Bedienkomfort zu erhöhen und die fehlerhafte Auswahl von Bedienelementen auf einer Benutzeroberfläche zu reduzieren.
- Die Aufgabe wird bezüglich der Berührungsbildschirmeinheit mit der Annäherungsdetektoreinheit durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens zum Betreiben der Berührungsbildschirmeinheit mit der Detektoreinheit durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst. Der Anspruch 19 beinhaltet ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um sämtliche Verfahrensschritte ausführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird. Der Anspruch 20 enthält ein Computerprogramm-Produkt mit insbesondere auf einen maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln, um alle Verfahrensschritte durchführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird. In den jeweiligen Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Bildschirmeinheit mit der Annäherungsdetektoreinheit sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Berührungsbildschirmeinheit mit der Annäherungsdetektoreinheit angegeben.
- Die erfindungsgemäße Berührungsbildschirmeinheit weist Erfassungssensoren sowie eine Annäherungsdetektoreinheit auf, wobei die Erfassungssensoren mit der Annäherungsdetektoreinheit verbunden sind. Dadurch ist für Annäherungsdetektoreinheit erkennbar, wenn sich zumindest ein Objekt auf und/oder in der Nähe einer Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit befindet. Die Annäherungsdetektoreinheit erfasst zumindest einen Auswahlbereich auf der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit, der unter dem zumindest einen Objekt liegt.
- Bevorzugt kann die Berührungsbildschirmeinheit derart ausgebildet sein, dass der zumindest eine Auswahlbereich auf der Berührungsbildschirmeinheit als Sehhilfe visualisierbar ist. Die Berührungsbildschirmeinheit kann außerdem ergänzend dazu oder alternativ dazu derart ausgebildet sein, dass an ein Bedienelement, welches am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs liegt, ein Fokus übertragbar ist. Auch kann die Berührungsbildschirmeinheit ergänzend dazu oder alternativ dazu derart ausgebildet sein, dass die Annäherungsdetektoreinheit einen Abstand zwischen dem zumindest einen Objekt und der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit erfasst und dass Bedienelemente, die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs liegen, mit abnehmendem Abstand in ihrer Größe vergrößerbar sind und/oder dass Bedienelemente, die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs liegen, mit zunehmendem Abstand in ihrer Größe verkleinerbar sind.
- Besonders vorteilhaft ist es, dass die Annäherungsdetektoreinheit zumindest einen Auswahlbereich auf der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit erfasst, der unter dem zumindest einen Objekt liegt. Dies erlaubt, dass der Auswahlbereich auf der Berührungsbildschirmeinheit als Zielhilfe visualisierbar ist, sodass der Benutzer erkennt, welche Bedienelemente er bei einer senkrechten Bewegung in Richtung der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit auswählen würde. Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, dass an ein Bedienelement, welches am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs liegt ein Fokus übertragbar ist. Dies erlaubt, dass auch ältere Softwareprogramme problemlos mit der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit bedient werden können.
- Außerdem ist es besonders vorteilhaft, wenn die Annäherungsdetektoreinheit einen Abstand zwischen dem zumindest einen Objekt und der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit erfasst und wenn Bedienelemente, die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs liegen, z. B. linear mit abnehmendem Abstand in ihrer Größe vergrößerbar sind und/oder wenn Bedienelemente, die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs liegen, z. B. linear mit zunehmendem Abstand in ihrer Größe verkleinerbar sind. Dies erlaubt es dem Benutzer das gewünschte Bedienelement sicher auszuwählen, wobei weiterhin gewährleistet ist, dass das Bedienelement nur so schnell vergrößert, bzw. verkleinert wird, dass der Benutzer noch die Möglichkeit hat, das direkt benachbarte Bedienelement ebenfalls auszuwählen, weil dieses nicht sofort verdeckt wird.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Berührungsbildschirmeinheit Erfassungssensoren und einer Annäherungsdetektoreinheit, wobei die Erfassungssensoren mit der Annäherungsdetektoreinheit verbunden sind, umfasst die nachfolgenden Verfahrensschritte. In einem ersten Verfahrensschritt wird zumindest ein Objekt, das sich auf und/oder in der Nähe einer Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit befindet durch die Annäherungsdetektoreinheit erkannt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird zumindest ein Auswahlbereich auf der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit durch die Annäherungsdetektoreinheit erfasst, der unter dem zumindest einem Objekt liegt.
- Im Weiteren kann bevorzugt die Berührungsbildschirmeinheit derart betrieben werden, dass in einem dritten Verfahrensschritt der zumindest eine Auswahlbereich auf der Berührungsbildschirmeinheit als Zielhilfe visualisiert wird. Ergänzend dazu oder alternativ dazu kann die Berührungsbildschirmeinheit auch derart betrieben werden, dass der vierte Verfahrensschritt ausgeführt wird und ein Fokus an ein Bedienelement übertragen wird, welches am nahesten am Zentrum des Auswahlbereichs liegt. Ferner kann die Berührungsbildschirmeinheit ergänzend dazu oder alternativ dazu derart betrieben werden, dass ein fünfter Verfahrensschritt ausgeführt wird, indem die Annäherungsdetektoreinheit einen Abstand zwischen dem zumindest einen Objekt und der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit erfasst. Innerhalb dieses Verfahrensschritts werden diejenigen Bedienelemente mit abnehmendem Abstand vergrößert, die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs liegen. Es ist auch möglich, dass innerhalb dieses Verfahrensschritts diejenigen Bedienelemente mit zunehmenden Abstand verkleinert werden, die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs liegen.
- Besonders vorteilhaft ist es, dass innerhalb des zweiten Verfahrensschritts zumindest ein Auswahlbereich durch die Annäherungsdetektoreinheit auf der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit erfasst wird, der unter den zumindest einen Objekt liegt. Dies erlaubt, dass in einem weiteren Verfahrensschritt der Auswahlbereich auf der Berührungsbildschirmeinheit als Zielhilfe visualisiert werden kann, was dem Benutzer das sichere Auswählen von Bedienelementen ermöglicht. Im Weiteren ist es besonders vorteilhaft, dass ein Fokus an ein Bedienelement übertragen werden kann. Dies erlaubt, dass auch ältere Softwareprogramme möglichst effizient bedient werden können. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Annäherungsdetektoreinheit einen Abstand zwischen dem zumindest einen Objekt und der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit erfasst und die Bedienelemente, die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs liegen z. B. linear mit abnehmendem Abstand vergrößert, bzw. mit z. B. linear zunehmendem Abstand verkleinert. Diese lineare Vergrößerung, bzw. die lineare Verkleinerung erlaubt, dass möglichst wenige Bedienelemente auf einer dicht bepackten Bedienoberfläche verdeckt werden, sodass der Benutzer möglichst einfach ein anderes Bedienelement auswählen kann.
- Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit mit der Annäherungsdetektoreinheit besteht, wenn der Auswahlbereich mit einer von der Hintergrundfarbe und/oder mit einer von der Hintergrundschraffur abweichenden Farbe und/oder Schraffur darstellbar ist und/oder wenn der Auswahlbereich transparent darstellbar ist. Dies erlaubt, dass der Auswahlbereich sicher von einem Benutzer erkannt werden kann, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, dass dem Benutzer die Sicht auf die eigentlichen Bedienelemente nicht verwehrt ist.
- Ferner besteht ein Vorteil der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit mit der Detektoreinheit, wenn der zumindest eine Auswahlbereich z. B. linear mit abnehmendem Abstand des zumindest einen Objekts bezüglich der Oberfläche der Berührungseinheit in seiner Größe verkleinerbar ist und/oder wenn der zumindest eine Auswahlbereich z. B. linear mit zunehmendem Abstand des zumindest einen Objekts bezüglich der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit in seiner Größe vergrößerbar ist. Dadurch wird dem Sachverhalt Rechnung getragen, dass die Genauigkeit, mit welcher die Annäherungsdetektoreinheit ein Objekt in der Nähe der Berührungsbildschirmeinheit erkennen kann mit zunehmenden Abstand des Objekts von der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit kleiner wird, sodass die Bewegung des Benutzers auf das gewünschte Bedienelement hingeleitet wird.
- Auch besteht ein Vorteil bei der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit mit der Annäherungsdetektoreinheit, wenn es sich bei dem zumindest einen Auswahlbereich um einen Kreis handelt, wobei mittels einer statistischen Auswertung der Position des zumindest einen Objekts ein Mittelwert und eine Standardabweichung berechenbar ist, wobei ein Mittelpunkt des Kreises diesem Mittelwert und ein Radius des Kreises dieser Standardabweichung entspricht. Über diese Beziehungen werden etwaige Messungenauigkeiten der Annäherungsdetektoreinheit herausgemittelt, sodass bei Erhöhung der Genauigkeit mit der die Annäherungsdetektoreinheit das zumindest eine Objekt erkennt, der Radius des Auswahlbereichs kleiner ist.
- Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Berührungsbildschirmeinheit mit einer Annäherungsdetektoreinheit ein Vorteil, wenn in einem weiteren Verfahrensschritt zumindest ein Schwellwert für einen Abstand zwischen dem zumindest einem Objekt und der Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit einstellbar ist, sodass bei Über- oder Unterschreiten dieses zumindest einen Abstands frei definierbare Ereignisse ausgelöst werden. Dies erlaubt beispielsweise das Darstellen von verschiedenen Animationen, wie der Anzeige eines Tooltext (dt. Hilfstext).
- Ferner besteht bei dem Verfahren zum Betreiben der Berührungsbildschirmeinheit mit der Annäherungsdetektoreinheit ein Vorteil, wenn in einem weiteren Verfahrensschritt ein Nahauslösebereich für den erfassten Abstand innerhalb der Annäherungsdetektoreinheit eingestellt wird, sodass ein Klick-Ereignis an das Bedienelement übergeben wird, welches am nahesten am Zentrum des Auswahlbereichs liegt, sobald er durch die Annäherungsdetektoreinheit erfasste Abstand den Nahauslösebereich unterschreitet. Dies erlaubt ein sehr effizientes Bedienen von Softwareprogrammen, weil das Klick-Ereignis beispielsweise schon ab einem Abstand von z. B. einigen Millimetern übertragen werden kann.
- Auch besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Berührungsbildschirmeinheit mit einer Annäherungsdetektoreinheit ein Vorteil, wenn in einem weiteren Verfahrensschritt kontinuierlich die Position von zumindest einem Objekt über einen Zeitraum durch die Annäherungsdetektoreinheit erfasst und/oder gemittelt wird und wenn die erfassten und/oder gemittelten Positionen in zumindest einer Speichereinheit gespeichert werden. Auf diese Art und Weise kann ein räumliches Bild von allen Objekten erstellt werden, die von der Annäherungsdetektoreinheit erfasst werden, was es erlaubt, auch Gesten zu erkennen und auszuwerten, um dadurch die Bediengeschwindigkeit der Softwareprogramme zu erhöhen.
- Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbilds, das den Aufbau der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit zeigt; -
2 den allgemeinen Aufbau einer kapazitiven Berührungsbildschirmeinheit; -
3A ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit mit einem hervorgehobenen Bedienelement; -
3B ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit mit einem hervorgehobenen Bedienelement; -
4A ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit mit einem visualisierten Auswahlbereich der als Zielhilfe dient; -
4B ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit mit einem visualisierten Auswahlbereich der als Zielhilfe dient; -
4C ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit mit einem visualisierten Auswahlbereich, der als Zielhilfe dient; -
5A ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit mit einem visualisierten Auswahlbereich, der als Zielhilfe dient und hervorgehobenen Bedienelementen; -
5B ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit mit einem visualisierten Auswahlbereich, der als Zielhilfe dient und hervorgehobenen Bedienelementen; -
5C ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit mit einem visualisierten Auswahlbereich, der als Zielhilfe dient und hervorgehobenen Bedienelementen; -
6 ein erfindungsgemäßes Ablaufdiagramm der Berührungsbildschirmeinheit, welches das unterschiedliche Darstellen von Bedienelementen auf einer Benutzeroberfläche in Abhängigkeit von verschiedenen Abständen eines Objekts in Bezug zur Oberfläche der Berührungsbildschirmeinheit verdeutlicht; -
7A ein Ausführungsbeispiel, das die Anwendung eines Zeichenwerkzeugs mit einem herkömmlichen Bildschirm beschreibt; -
7B die Anwendung eines Zeichenwerkzeugs zusammen mit der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit; -
8 ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms zum Betreiben der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit; -
9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms zum Betreiben der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit; und -
10 ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms zum Betreiben der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit. -
