DE102013007820A1 - Method for entering data and a device suitable for this purpose - Google Patents
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Abstract
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eingabe von Daten in eine Kommunikationseinrichtung und/oder in einen auslesbaren Speicher, bei dem Fingerflächen mindestens eine Tastenfunktion fiktiv zugeordnet wird und zur Erfassung und Wiedererkennung der jeweiligen Tastenfunktion die Daumenstellung bei der Berührung der jeweiligen Fingerfläche mit der Daumenkuppe erfasst und gespeichert wird, so dass bei jeder erneuten Berührung einer Fingerfläche mit der Daumenkuppe durch eine Auswerteelektronik für die dabei sensorisch erfasste Daumenstellung ein Signal generiert wird, dass der Tastenfunktion der jeweiligen Fingerfläche entspricht und dieses Signal mindestens einer Kommunikationseinrichtung oder einem auslesbaren Speicher zugeleitet wird.This invention relates to a method for inputting data into a communication device and / or into a readable memory, in which finger areas are fictitiously assigned to at least one button function, and for detecting and recognizing the respective button function, the thumb position is recorded when the respective finger area touches the thumb tip and is stored so that each time a finger surface is touched by the thumb tip, a signal is generated by evaluation electronics for the sensor position detected in the process, which corresponds to the button function of the respective finger surface and this signal is fed to at least one communication device or a readable memory.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Blindeingabe von Daten in Form von Buchstaben, Zahlen und Funktionen in eine Kommunikationseinrichtung oder einen auslesbaren Speicher. Dabei sollen die eingegebenen Daten auch signalisiert werden können, so dass eine Überprüfung der Eingabe durch den Eingebenden gewährleistet ist.The invention relates to a method and a device for blind entry of data in the form of letters, numbers and functions in a communication device or a readable memory. The entered data should also be able to be signaled, so that a check of the input is ensured by the initiator.
Mobile Kommunikationsmöglichkeiten sind im heutigen Leben unverzichtbar. Zur Eingabe von Daten werden gewöhnliche Tastaturen auch in Kombination mit einer Maus benutzt, wobei jede Taste mindestens eine Funktion besitzt. Die eingegebenen Daten werden auf einem Display angezeigt und sind so überprüfbar.Mobile communication options are indispensable in today's life. For inputting data, ordinary keyboards are also used in combination with a mouse, each key having at least one function. The entered data is displayed on a display and can be checked.
Anstelle einer herkömmlichen Tastatur wird in der
Aus der
- – eine Trageinheit, die mindestens einen Zeigefingerschuh und einen Mittelfingerschuh aufweist;
- – eine Positionsfühlereinheit, die an der Trageinheit angeordnet ist, und bestimmt ist, die Bewegung des Zeigefingers zu detektieren und ein entsprechendes Verschiebungssignal zu erzeugen;
- – eine erste Taste und eine zweite Taste, die jeweils an dem Zeigefingerschuh und an dem Mittelfingerschuh angeordnet sind, und bestimmt sind, Tastensignal zu erzeugen;
- – eine Signalverarbeitungseinheit, die an der Trageinheit angeordnet ist, und bestimmt ist, das Verschiebungssignal und das Tastensignal zu empfangen, und die Signale zu von dem Datenverarbeitungssystem erkennbaren Signalen umzuwandeln;
- – eine Signaleinheit, die mit der Signalverarbeitungseinheit verbunden ist, und bestimmt ist, die genannten erkennbaren Signale zu dem Datenverarbeitungssystem zu senden;
- – eine Eingabeeinheit, die an der Trageinheit angeordnet ist und mit der Signalverarbeitungseinheit verbunden ist, und bestimmt ist, die Signaleingabevorrichtung einzuschalten bzw. auszuschalten.
