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Die Erfindung beschreibt einen tragbaren Computer mit einer berührungssensitiven Anzeigeeinrichtung und einer haptischen Ausgabeeinrichtung. Dabei sollen unter dem Begriff tragbarer Computer insbesondere aber ohne Beschränkung der Allgemeinheit ein Tabletcomputer oder ein Smartphone verstanden werden.
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Derartige tragbarer Computer weisen fachüblich ein Gehäuse mit einer Vorderseite und einer parallel dazu angeordneten Rückseite auf, wobei in dem Gehäuse eine Recheneinrichtung, eine Speichereinrichtung und eine Stromversorgungseinrichtung angeordnet sind. Auf der Vorderseite ist eine berührungssensitive Anzeigeeinrichtung zur Darstellung sowie fachüblich meist auch zur Eingabe von Information angeordnet.
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Aus der
US 2010/0277439 A1 ist ein tragbarer Computer mit einem doppelseitigen transparenten Anzeigemodul bekannt. Das doppelseitige transparente Anzeigemodul umfasst eine primäre transparente Anzeige mit einer ersten Oberflächenseite und einer zweiten Oberflächenseite. Das transparente Anzeigemodul weist ferner eine erste Sensoranordnung und eine zweite Sensoranordnung auf, die der ersten Oberflächenseite bzw. der zweiten Oberflächenseite zugeordnet sind. Weiterhin weisen das transparente Anzeigemodul den Oberflächenseiten zugeordnete Vibrationselemente zur haptischen Rückmeldung von Eingaben auf. Das transparente Anzeigemodul enthält darüber hinaus Verschlusselemente an der ersten Oberflächenseite und der zweiten Oberflächenseite.
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Aus der
DE 10 2005 032 528 A1 ist es bekannt bei tragbaren Computer eine haptische Rückmeldung einer Funktion, beispielhaft auf der Rückseite des tragbaren Computers auszugeben.
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Die
US 2012/0206 371 A1 offenbart eine Sensoreinrichtung, die dazu ausgebildet ist eine mit einer Bewegung verbunden Berührung der Rückseite eines tragbaren Computers zu erkennen. Die ist ebenso in der
US 2013/0002570 A1 offenbart, wobei hier auch eine Eingabe mittels Berührung auf der Vorderseite, also auf einer optischen Anzeigeeinrichtung auf der Rückseite des tragbaren Computers als haptische Rückmeldung ausgegeben wird.
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Weiterhin, beispielhaft aus der
US 2013/0135794 A1 ist ein gattungsgemäßer tragbarer Computer bekannt, mit einer vom Gehäuse getrennten Anzeigeeinrichtung, wobei diese mittels einer Aktoreinrichtung relativ zum Gehäuse beweglich ist.
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Ebenso ist aus der
US 2010/0156824 A1 ein gattungsgemäßer tragbarer Computer bekannt, mit einer Aktoreinrichtung, die dazu ausgebildet ist die Anzeigeeinrichtung in Vibration oder eine einzelne Bewegung zu versetzen. Ähnliche Aktoreinrichtungen sind auch aus den Druckschriften
US 2012/0249459 A1 und
US 2009/0021354 A1 bekannt.
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In Kenntnis der oben genannten Gegebenheit und des genannten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen tragbaren Computer vorzustellen, dessen Interaktionsfähigkeiten mit dem Benutzer erweitert sind, ebenso ist es die Aufgabe ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen tragbaren Computers vorzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen tragbaren Computer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft einen tragbaren Computer gemäß obiger Definition mit einem, eine Vorderseite und eine parallel dazu angeordnet Rückseite aufweisenden, Gehäuse in dem eine Recheneinrichtung, eine Speichereinrichtung und eine Stromversorgungseinrichtung angeordnet sind. Hierbei weist die Vorderseite eine berührungssensitive Anzeigeeinrichtung, die zur Darstellung sowie zur Eingabe von Information dient, auf. Erfindungsgemäß weist die Rückseite eine haptische Ausgabeeinrichtung zur Interaktion mit einem Benutzer auf, wobei diese haptische Ausgabeeinrichtung eine Mehrzahl von Aktoreinrichtungen, die vorteilhafterweise matrixartig angeordnet sind, aufweist, die dazu ausgebildet sind selektiv angesteuert zu werden.
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Es kann dabei bevorzugt sein, wenn das Gehäuse zweiteilig ausgebildet ist mit einem ersten Teilgehäuse, das die Recheneinrichtung, die Speichereinrichtung, die Stromversorgungseinrichtung und die Anzeigeeinrichtung aufweist, und mit einem zweiten Teilgehäuse, das die haptische Ausgabeeinrichtung aufweist. Hierbei sind die beiden Teilgehäuse mittels eine Datenübertragungseinrichtung verbunden, die Daten mittels optischen Signalen, zusätzlich oder alternativ mittels Funksignalen, zusätzlich oder alternativ mittels leitungsgebundenen elektrischen Signalen, insbesondere mittels einer fachüblichen Steckverbindung, zwischen den beiden Teilgehäusen austauschen. Es kann alternativ bevorzugt das Gehäuse einteilig auszubilden.
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In erfindungsgemäßer Weise weist die Rückseite als eine Formkörper ausgebildet ist, der dazu ausgebildet ist von den Aktoreinrichtungen lokal elastisch deformiert zu werden, wobei diese Deformation einen Hub der äußeren Oberfläche des Formkörpers von 0,1 Millimeter bis 2 Millimeter aufweist. Dieser Hub ist ausreichend um vom Benutzer als Interaktion wahrgenommen zu werden. Hierbei kann der Formkörper der Rückseite im Bereich der Aktoreinrichtungen insbesondere aus einem deformierbaren, Kunststoff oder aus einer deformierbaren dünnen Metalllage besteht.