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbildes, das den Aufbau der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit1 zeigt. Die erfindungsgemäße Berührungsbildschirmeinheit1 besteht aus einem Berührungsbildschirm2 und einer Kontrollereinheit3 . Der Berührungsbildschirm2 kann einen kapazitiven Aufbau haben. Ein solcher Berührungsbildschirm2 weist verschiedene kapazitive Sensoren4 1,4 2,4 3 bis4 n auf, die mit der Kontrollereinheit3 verbunden sind. Das von zumindest einem kapazitiven Sensor4 1 bis4 n ausgesendete elektromagnetische Feld wird durch ein Objekt5 , welches sich in der Nähe des Berührungsbildschirms2 befindet gestört, wobei die anderen kapazitiven Sensoren4 1 bis4 n, welche das elektromagnetische Feld nicht aussenden eine Störung dieses Feldes erfassen, welche von der Kontrollereinheit3 ausgewertet wird. - Innerhalb der Kontrollereinheit
3 ist zu diesem Zwecke eine Annäherungsdetektionseinheit6 ausgebildet. Je nach Position des Objekts5 ist das elektromagnetische Feld an den kapazitiven Sensoren4 1 bis4 n unterschiedlich stark gestört. Die Annäherungsdetektionseinheit6 kann aus diesen Informationen ungefähr die räumliche Position des Objekts5 bestimmen. Diese Positionsbestimmung ist umso genauer, je näher sich das Objekt5 an der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 befindet. Allerdings kann auch bis zu einem Abstand von z. B. ca. 10 cm festgestellt werden, ob sich überhaupt ein Objekt5 oberhalb der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 befindet. Die Kontrollereinheit3 mit der Annäherungsdetektionseinheit6 wird meist rückseitig auf dem Berührungsbildschirm2 befestigt und diese bilden gemeinsam die Berührungsbildschirmeinheit1 , wie dies in1 gestrichelt angedeutet ist. - Die Kontrollereinheit
3 , bzw. die Berührungsbildschirmeinheit1 im Allgemeinen überträgt fortlaufend die Daten, die die Position von zumindest einem Objekt5 enthalten, an ein übergeordnetes Rechensystem, in diesem Fall an die zentrale Datenverarbeitungseinheit7 . Eine solche Verbindung kann beispielsweise über USB (engl. universal serial bus; dt. Universeller serieller Bus) erfolgen. Die zentrale Datenverarbeitungseinheit7 kann aus einem Prozessor, einem FPGA(engl. Field Programmable Gate Array; dt. im (Anwendungs-)Feld programmierbare (Logik-)Gatter-Anordnung) oder einen digitalen Signalprozessor bestehen. Die zentrale Datenverarbeitungseinheit7 ist mit einer Bildverarbeitungseinheit8 verbunden, wobei die Bildverarbeitungseinheit8 mit dem Berührungsbildschirm2 , bzw. der Berührungsbildschirmeinheit1 verbunden ist. Die Bildverarbeitungseinheit8 erzeugt das Bildsignal, welches auf dem Berührungsbildschirm2 dargestellt wird. Die Bildverarbeitungseinheit8 kann in der zentralen Datenverarbeitungseinheit7 integriert sein. - Mit der zentralen Datenverarbeitungseinheit
7 sind weitere Peripheriegeräte verbunden. Dazu gehören weitere Bedienelemente9 , eine Netzwerkverbindung10 und zumindest eine Speichereinheit11 . Bei den weiteren Bedienelementen9 kann es sich beispielsweise um eine Computermaus und/oder um eine Computertastatur handeln. Die Bedienelemente9 umfassen ebenfalls Taster und Drehknöpfe mit denen der Benutzer eine Auswahl treffen kann. - Für den Fall, dass es sich bei dem in
1 gezeigten Blockschaltbild um ein Messsystem handelt, kann mit der zentralen Datenverarbeitungseinheit7 noch eine Messeinheit12 verbunden sein. Das in1 dargestellte Blockschaltbild kann allerdings auch ein tragbares elektronisches Gerät, wie beispielsweise ein Mobiltelefon oder einen tragbaren Computer beschreiben. -
2 zeigt ein Beispiel für einen allgemeinen Aufbau einer kapazitiven Berührungsbildschirmeinheit1 . Zu erkennen ist ein Objekt5 , bei welchem es sich beispielsweise um einen menschlichen Finger5 oder um einen Eingabestift handeln kann. Bevorzugt ist das Objekt5 elektrisch leitfähig. Das Objekt5 ist in verschiedenen Abständen AF, A1, A2 und AN zur Berührungsbildschirmeinheit1 angeordnet. Die Berührungsbildschirmeinheit1 besteht aus einem Berührungsbildschirm2 und einer Kontrollereinheit3 , in die die Annäherungsdetektionseinheit6 integriert ist. Der Berührungsbildschirm2 verfügt über eine Vielzahl an kapazitiven Erfassungssensoren4 1,4 2,4 3 und4 n. Diese kapazitiven Erfassungssensoren4 1 bis4 n können je nach Aufbau des Berührungsbildschirms2 auf der Oberfläche13 verteilt sein oder am Rand der Oberfläche13 angeordnet sein. Die kapazitiven Erfassungssensoren4 1 bis4 n sind über eine elektrisch leitende Verbindung14 mit der Kontrollereinheit3 verbunden. - Der Abstand AF kennzeichnet die Fernauslösegrenze, also den Abstand, bis zu welchem die kapazitiven Erfassungssensoren
4 1 bis4 n ein Objekt5 noch erkennen können. Der Abstand AN kennzeichnet den Nahauslösebereich, welcher im Folgenden noch genauer erläutert wird. -
3A zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit1 mit Blick auf die Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 und einem hervorgehobenen Bedienelement20 . Zu erkennen sind eine Vielzahl von Bedienelementen20 ,22 ,23 , die relativ nah zueinander angeordnet sind. Zu erkennen ist ebenfalls ein Mauszeiger21 . Aufgrund der Tatsache, dass eine Berührungsbildschirmeinheit1 verwendet wird, wird der Mauszeiger21 durch Bewegungen gesteuert, die von einem erkannten Objekt5 stammen und von der Berührungsbildschirmeinheit1 erkannt werden. Je kleiner die Bedienelemente20 ,22 ,23 sind und je näher eine Vielzahl von Bedienelementen20 ,22 ,23 zueinander angeordnet sind, desto schwieriger ist es, ein einzelnes Bedienelement20 ,22 ,23 sicher zu selektieren. Aus diesem Grund berechnet die Annäherungsdetektoreinheit6 innerhalb der Kontrollereinheit3 einen Auswahlbereich40 auf der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 , der möglichst senkrecht unter dem zumindest einen Objekt5 liegt. Bei einer senkrechten Bewegung des Objekts5 in Richtung der Oberfläche13 würde das Bedienelement20 ausgewählt werden, welches am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs40 liegt. - Gut zu erkennen ist, dass das Bedienelement
20 vergrößert dargestellt ist, welches im Zentrum des nichtdargestellten Auswahlbereichs40 liegt. Eine derartige Vergrößerung des Bedienelements20 , sowohl in seiner Größe als auch in seiner Beschriftung, erlaubt dem Benutzer das sichere Erkennen und das sichere Auswählen des gewünschten Bedienelements20 . -
3B zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit1 mit einem hervorgehobenen Bedienelement22 . Im Gegensatz zu3A ist der Mauszeiger21 von dem Bedienelement20 auf das Bedienelement22 bewegt worden. Das Bedienelement20 ist daraufhin wieder in seiner normalen Größe dargestellt, wohingegen das Bedienelement22 sowohl in seiner Beschriftung als auch in seiner Größe stark vergrößert dargestellt ist. Alle weiteren Bedienelemente23 , auf die in den3A und3B nicht explizit Bezug genommen worden ist, können mit dem Bezugszeichen23 bezeichnet werden. -