- - A support unit, which has at least one index finger shoe and a middle finger shoe;
- A position sensor unit disposed on the support unit and destined to detect the movement of the index finger and generate a corresponding displacement signal;
- A first key and a second key respectively disposed on the index finger shoe and on the middle finger shoe and intended to generate key signals;
- A signal processing unit disposed on the support unit and destined to receive the displacement signal and the key signal, and to convert the signals to signals recognizable by the data processing system;
- A signal unit connected to the signal processing unit and destined to send said recognizable signals to the data processing system;
- - An input unit which is arranged on the support unit and is connected to the signal processing unit, and is determined to turn on or off the signal input device.
Bei einer Weiterbildung ist die Eingabeeinheit auf einer Seite des Zeigefingerschuhs so angeordnet, dass die Eingabeschalteinheit von dem Daumen bedient werden kann. Hier geht es um die Verlagerung von Eingabefunktionen einer Maus in ein anderes Steuersystem. Die vielfältigen Eingabefunktionen einer Tastatur sind damit nicht beherrschbar.In a development, the input unit is arranged on one side of the index finger shoe so that the input switching unit can be operated by the thumb. This is about moving input functions of a mouse into another control system. The various input functions of a keyboard are thus not controllable.
Das Eingabegerät gemäß der
Bei der
Desweiteren sind Datenhandschuhe bekannt, u. a. aus der
Letztendlich soll noch auf das Gerät für eine Sprach- und Fernkommunikationsmöglichkeit für Gehörlose gemäß
Der Nachteil dieser Lösungen besteht darin, dass die Motorik der Hand oder der Hände durch den jeweiligen Handschuh oder angeklebte Sensoren stark eingeschränkt wird. Und wer will schon den ganzen Tag mit Handschuhen oder angeklebten Sensoren herumlaufen.The disadvantage of these solutions is that the motor skills of the hand or hands is greatly limited by the respective glove or glued sensors. And who wants to walk around all day with gloves or glued sensors.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Eingabe von Daten in eine Kommunikationseinrichtung oder einen auslesbaren Speicher vorzuschlagen, mit der die Leistungsfähigkeit einer herkömmlichen Tastatur erreicht wird, wobei die Eingabe durch Bewegungen einer Hand erfolgt, ohne dass die Motorik der Hand eingeschränkt wird, bei deren Nutzung die Hand frei bleibt und die ständig getragen werden kann.The object of the invention is a method and a device for inputting data into a To propose communication device or a readable memory, with the performance of a conventional keyboard is achieved, the input is made by movements of one hand, without the motor skills of the hand is restricted, the use of which leaves the hand free and can be worn constantly.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features of
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Eingabe von Daten in eine Kommunikationseinrichtung und/oder in einen auslesbaren Speicher, sieht vor, dass Fingerflächen mindestens eine Tastenfunktion fiktiv zugeordnet wird und zur Erfassung und Wiedererkennung der jeweiligen Tastenfunktion die Daumenstellung bei der Berührung der jeweiligen Fingerfläche mit der Daumenkuppe erfasst und gespeichert wird, so dass bei jeder erneuten Berührung einer Fingerfläche mit der Daumenkuppe durch eine Auswerteelektronik für die dabei sensorisch erfasste Daumenstellung ein Signal generiert wird, das der Tastenfunktion der jeweiligen Fingerfläche entspricht und dieses Signal mindestens einer Kommunikationseinrichtung oder einem auslesbaren Speicher zugeleitet wird.The inventive method for inputting data in a communication device and / or in a readable memory, provides that finger surfaces at least one key function is assigned fictitious and captures and recognizes the respective key function, the thumb position at the touch of the respective finger surface with the thumb tip and is stored, so that each time a finger surface with the thumb tip by a transmitter for the case sensed thumb position a signal is generated, which corresponds to the key function of the respective finger surface and this signal is fed to at least one communication device or a readable memory.
Als Fingerflächen, denen Tastenfunktionen zugeordnet werden, werden vor allem Bereiche zwischen den Gelenken der Finger genutzt, die von der Daumenkuppe derselben Hand gut erreichbar sind und sich sensitiv in Bezug auf die Daumenstellung gut unterscheiden.As finger surfaces, which are assigned key functions, especially areas between the joints of the fingers are used, which are easily accessible from the thumb tip of the same hand and sensitive differ well in terms of thumb position.