4A zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit1 mit einem visualisierten Auswahlbereich40 , der als Zielhilfe dient. Die Annäherungsdetektoreinheit6 erfasst dabei zumindest einen Auswahlbereich40 auf der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 , der unter dem zumindest einen Objekt5 liegt. Dieser zumindest eine Auswahlbereich40 ist auf der Berührungsbildschirmeinheit1 als Zielhilfe visualisiert. Diese Visualisierung kann durch die Bilddatenverarbeitungseinheit8 erfolgen, die von der zentralen Datenverarbeitungseinheit7 gesteuert wird. - Der Auswahlbereich
40 ist dabei bevorzugt als Kreis dargestellt, wobei mittels einer statistischen Auswertung der Positionen des zumindest einen Objekts5 ein Mittelwert M und eine Standardabweichung σ berechnet wird. Der Mittelpunkt des Kreises entspricht dem Mittelwert M und der Radius des Kreises entspricht z. B. σ oder auch 2·σ. Es ist auch ein anderes Vielfaches von σ denkbar. - Für den Fall, dass mehrere Objekte
5 , beispielsweise mehrere Finger des menschlichen Körpers, sich der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 nähern, können mehrere Auswahlbereiche40 dargestellt werden. In4A ist zu sehen, dass der Mittelpunkt des Auswahlbereichs40 mit der Position des Mauszeigers21 übereinstimmt, wobei der Mauszeiger21 nicht zwingend visualisiert werden muss. Dass Objekt5 weist einen Abstand A1 bezüglich der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 auf. Der Abstand A1 ist, wie später noch erläutert wird, relativ groß, beispielsweise 6 cm, sodass die Annäherungsdetektionseinheit6 nur relativ ungenau die Position des Objekts5 bestimmen kann. Dies resultiert in einer größeren Standardabweichung σ und damit in einem größeren Radius des als Kreis dargestellten Auswahlbereichs40 . - Gut zu erkennen ist, dass der Auswahlbereich mit einer von der Hintergrundfarbe und/oder mit einer von der Hintergrundschraffur abweichenden Farbe und/oder Schraffur darstellbar ist. Der Auswahlbereich
40 kann auch transparent dargestellt werden. In4A sind alle Bedienelemente20 ,22 und23 sichtbar und nicht von dem Auswahlbereich40 bedeckt. Dies erlaubt, dass der Benutzer das auszuwählende Bedienelement nicht aus den Augen verliert. -
4B zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit1 mit einem visualisierten Auswahlbereich40 der als Zielhilfe dient. Im Gegensatz zu4A hat sich das Objekt5 in Richtung der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 bewegt und den Abstand A1 auf den Abstand A2 verkürzt. Die Annäherungsdetektionseinheit6 innerhalb der Kontrollereinheit3 kann die Position des Objekts5 nun mit höherer Genauigkeit bestimmen, sodass die Standardabweichung σ kleiner wird, wodurch sich gemäß obiger Beziehung der Radius des als Kreis dargestellten Auswahlbereichs40 ebenfalls verkleinert. Der Benutzer bekommt dadurch sehr gut vermittelt, welches Bedienelement20 ,22 ,23 ausgewählt werden würde, würde er seine Bewegung mit dem Objekt5 unverändert fortsetzen. -
4C zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit1 mit einem visualisierten Auswahlbereich40 der als Zielhilfe dient. Im Gegensatz zu den4A und4B hat sich der Abstand des Objekts5 gegenüber der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 von A2 auf A3 verkürzt. Die Annäherungsdetektionseinheit6 kann wiederum mit erhöhter Genauigkeit den Auswahlbereich40 unterhalb des Objekts5 ermitteln, sodass des Radius des als Kreis dargestellten Auswahlbereichs40 kleiner wird. Der Benutzer kann jetzt sehr genau erkennen, welches Bedienelement20 ,22 ,23 in Kürze ausgewählt wird, falls die Bewegung des Objekts5 in gleicher Art und Weise fortgesetzt wird. - Zu erkennen ist in den
4A ,4B und4C ebenfalls, dass neben dem Radius des als Kreis dargestellten Auswahlbereichs40 sich auch die Größe des Mauszeigers ändert. Je näher sich das Objekt5 auf die Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 zubewegt und je kleiner der Abstand zwischen dem Objekt5 und der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 wird, desto kleiner wird der Mauszeiger21 darstellt. Dadurch ist sichergestellt, dass dem Benutzer, mit Ausnahme des Objekts5 , möglichst wenig Sicht auf das auszuwählende Bedienelement20 ,22 ,23 genommen wird. -
5A zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit1 mit einem visualisierten Auswahlbereich40 der als Zielhilfe dient und einem hervorgehobenen Bedienelement20 . Wie bereits erläutert ist der Radius des als Kreis dargestellten Auswahlbereichs40 aufgrund des relativ großen Abstands A1 des Objekts5 bezüglich der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 relativ groß. Alle Bedienelemente20 ,22 und23 haben dabei dieselbe Größe. -
5B zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit1 mit einem visualisierten Auswahlbereich40 der als Zielhilfe dient und einem hervorgehobenen Bedienelement20 . Sobald sich der Abstand des Objekts5 bezüglich der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 von beispielsweise A1 = 6 cm auf A2 = 3 cm verringert, wird das bevorzugt im Zentrum des Auswahlbereichs40 liegende Bedienelement20 vergrößert. Es können allerdings auch alle Bedienelemente20 ,22 und23 vergrößert werden, die ganz oder teilweise innerhalb des Auswahlbereichs40 liegen. Zu erkennen ist ebenfalls, dass der Mauszeiger21 in5B gegenüber dem Mauszeiger21 aus5A verkleinert dargestellt ist. -
5C zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Berührungsbildschirmeinheit1 mit einem visualisierten Auswahlbereich40 , der als Zielhilfe dient, und einem hervorgehobenen Bedienelement20 . Innerhalb von5C hat sich das Objekt5 in Richtung der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 bewegt. Der Abstand A2 wurde auf den Abstand A3 verkürzt. Der Abstand A3 kann beispielsweise 1 cm umfassen. Das Bedienelement20 aus5C ist gegenüber dem Bedienelement20 aus5B stark vergrößert dargestellt. Der Radius des als Kreis dargestellten Auswahlbereichs40 ist ebenfalls in5C deutlich kleiner, als der Radius des als Kreis dargestellten Auswahlbereichs40 aus5B oder5A . Neben der Größe des Bedienelements20 ist auch die Beschriftung stark vergrößert dargestellt. - Die in den
5A ,5B und5C dargestellte Funktionsweise beruht darauf, dass Bedienelemente20 ,22 und23 , die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs40 , insbesondere im Zentrum des Auswahlbereichs40 liegen, z. B. linear mit abnehmenden Abstand in ihrer Größe vergrößerbar sind und/oder z. B. linear mit zunehmenden Abstand in ihrer Größe verkleinerbar sind. Würde sich das Objekt5 wiederum von der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 entfernen, so würde sich das in5C stark vergrößert dargestellte Bedienelement20 wieder verkleinern. Dieser Vergrößerungs-, bzw. Verkleinerungseffekt, der sowohl die Größe des Bedienelements20 als auch dessen Beschriftung betrifft, erfolgt bevorzugt linear, d. h. es handelt sich um einen fließenden, stetigen Effekt. - Es ist auch möglich, dass die Bedienelemente