Zwei Fingerflächen mit Tastenfunktion pro Fingerglied einer Hand liefern 24 Tastenfunktionen.Two finger surfaces with key function per finger link of one hand provide 24 key functions.
Einmal die Tastenfunktionen der Fingerflächen erlernt, wird der Nutzer in die Lage versetzt, in verschiedensten Lebenslagen, bei Dunkelheit, beim Gehen usw. und von der Umgebung nahezu unbemerkt zu kommunizieren oder auch nur Gedanken zu notieren.Once the key functions of the finger surfaces are learned, the user is able to communicate in various life situations, in the dark, when walking, etc. and from the environment almost unnoticed or even to write down thoughts.
Die Berührung einer Fingerfläche wird bevorzugt durch eine Berührungssensorik erfasst, die auf der Daumenkuppe einer Hand angeordnet wird. Als Berührungspunkte der Daumenkuppe sind insbesondere vorgesehen: oben an der Daumenkuppe, beim Gelenkübergang, daumenkuppeninnenseitig und seitlich an der Daumenkuppe.The contact of a finger surface is preferably detected by a touch sensor, which is arranged on the thumb tip of a hand. As points of contact of the thumb tip are provided in particular: on the top of the thumb tip, the joint transition, daumenkuppeninnenseitig and laterally on the thumb tip.
Für die Ermittlung der Daumenstellung wird eine am untersten Daumenglied angeordnete Sensorik genutzt, die mindestens den Abspreizungswinkel (α) zur Mittelhand und die Daumenkrümmung ermittelt.For the determination of the thumb position, a sensor arranged on the lowest thumb member is used, which determines at least the spread angle (α) to the middle hand and the thumb curvature.
Die Sensorik wird wie ein Modeschmuck einmal am Tag angelegt und steht dann ganztägig zur Nutzung zur Verfügung, ohne dass die Motorik der Hand eingeschränkt wird. Die mit der „fiktiven” Tastatur belegte Hand bleibt frei.The sensor technology is created once a day like a fashion jewelery and is then available for use all day, without the motor skills of the hand being restricted. The hand occupied with the "fictitious" keyboard remains free.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo an der Handfläche konventionelle Sensoren angeordnet sind, erfolgt die erfindungsgemäße Erkennung von „fiktiven” Tasten an Fingerflächen durch die Erfassung eines Berührungspunktes am Daumen bei der Berührung einer Fingerfläche, der Daumenkrümmung und des Abspreizungswinkels (α) des Daumens.In contrast to the prior art, where conventional sensors are arranged on the palm, the detection according to the invention of "notional" keys on finger surfaces is done by detecting a touch point on the thumb at the touch of a finger surface, the thumb bend and the spread angle (α) of the thumb ,
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass Fingerflächen mehrere Tastenfunktionen zugeordnet werden, und/oder die Auswahl der gewünschten Funktion durch die Anzahl aufeinanderfolgender Berührungen oder gleichzeitiger Berührung von z. B. 2 Berührungspunkten der Daumenkuppe getroffen wird.In a further embodiment, it is provided that finger surfaces are assigned a plurality of key functions, and / or the selection of the desired function by the number of successive touches or simultaneous contact of z. B. 2 points of contact of the thumb tip is taken.
Das Aufrufen einer Tastenfunktion durch Kontakt der Daumenkuppe mit einer Fingerfläche derselben Hand wird in einer bevorzugten Ausführung durch ein Signal angezeigt, vorzugsweise durch ein Display an der Hand oder dem Handgelenk und/oder durch einen oder mehrere an der Hand oder dem Handgelenk angeordnete Vibrationsgeber und/oder durch akustische Signale.Calling a button function by contact of the thumb tip with a finger surface of the same hand is displayed in a preferred embodiment by a signal, preferably by a display on the hand or wrist and / or by one or more arranged on the hand or wrist vibration sensor and / or by acoustic signals.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Eingabe von Daten in eine Kommunikationseinrichtung und/oder in einen auslesbaren Speicher bei der Fingerflächen einer Hand mindestens eine Tastenfunktion fiktiv zugeordnet ist und zur Erfassung und Wiedererkennung der Tastenfunktion die gespeicherte Daumenstellung bei der Berührung der festgelegten Fingerflächen mit der Daumenkuppe der Hand dient, weist mindestens auf
eine an der Daumenkuppe der Hand angeordneten Berührungssensorik, die die Berührung der Daumenkuppe mit einer Fingerfläche erfasst,
eine am Daumenglied der selben Hand angeordneten Sensorik zur Ermittlung des Abspreizungswinkels (α) des Daumens zur Mittelhand und der Krümmung des Daumens und
eine Auswerteelektronik, der die Signale der Sensorik übermittelbar sind und die daraus die aufgerufene Tastenfunktion generiert und veranlasst.A device according to the invention for inputting data into a communication device and / or into a readable memory in which finger surfaces of a hand are fictitiously associated with at least one key function and serves to register and recognize the key function the stored thumb position upon contact of the fixed finger surfaces with the thumb tip of the hand , at least indicates
a touch sensor system arranged on the thumb tip of the hand, which detects the touch of the thumb tip with a finger surface,
arranged on the thumb member of the same hand sensor for determining the Abspageungswinkels (α) of the thumb to the middle hand and the curvature of the thumb and
an evaluation, the signals of the sensors are transmitted and which generates the prompted button function and causes it.
Die Sensorik für die Daumenstellung umfasst bei einer vorteilhaften Ausführung ring- oder clipartig mindestens das untere Daumenglied, während die Berührungssensorik als Kappe ausgebildet ist, die mit der Sensorik für die Daumenstellung über einen elastischen Steg verbunden ist, wobei die Steglänge so verlängerbar ist, dass die Kappe auf die Daumenkuppe aufsetzbar ist.The sensor for the thumb position comprises in an advantageous embodiment, ring or clip like at least the lower thumb member, while the touch sensor is designed as a cap, which is connected to the sensor for the thumb position via an elastic web, the web length is so extended that the Cap is placed on the thumb tip.
Die Verlängerung der Steglänge kann durch elastisches Ausdehnen, durch teleskopartiges, scherenförmiges, ziehharmonikaartiges oder spiralförmiges Auseinanderziehen von Steggliedern oder entsprechend geformten Stegen vorgenommen werden. Der Steg liegt dabei bevorzugt außen auf dem Daumen auf. The extension of the web length can be made by elastic expansion, by telescoping, scissor-like, accordion-like or spiral pulling apart of web members or correspondingly shaped webs. The bridge is preferably located on the outside of the thumb.
Die Sensorik zur Berührungserfassung verfügt bevorzugt über vier Signalisierungspunkte: im oberen und in unteren Daumenkuppenbereich, daumeninnenseitig und seitlich.The sensor system for contact detection preferably has four signaling points: in the upper and in the lower thumb tip area, thumb inside and laterally.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Sensorik auf einem einheitlichen technischen Prinzip arbeitet, z. B. kapazitiv.Furthermore, it is advantageous if the sensor works on a uniform technical principle, for. B. capacitive.
Die Auswerteelektronik wird bevorzugt ähnlich einer Armbanduhr am Handgelenk angeordnet. Sie sollte über ein Display zur Anzeige der aufgerufenen Tastenfunktion verfügen und/oder über Vibrationsgeber und/oder über einen akustischen Signalgeber zur Signalisierung von aufgerufenen Tastenfunktionen.The transmitter is preferably arranged similar to a wristwatch on the wrist. It should have a display to indicate the key function that has been called and / or a vibration transmitter and / or an audible signal generator to signal key functions that have been called up.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen erläutert werden.The invention will be explained with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Die Vorrichtung besteht aus einer Sensorik
Die Auswerteelektronik
In das Armband für die Auswerteelektronik
Neben den dargestellten 24 Tastenfunktionen, lassen sich noch weitere definieren, etwa die gleichzeitige Berührung von zwei oder drei Daumenbereichen und/oder von mehreren Berührungspunkten. Diese „Tasten” könnten weniger häufig genutzten Funktionen zugeordnet werden.In addition to the 24 key functions shown, more can be defined, such as the simultaneous touch of two or three thumb areas and / or multiple touch points. These "keys" could be assigned to less frequently used functions.