20 ,22 ,23 abhängig vom Abstand des Objekts5 und abhängig von dem Anteil der Fläche des Bedienelements20 ,22 ,23 , die innerhalb des Auswahlbereichs40 liegt, vergrößert oder verkleinert werden. Liegt großer prozentualer Anteil der Fläche eines Bedienelements20 ,22 ,23 innerhalb des Auswahlbereichs40 , so wird dieses bei einer Annäherung des Objekts5 an die Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 stärker vergrößert, als wenn nur ein kleinerer prozentualer Anteil der Fläche des Bedienelements20 ,22 ,23 innerhalb des Auswahlbereichs40 liegt. - Diese lineare Vergrößerung, bzw. Verkleinerungs- und Bedienelemente
20 ,22 und24 wirkt der Tatsache entgegen, dass bei einem sich der Oberfläche13 annähernden Objekt5 die Sicht des Benutzers auf das unterhalb des Objekt5 liegenden Bedienelements20 ,22 ,23 beschränkt ist, sodass durch das erfindungsgemäße lineare Vergrößern, bzw. Verkleinern der Bedienelemente20 ,22 und23 stets gewährleistet ist, dass der Benutzer das auszuwählende Bedienelement20 ,22 und23 möglichst vollständig erkennt. - In den
5B und5C ist ebenfalls zu erkennen, dass dem ausgewählten Bedienelement20 aufgrund seiner dicken Umrandung ein Fokus zugewiesen ist. -
6 zeigt ein erfindungsgemäßes Ablaufdiagramm der Berührungsbildschirmeinheit1 , welches die unterschiedliche Darstellung der Bedienelemente20 ,22 ,23 auf einer Benutzeroberfläche in Abhängigkeit von verschiedenen Abständen eines Objekts5 in Bezug zur Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 illustriert. Innerhalb von6 werden auf die in2 definierten Abstände AF, A1, A2 und AN Bezug genommen. - Zu Beginn ist der Abstand zwischen dem Objekt
5 und der Oberfläche13 größer als der Abstand AF, ab welchem die Annäherungsdetektionseinheit6 ein Objekt5 erkennen kann. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit1 innerhalb eines mobilen Endgeräts wäre innerhalb dieses Zustands die Hintergrundbeleuchtung ausgeschaltet, um die Akkulaufzeit zu erhöhen. Dieser Sachverhalt ist in Fenstern60 und61 dargestellt. Verkleinert sich im Folgenden der Abstand des Objekts5 bezüglich der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 und unterschreitet dieser Abstand die Fernauslösegrenze AF, so wird die Hintergrundbeleuchtung eingeschaltet und die im rechten Teil von6 dargestellte beispielhafte Menüstruktur dargestellt. Dies ist in den Fenstern62 und63 gezeigt. In dem Fenster63 sind verschiedene Eingabeelemente64 und65 gezeigt, über die der Benutzer Einstellungen vornehmen kann. Bei dem beispielhaften Menü aus dem Fenster63 handelt es sich um die Möglichkeit, verschiedene Dateien zu öffnen. - Nähert sich das Objekt
5 im Folgenden weiterhin der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 an und wird beispielsweise der Abstand A2 unterschritten, so können frei definierbare Ereignisse ausgelöst werden. Dieser Sachverhalt ist in dem Fenster68 dargestellt. In dem Fenster67 werden zwei dieser frei definierbaren Ereignisse ausgeführt. Zu erkennen ist, dass das Bedienelement65 eine schwarze Umrandung hat. Dies kommt dadurch zustande, dass die Annäherungsdetektoreinheit6 einen Auswahlbereich40 auf der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 erfasst hat, der unter dem zumindest einen Objekt5 liegt. Das Bedienelement65 liegt in diesem Beispiel am nahesten im Zentrum dieses Auswahlbereichs40 . Dem Bedienelement65 wurde deshalb der Fokus übertragen. Den Fokus erkennt man daran, dass beispielsweise um das Bedienelement65 eine dunkle Umrandung gezeichnet ist. Ein solches Bedienelement65 kann durch Betätigen der Eingabetaste unverzüglich gestartet werden. Auf diese Art und Weise können auch ältere Softwareprogramme besonders effizient mit der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit1 bedient werden. Die Kompatibilität ist dabei sichergestellt. Das zweite Ereignis ist ein sogenannter Hilfstext66 , der dann dargestellt wird, wenn ein Mauszeiger eine bestimmte Zeit lang über einem Bedienelement20 ,22 ,23 ,64 und65 verweilt. Der Mauszeiger ist in dem Fenster67 nicht dargestellt. Allerdings kann der Mauszeiger dem Zentrum des Auswahlbereichs40 zugeordnet werden. Der Hilfstext66 , der zu jedem Bedienelement20 ,22 ,23 ,64 und65 hinterlegt sein kann, wird dann dargestellt, wenn eines dieser Bedienelemente20 ,22 ,23 ,64 und65 über eine längere Zeit in etwa im Zentrum des Auswahlbereichs40 liegt, wobei bevorzugt der Abstand des Objekts5 zur Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 einen gewissen Schwellwert, der einstellbar ist, unterschreiten muss. In dem Fenster68 wird deutlich, dass diese Bedingung erfüllt ist, sobald der gemessene Abstand kleiner ist als der voreingestellte Abstand A2. - Nähert sich das Objekt
5 weiter der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 an, dann wird für den Fall, dass der Abstand des Objekts5 zur Oberfläche13 kleiner ist, wie eine voreingestellte Nahauslösegrenze, automatisch ein Klick-Ereignis an das Bedienelement20 ,22 ,23 ,64 und65 übergeben, welches am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs40 liegt. In dem Beispiel aus6 wird dem Bedienelement65 das Klick-Ereignis übergeben. Bei dem Klick-Ereignis handelt es sich um das Ereignis, welches den Bedienelementen20 ,22 ,23 ,64 und65 übergeben worden wäre, wenn eine Maus angeschlossen wäre. In dem Fenster70 öffnet sich daraufhin vereinfacht dargestellt ein Dateidialog71 , in dem der Benutzer verschiedene Dateien auswählen kann. Dieser Dateidialog71 kann wiederum über andere Bedienelemente64 bestätigt oder abgebrochen werden. Dieser Sachverhalt ist in den Fenstern69 und70 zu entnehmen. - Die dargestellten Schwellwerte, bei deren Erreichen verschiedene Ereignisse ausgeführt werden, können von einem Benutzer beliebig innerhalb der Annäherungsdetektionseinheit eingestellt werden. Dadurch ist sichergestellt, dass die erfindungsgemäße Berührungsbildschirmeinheit
1 auch bei Einsatz eines anderen Berührungsbildschirms2 stets wie gewünscht arbeitet. - Für den Fall, dass sich das Objekt
5 wieder von der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 entfernt und der daraus resultierende Abstand größer ist, als die vorgegebenen Schwellwerte, werden der Hilfstext und der Fokus wieder entfernt bis am Ende die Hintergrundbeleuchtung ausgeschaltet wird. -
7A zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches erläutert, wie herkömmliche Anwendungen, bzw. Softwareprogramme von der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit1 profitieren können.7A zeigt einen Blick auf die Oberfläche einer herkömmlichen Bildschirmeinheit72 . Zu erkennen ist, dass mit einem Zeichenwerkzeug eine unterschiedlich dicke Linie gezeichnet worden ist. Die Linie selbst unterteilt sich in vier Abschnitte73 1,73 2,73 3 und73 4. Zu Beginn eines jeden Abschnitts73 1,73 2,73 3 und73 4 wird die Dicke der Linie, die das Zeichenwerkzeug zeigt, verändert, sodass sich insgesamt verschiedene dicke Abschnitte73 1,73 2,73 3 und73 4 ergeben. -