Die einprogrammierte Funktionszuordnung der „Tasten” sollte möglichst spiegelbildlich von der einer Handytastatur übernommen werden.The programmed function assignment of the "keys" should be copied as mirror-image as possible from that of a mobile phone keypad.
Folgende Größen werden sensorisch erfasst:
- – Daumenspreizung gegenüber der Mittelhand
- – Winkel des unteren Daumengliedes
3.3 gegenüber dem Daumenballen3.4 , - – Winkel der Daumenkuppe
3.1 gegenüber dem unteren Daumenglied3.3 und - – Berührungen des oberen, unteren, vorderen und seitlichen Bereichs der Daumenkuppe durch hier befindliche Sensoren.
- - thumb spread opposite to the middle hand
- - Angle of the lower thumb
03.03 opposite the ball of the thumb3.4 . - - Angle of the thumb tip
3.1 opposite the lower thumb03.03 and - - Touches of the upper, lower, front and side area of the thumb tip by sensors located here.
Die sensorische Erfassung der Daumenstellung erfolgt auf kapazitiver Basis, in der Weise, dass für jede zu erfassende Winkelstellung zwei gegenüberliegende Litzen vorgesehen sind, die im gegenseitigen kapazitiven Einflussbereich liegen und welche auf der Sensorik derart positioniert sind, dass die durch die Winkeländerungen hervorgerufenen Umgebungsänderungen die elektromagnetischen Feldverteilungen beeinflussen.The sensory detection of the thumb position is done on a capacitive basis, in such a way that for each angular position to be detected two opposite strands are provided, which are in the mutual capacitive influence area and which are positioned on the sensor such that caused by the angle changes environmental changes the electromagnetic Influence field distributions.
Je geringer der Abstand zwischen den Litzenebenen und den zu erfassenden Handbereichen ist, desto größer wird die Feldbeeinflussung, und desto geringer wird – bei Einspeisung je einer Litze mit einem Wechselstrom – das kapazitive Übersprechen, welches hier das Messkriterium darstellt.The smaller the distance between the slab levels and the hand areas to be detected, the greater the field influence, and the smaller becomes - when one strand of alternating current is fed - the capacitive crosstalk, which is the criterion here.
Die Dimensionierungen der Litzenlängen- und Abstände sind von der Geometrie der Sensorik und den maximal zu erfassenden Abständen abhängig. Da der Abstand zum Daumenballen vergleichsweise groß sein kann, liegen hier die Litzenlängen etwa bei 15 mm bei Abständen von ca. 8 mm, während die Abmessungen zur Erfassung der Winkelstellungen etwa bei 5 mm/4 mm liegen. The dimensions of the Litzenlängen- and distances are dependent on the geometry of the sensor and the maximum to be detected distances. Since the distance to the ball of the thumb can be comparatively large, here the strand lengths are approximately 15 mm at intervals of approximately 8 mm, while the dimensions for detecting the angular positions are approximately 5 mm / 4 mm.
Die sensorische Erfassung der vier Berührungspunkte an der Daumenkuppe
Zur Erkennung einer „Taste” ist eine relativ geringe Auflösung der Position von 4 Bit ausreichend. Zu berücksichtigen sind jedoch unterschiedliche Handgrößen- und Formen, die voraussichtlich eine individuelle Kalibrierung des Systems erfordern. Diese könnte z. B. darin bestehen, dass vor Anwendung einige „Tasten” zu betätigen sind, vergleichbar etwa zur Eingabe eines PIN-Codes.To detect a "key", a relatively low resolution of the 4-bit position is sufficient. However, account must be taken of different hand sizes and shapes which are likely to require individual calibration of the system. This could be z. B. be that before use some "buttons" are to operate, comparable to the entry of a PIN code.