7B zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung eines Zeichenwerkzeugs zusammen mit der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit1 . Dargestellt ist die erfindungsgemäße Berührungsbildschirmeinheit1 , wobei auf der linken Seite ein Objekt5 in einem Abstand AS zur Oberfläche13 ausgerichtet ist. Das Objekt5 wird im Folgenden von der linken Seite auf die rechte Seite bewegt, wobei es seinen Abstand linear von dem Abstand AS auf den Abstand AE verringert. Dadurch, dass die Annäherungsdetektionseinheit6 diesen Abstand kontinuierlich, zum Beispiel mit 200 Hz pro Sekunde misst, kann über den gemessenen Abstand des Objekts5 zur Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 automatisch die Dicke des Zeichenwerkzeugs eingestellt werden, mit welcher die Linie73 gezeichnet werden soll. Zu erkennen ist, dass sich die Dicke der Linie73 nicht mehr in einzelnen Abschnitten73 1,73 2,73 3 und73 4 verändert, sondern, dass sich die Dicke linear mit der Bewegung des Objekts5 verringert. Dies erlaubt, dass viele Softwareprogramme deutlich effizienter verwendet werden können, als dies bisher üblich war. - In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Annäherungsdetektoreinheit
6 die Position von zumindest einem Objekt5 über einen Zeitraum T kontinuierlich erfassen und/oder mitteln, wobei die Annäherungsdetektoreinheit6 die erfasste und/oder gemittelte Position in zumindest einer Speichereinheit11 speichert. Auf diese Art und Weise können dreidimensionale Gesten erkannt werden, denen verschiedene Ereignisse zugewiesen werden können. Mittels dieser dreidimensionalen Gesten können bestimmte Kurzbefehle direkt an die gestarteten Softwareprogramme übergeben werden, wodurch diese noch effizienter bedient werden können. -
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms zum Betreiben der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit1 . Innerhalb eines ersten Verfahrensschritts S1 wird zumindest ein Objekt5 auf und/oder in der Nähe einer Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 erkannt. Bei der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 handelt es sich um den Teil der Berührungsbildschirmeinheit1 , der zur Anzeige von verschiedenen Informationen genutzt werden kann. - Anschließend wird ein zweiter Verfahrensschritt S2 ausgeführt. Innerhalb des zweiten Verfahrensschritts S2 erfasst die Annäherungsdetektoreinheit
6 zumindest einen Auswahlbereich40 auf der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 , der unter dem zumindest einen Objekt5 liegt. Für den Fall, dass das Objekt5 die Koordinaten F (x, y, z) = 2, 2, 5 aufweist, also einen Abstand von 5 zur Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 besitzt, so weist das Zentrum des Auswahlbereichs40 die Koordinaten F (x, y, z) = 2, 2, 0 auf. - Im Anschluss daran kann der Verfahrensschritt S3 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S3 wird der zumindest eine Auswahlbereich
40 auf der Berührungsbildschirmeinheit1 als Zielhilfe visualisiert. Dieser kann auch zur Kalibrierung der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit1 verwendet werden. So kann der Benutzer aufgefordert werden, auf ein bestimmtes Bedienelement20 ,22 ,23 ,64 und65 oder einen Punkt zu zeigen, worauf die Abweichung zwischen der gemessenen Position des Objekts5 und der Position des Bedienelements20 ,22 ,23 ,64 und65 oder Punkts zur Kalibrierung verwendet werden kann. - Anstatt des Verfahrensschritts S3, oder zusätzlich zum Verfahrensschritt S3 kann der Verfahrensschritt S4 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S4 wird ein Fokus an das Bedienelement
20 ,22 ,23 ,64 und65 übergeben, welches am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs40 liegt. Dadurch können besonders auch ältere Softwareprogramme effizient mittels der erfindungsgemäßen Berührungsbildschirmeinheit1 bedient werden. - Im Anschluss an den Verfahrensschritt S4 oder im Anschluss an den Verfahrensschritt S3 bzw. anstatt den Verfahrensschritten S3 und S4 kann der Verfahrensschritt S5 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S5 erfasst die Annäherungsdetektionseinheit
6 einen Abstand zwischen dem zumindest einen Objekt5 und der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 . Im Anschluss daran werden die Bedienelemente20 ,22 ,23 ,64 und65 , die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs40 liegen, z. B. linear mit abnehmendem Abstand vergrößert und/oder z. B. linear mit zunehmendem Abstand verkleinert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn einzig die Bedienelemente20 ,22 ,23 ,64 und65 linear mit zunehmendem Abstand bzw. linear mit abnehmendem Abstand verkleinert bzw. vergrößert werden, die am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs40 liegen. Die erlaubt, dass auch Softwareprogramme mit sehr vielen Bedienelementen20 ,22 ,23 ,64 und65 sehr effizient bedient werden können, ohne dass Fehler in der Auswahl der Bedienelemente20 ,22 ,23 ,64 und65 gemacht werden. - Innerhalb des Verfahrensschritts S3 kann auch der Verfahrensschritt S6 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S6 wird der Auswahlbereich
40 mit einer von der Hintergrundfarbe und/oder mit einer von der Hintergrundschraffur abweichenden Farbe und/oder Schraffur dargestellt. Es ist auch möglich, dass der Auswahlbereich40 in transparenter Form dargestellt wird. Dabei soll der Auswahlbereich40 nicht die Bedienelemente20 ,22 ,23 ,64 , und65 derart überlagern, dass der Benutzer die Bedienelemente20 ,22 ,23 ,64 und65 nicht mehr erkennen kann. Es wird daher einzig die Fläche zwischen den Bedienelementen20 ,22 ,23 ,64 und65 verfärbt, bzw. der Auswahlbereich40 soll in transparenter Form erscheinen, sodass die Bedienelemente20 ,22 ,23 ,64 , und65 noch erkannt werden können. - Nach dem Verfahrensschritt S6 oder anstatt des Verfahrensschritts S6 kann auch der Verfahrensschritt S7 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S7 wird der zumindest eine Auswahlbereich
40 z. B. linear mit abnehmendem Abstand des zumindest einen Objekts5 bezüglich der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 verkleinert und/oder es wird der zumindest eine Auswahlbereich40 z. B. linear mit zunehmendem Abstand40 des zumindest einen Objekts5 bezüglich der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 vergrößert. - Nach dem Verfahrensschritt S7 oder anstatt den Verfahrensschritten S6 oder S7 kann auch der Verfahrensschritt S8 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S8 wird der zumindest eine Auswahlbereich