Die Auswertung der Sensorsignale erfolgt auf der Softwareebene. In der Kernsoftware wird aus den Signalamplituden die Daumenstellung und der Berührungspunkt der Daumenkuppe
Wesentlich komplexer als diese Basissoftware ist die zur Realisierung von Korrektur- und Kalibrierungsfunktionen. Durch unsachgemäße Handhabung, Verrutschen des Sensorträgers oder unscharfe Berührungspositionen können Mehrdeutigkeiten entstehen, bei welchen nur über eine intelligente Software der richtige Wert ermittelt werden kann.Much more complex than this basic software is the realization of correction and calibration functions. Incorrect handling, slippage of the sensor carrier or blurred touch positions can create ambiguities where the correct value can only be determined by intelligent software.
Das Instrumentarium hierfür sind Relativwerterfassungen bezogen auf benachbarte Punkte und auf Mittelwerte, wodurch sich die Berührungsbereiche einengen lassen. Weitere Maßnahmen bestehen in Korrelationsbildungen mit gespeicherten Mustern, durch welche sich personenspezifische Eingabecharakteristika erkennen und in die Auswertung einbeziehen lassen. In Betracht kommen auch Plausibilitätsprüfungen. So hat z. B. ein Verrutschen des Sensorträgers Auswirkungen auf sämtliche Sensorwerte, so dass sich durch deren Vergleich Fehlpositionen des Sensorträgers erkennen und korrigieren lassen.The instruments for this are relative value measurements with respect to neighboring points and to mean values, whereby the contact areas can be narrowed. Further measures consist of correlations with stored patterns by which person-specific input characteristics can be identified and included in the evaluation. Plausibility checks are also possible. So z. B. slipping of the sensor carrier effects on all sensor values, so that can be detected and corrected by their comparison incorrect positions of the sensor carrier.
Trotz verschiedener Fehlerquellen ist die Erkennung relativ unkritisch, da von der Vielzahl möglicher Berührungspunkte nur diejenigen genutzt werden, die sich erstens blind betätigen lassen, also sensitiv gut unterscheidbar sind und bei denen sich zweitens die Daumenstellungen deutlich unterscheiden.Despite various sources of error, the recognition is relatively uncritical, because of the large number of possible points of contact only those are used, which can firstly be operated blind, so sensitive are well distinguishable and in which secondly the thumb positions clearly differ.
Vorgesehen ist, dass das sensitive Feedback nicht nur die Tasteneingabe bestätigt, sondern auch zusätzlich die Tastenposition oder die Funktion grob klassifiziert. Zum Beispiel könnten „Vokalen”, „Konsonanten”, „Sonderzeichen”, „Bedienfunktionen” usw. je ein sensitives Muster zugeordnet werden.It is envisaged that the sensitive feedback not only confirms the key input, but also roughly classifies the key position or function. For example, "vowels", "consonants", "special characters", "operating functions", etc. could each be assigned a sensitive pattern.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Handhand
- 22
- Fingerfinger
- 33
- Daumenthumb
- 3.13.1
- Daumenkuppethumb tip
- 3.23.2
- mittleres Daumengelenkmiddle thumb joint
- 3.33.3
- DaumengliedDaum link
- 3.43.4
- Daumenballenthenar
- 44
- Fingerfläche, der eine Tastenfunktion zugeteilt ist z. B. Buchstabe AFinger surface, which is assigned a key function z. B. Letter A.
- 55
- Berührungssensorikcontact sensors
- 66
- Sensorik zur Ermittlung der DaumenstellungSensor to determine the thumb position
- 77
- Verbindung zur AuswerteelektronikConnection to the evaluation electronics
- 88th
- Auswertelektronikevaluation system
- 99
- Vibrationsgebervibration transmitter
- 1010
- Displaydisplay
- 1111
- Stegweb
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 202012010610 U1 [0009] DE 202012010610 U1 [0009]
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- 2014-04-23 WO PCT/DE2014/000221 patent/WO2014173390A2/en active Application Filing
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