40 als Kreis dargestellt. Die Annäherungsdetektionseinheit6 berechnet mittels einer statistischen Auswertung der Positionen des zumindest einen Objekts5 einen Mittelwert M und eine Standardabweichung σ, wobei der Mittelpunkt des Kreises dem Mittelwert M und der Radius des Kreises z. B. σ oder 2·σ entspricht. Auf diese Art und Weise können sehr gut Messfehler gemittelt werden, sodass bei einem Objekt5 , welches sich der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 annähert, automatisch der als Kreis dargestellte Auswahlbereich40 mit abnehmender Entfernung kleiner wird, weil die Messgenauigkeit zunimmt. - Im Weiteren kann innerhalb des Verfahrensschritts S5 auch der Verfahrensschritt S9 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S9 wird zumindest ein Schwellwert für einen Abstand zwischen dem zumindest einen Objekt
5 und der Oberfläche13 der Berührungsbildschirmeinheit1 innerhalb der Annäherungsdetektoreinheit6 derart eingestellt, dass ein Über- und/oder Unterschreiten dieses Schwellwerts frei definierbare Ereignisse auslöst. Beispielsweise kann ein Ereignis darin gesehen werden, dass ab Unterschreiten eines bestimmten Schwellwerts ein Fokus an ein Bedienelement20 ,22 ,23 ,64 und65 übergeben werden kann, und/oder dass zu einem bestimmten Bedienelement20 ,22 ,23 ,64 und65 ein Hilfstext66 angezeigt wird. - Nach dem Verfahrensschritt S9 oder alternativ zu dem Verfahrensschritt S9 kann der Verfahrensschritt S10 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S10 kann ein Nahauslösebereich für den erfassten Abstand innerhalb der Annäherungsdetektionseinheit
6 eingestellt werden, sodass bei dessen Unterschreitung beispielsweise ein Klick-Ereignis an das Bedienelement20 ,22 ,23 ,64 und65 übergeben werden kann. Dabei wird das Klick-Ereignis an das Bedienelement20 ,22 ,23 ,64 und65 übergeben, welches am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs40 liegt. - Im Allgemeinen kann nach jedem Verfahrensschritt, der auf den Verfahrensschritt S1 folgt, der Verfahrensschritt S11 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S11 wird kontinuierlich über einen Zeitraum T die Position von zumindest einem Objekt
5 erfasst und/oder gemittelt. Die gemittelte und/oder erfasste Position wird anschließend durch die Annäherungsdetektoreinheit6 in zumindest einer Speichereinheit11 gespeichert. Dadurch lässt sich ein dreidimensionales Abbild von dem zumindest einem Objekt5 erstellen, welches an ein Softwareprogramm, bzw. eine Anwendung übergeben werden kann. Auf diese Art und Weise lassen sich beispielsweise Gesten verarbeiten, die mit dem Finger vor der Berührungsbildschirmeinheit1 gemacht werden. Diese Gesten können dazu benutzt werden, um bestimmte Funktionen besonders schnell auszuführen. - Es ist überdies möglich, dass mit bestimmten Gesten die einzelnen Finger des Benutzers von der Berührungsbildschirmeinheit
1 identifiziert werden können, um das Messgerät, bzw. das tragbare elektronische Gerät freizuschalten, bzw. um bestimmte Profile zu laden. - Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar. Insbesondere können die Unteransprüche, das Verfahren betreffend auch mit den Vorrichtungsansprüchen die Berührungsbildschirmeinheit
1 betreffend und umgekehrt kombiniert werden. Insbesondere können alle Merkmale miteinander ausgeführt werden. Anstatt einer linearen Änderung ist auch eine langsamere, z. B. logarithmische, oder eine schnellere, z. B. exponentielle, Änderung möglich. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- US 2006/0161871 A1 [0003, 0003]
Claims (20)
- Berührungsbildschirmeinheit (
1 ) mit Erfassungssensoren (4 1,4 2,4 3 bis4 n) und einer Annäherungsdetekoreinheit (6 ), wobei die Erfassungssensoren (4 1,4 2,4 3 bis4 n) mit der Annäherungsdetekoreinheit (6 ) verbunden sind, wobei für die Annäherungsdetekoreinheit (6 ) erkennbar ist, wenn sich zumindest ein Objekt (5 ) auf und/oder in der Nähe einer Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Annäherungsdetekoreinheit (6 ) zumindest einen Auswahlbereich (40 ) auf der Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) erfasst, der unter dem zumindest einen Objekt (5 ) liegt. - Berührungsbildschirmeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsbildschirmeinheit (
1 ) derart ausgebildet ist, dass dieser zumindest eine Auswahlbereich (40 ) auf der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) als Zielhilfe visualisierbar ist, und/oder dass die Berührungsbildschirmeinheit (1 ) derart ausgebildet ist, dass an ein Bedienelement (20 ,22 ,23 ;64 ,65 ), welches am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs (40 ) liegt ein Fokus übertragbar ist, und/oder dass die Berührungsbildschirmeinheit (1 ) derart ausgebildet ist, dass die Annäherungsdetekoreinheit (6 ) einen Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) zwischen dem zumindest einen Objekt (5 ) und der Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) erfasst und dass Bedienelemente (20 ,22 ,23 ;64 ,65 ), die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs (40 ) liegen, mit abnehmendem Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) in ihrer Größe vergrößerbar sind und/oder dass Bedienelemente (20 ,22 ,23 ;64 ,65 ), die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs (40 ) liegen, mit zunehmendem Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) in ihrer Größe verkleinerbar sind. - Berührungsbildschirmeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Berührungsbildschirmeinheit (
1 ) mit den Erfassungssensoren (4 1,4 2,4 3 bis4 n) um eine kapazitive Berührungsbildschirmeinheit (1 ) handelt und/oder dass es sich bei dem zumindest einen Objekt (5 ) um zumindest einen Finger (5 ) und/oder um zumindest einen Eingabestift handelt. - Berührungsbildschirmeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswahlbereich (
40 ) mit einer von der Hintergrundfarbe und/oder mit einer von der Hintergrundschraffur abweichenden Farbe und/oder Schraffur darstellbar ist und/oder dass der Auswahlbereich (40 ) transparent darstellbar ist. - Berührungsbildschirmeinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Auswahlbereich (
40 ) linear mit abnehmendem Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) des zumindest einen Objekts (5 ) bezüglich der Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) in seiner Größe verkleinerbar ist und/oder dass der zumindest eine Auswahlbereich (40 ) linear mit zunehmendem Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) des zumindest einen Objekts (5 ) bezüglich der Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) in seiner Größe vergrößerbar ist. - Berührungsbildschirmeinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zumindest einen Auswahlbereich (
40 ) um einen Kreis handelt, wobei mittels einer statistischen Auswertung der Positionen des zumindest einen Objekts (5 ) ein Mittelwert (M) und eine Standardabweichung (σ) berechenbar ist, wobei ein Mittelpunkt des Kreises dem Mittelwert (M) und ein Radius des Kreises der Standardabweichung (σ) entspricht. - Berührungsbildschirmeinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Annäherungsdetekoreinheit (
6 ) zumindest ein Schwellwert für einen Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) zwischen dem zumindest einen Objekt (5 ) und der Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) einstellbar ist, sodass bei Über- oder Unterschreiten dieses zumindest einen Schwellwerts frei definierbare Ereignisse auslösbar sind. - Berührungsbildschirmeinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Annäherungsdetekoreinheit (
6 ) ein Nahauslösebereich (AN) für den erfassten Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) einstellbar ist, sodass ein Klick-Ereignis an das Bedienelement (20 ,22 ,23 ;64 ,65 ) übergebbar ist, welches am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs (40 ) liegt, sobald der durch die Annäherungsdetekoreinheit (6 ) erfasste Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) den Nahauslösebereich (AN) unterschreitet. - Berührungsbildschirmeinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Annäherungsdetekoreinheit (
6 ) die Position von zumindest einem Objekt (5 ) über einen Zeitraum (T) kontinuierlich erfasst und/oder mittelt und die erfasste und/oder gemittelte Position in zumindest einer Speichereinheit (11 ) speichert. - Verfahren zum Betrieb einer Berührungsbildschirmeinheit (
1 ) mit Erfassungssensoren (4 1,4 2,4 3 bis4 n) und einer Annäherungsdetekoreinheit (6 ), wobei die Erfassungssensoren (4 1,4 2,4 3 bis4 n) mit der Annäherungsdetekoreinheit (6 ) verbunden sind, mit den nachfolgenden Verfahrensschritten: – Erkennen (S1) dass sich zumindest ein Objekt (5 ) auf und/oder in der Nähe einer Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) befindet durch die Annäherungsdetekoreinheit (6 ); gekennzeichnet durch, – Erfassen (S2) zumindest eines Auswahlbereichs (40 ) auf der Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) durch die Annäherungsdetekoreinheit (6 ), der unter dem zumindest einen Objekt (5 ) liegt. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsbildschirmeinheit (
1 ) wie folgt betrieben wird: – Visualisieren (S3) des zumindest einen Auswahlbereichs (40 ) auf der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) als Zielhilfe; und/oder dass die Berührungsbildschirmeinheit (1 ) wie folgt betrieben wird: – Übertragen (S4) eines Fokus an ein Bedienelement (20 ,22 ,23 ;64 ,65 ), welches am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs (40 ) liegt; und/oder dass die Berührungsbildschirmeinheit (1 ) wie folgt betrieben wird: – Erfassen (S5) eines Abstands (AF, A1, A2, A3; AS, AE) zwischen dem zumindest einen Objekt (5 ) und der Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) durch die Annäherungsdetekoreinheit (6 ); und – Vergrößern (S5) von Bedienelementen (20 ,22 ,23 ;64 ,65 ), die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs (40 ) liegen, mit abnehmendem Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE); und/oder – Verkleinern (S5) von Bedienelementen (20 ,22 ,23 ;64 ,65 ), die innerhalb des zumindest einen Auswahlbereichs (40 ) liegen, mit zunehmendem Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE). - Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Berührungsbildschirmeinheit (
1 ) mit den Erfassungssensoren (4 1,4 2,4 3 bis4 n) um eine kapazitive Berührungsbildschirmeinheit (1 ) handelt und/oder dass es sich bei dem zumindest einen Objekt (5 ) um zumindest einen Finger (5 ) und/oder um zumindest einen Eingabestift handelt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch, folgenden Verfahrensschritt: – Darstellen (S6) des Auswahlbereichs (
40 ) mit einer von der Hintergrundfarbe und/oder mit einer von der Hintergrundschraffur abweichenden Farbe und/oder Schraffur und/der Darstellen des Auswahlbereichs (40 ) in transparenter Form. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch, folgende Verfahrensschritte: – Verkleinern (S7) des zumindest einen Auswahlbereichs (
40 ) linear mit abnehmendem Abstand (AF, A1, A2, A3, AS, AE) des zumindest einen Objekts (5 ) bezüglich der Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) und/oder – Vergrößern (S7) des zumindest einen Auswahlbereichs (40 ) linear mit zunehmendem Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) des zumindest einen Objekts (5 ) bezüglich der Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ). - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch, folgenden Verfahrensschritt: – Darstellen (S8) des zumindest einen Auswahlbereichs (
40 ) als Kreis und Berechnen mittels einer statistischen Auswertung der Positionen des zumindest einen Objekts (5 ) eines Mittelwerts (M) und einer Standardabweichung (σ), wobei ein Mittelpunkt des Kreises diesem Mittelwert (M) und ein Radius des Kreises dieser Standardabweichung (σ) entspricht. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch, folgenden Verfahrensschritt: – Einstellen (S9) zumindest eines Schwellwerts für einen Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) zwischen dem zumindest einen Objekt (
5 ) und der Oberfläche (13 ) der Berührungsbildschirmeinheit (1 ) innerhalb der Annäherungsdetekoreinheit (6 ), sodass bei Über- oder Unterschreiten dieses zumindest einen Schwellwerts frei definierbare Ereignisse ausgelöst werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, gekennzeichnet durch, folgenden Verfahrensschritt: – Einstellen (S10) ein Nahauslösebereichs (AN) für den erfassten Abstand (AF, A1, A2, A3; AS, AE) innerhalb der Annäherungsdetekoreinheit (
6 ), sodass ein Klick-Ereignis an das Bedienelement (20 ,22 ,23 ;64 ,65 ) übergeben wird, welches am nahesten im Zentrum des Auswahlbereichs (40 ) liegt, sobald der durch die Annäherungsdetekoreinheit (6 ) erfasste Abstand den Nahauslösebereich (AN) unterschreitet. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, gekennzeichnet durch, folgenden Verfahrensschritt: – Kontinuierliches Erfassen (S11) und/oder Mitteln der Position von zumindest einem Objekt (
5 ) über einen Zeitraum (T) durch die Annäherungsdetekoreinheit (6 ) und Speichern der erfassten und/oder gemittelten Position in zumindest einer Speichereinheit (11 ). - Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte gemäß einem der Ansprüche 10 bis 18 durchführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird.
- Computerprogramm-Produkt mit insbesondere auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln, um alle Schritte gemäß einem der Ansprüche 10 bis 18 durchführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird.
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