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Es kann vorteilhaft sein, wenn die Frequenz der Ausgabe der Information, also die Arbeitsfrequenz der jeweiligen Aktoreinrichtungen zwischen 0,1 und 10 Hertz liegt.
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Vorteilhafterweise ist die Aktoreinrichtung als ein elektro-mechanischer Aktor, insbesondere ein Piezoaktor, ausgebildet.
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Bei erfindungsgemäßer Ausgestaltung des tragbaren Computers weist die haptische Ausgabeeinrichtung eine Mehrzahl von Sensoreinrichtungen auf, die als Temperatur- und alternativ oder gleichzeitig als Drucksensor ausgebildet sind und vorteilhafterweise matrixartig angeordnet sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines derartigen erfindungsgemäßen tragbaren Computers wird zur Interaktion mit dem Benutzer mindestens eine der Aktoreinrichtungen der haptischen Ausgabeeinrichtung selektiv angesteuert wobei der zugeordneten Bereich des Formkörpers der Rückseite lokal elastisch deformiert wird. Somit kann beispielhaft in Abhängigkeit von der visuellen Darstellung auf der Anzeigeeinrichtung eine zugeordnete Interaktion des tragbaren Computers mit dem Benutzer über die haptische Ausgabeeinrichtung auf der Rückseite erfolgen.
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Abhängig von der Position mindestens eines Fingers einer Hand eines Benutzers auf der Rückseite des Computers wird mindesten eine im Auflagebereich dieses Fingers befindliche Aktoreinrichtung angesteuert. Besonders bevorzugt ist es natürlich wenn eine Mehrzahl von Aktoreinrichtungen im Auflagebereich mehrerer Finger selektiv angesteuert werden.
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Hierzu wird die Position des Fingers mittels einer Sensoreinrichtung, insbesondere eines Temperatur- oder Drucksensors ermittelt. Alternativ oder zusätzlich kann die Rückseite auch Ausformungen für die vorteilhafte Position der Finger aufweisen. Ohne eine derartige Ausformung ist die Auswahl der Aktoreinrichtungen aufwändiger, allerdings ist diese Variante somit flexibler und benutzerfreundlicher.
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Weiterhin kann die haptische Ausgabeeinrichtung zusätzlich zur Eingabe genutzt wird, indem der Druck durch einen Finger des Benutzers auf die jeweilige Aktoreinrichtung oder auf einen zusätzlichen Drucksensor ausgewertet wird.
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Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen tragbaren Computers ist, dass dieser nicht nur optisch und wie fachüblich zusätzlich akustisch mit dem Benutzer interagiert, sondern auch noch zusätzlich mittels haptischer Informationsübertragung insbesondere auf die Finger derjenigen Hand oder Hände die den Computer halten, wodurch das Interaktionsspektrum des Computers mit dem Benutzer auf einfache Weise erweitert wird. Besonders vorteilhaft ist dies haptische Informationsübertragung, wenn sie in Abhängigkeit oder in Interaktion mit der Darstellung auf der Anzeigeeinrichtung und alternativ oder zusätzlich mit der Ausgabe von akustischen Informationen gekoppelt ist.
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Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein können, um Verbesserungen zu erreichen. Insbesondere sind die vorstehend genannten und erläuterten sich nicht selbstverständlich ausschließenden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Erläuterung der Erfindung, vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung oder von Teilen hiervon. Dabei zeigt:
- 1 und 2: die Vorderseite bzw. Rückseite einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen tragbaren Computers.
- 3: Die Rückseite einer zweiten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen tragbaren Computers.
- 4 und 5: zwei Varianten einer Aktoreinrichtung
- 6 und 7: Schnittdarstellungen durch zwei Varianten eines erfindungsgemäßen tragbaren Computers.
- 8 und 9: zwei Varianten des Formkörpers der Rückseite eines erfindungsgemäßen tragbaren Computers.
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1 und 2 zeigen die Vorderseite 2 bzw. Rückseite 4 einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen tragbaren Computers 1 in jeweiliger Draufsicht auf diese Seiten. Dargestellt ist in 1 die Vorderseite 2 des Gehäuses des tragbaren Computers 1. Diese weist insbesondere eine berührungssensitive Anzeigeeinrichtung 20, ein sog. Display, auf. Fachüblich ist es mittels einer derartigen Anzeigeeinrichtung 20 optisch, durch Darstellung von Bildern, mit dem Benutzer zu interagieren. Gelichzeitig dient diese Anzeigeeinrichtung 20 zur Eingabe von Information also zur Interaktion des Benutzers mit dem tragbaren Computer 1, indem Benutzergesten, insbesondere Berührungen der Anzeigeeinrichtung, in fachüblicher weise interpretiert.
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Weiherhin ist gestrichelt, die allerdings auf der Rückseite 4 gelegen haptische Ausgabeeinrichtung 40 dargestellt.
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2 zeigt die Rückseite 4 des tragbaren Computers 1 gemäß erster Ausgestaltung und zeigt hier die haptische Ausgabeeinrichtung 40 ausgebildet als zwei Felder von Aktoreinrichtungen 42. Es handelt sich hierbei um eine schematische Darstellung, weil die haptische Ausgabeeinrichtung 40 bzw. deren Aktoreinrichtungen 42 auf der Rückseite nicht notwendigerweise von außen erkennbar sind, vgl. hierzu 6 und 7.
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Weiterhin dargestellt ist die Lage einer Hand eines Benutzers, sowohl auf der Vorderseite 2 wie auch auf der Rückseite 4, wobei die Funktion nicht auf nur eine Hand beschränkt ist, vgl. 3. Ebenso wenig ist die Funktion auf die Nutzung des tragbaren Computers 1 im Hochformat beschränkt, eine Verwendung im Querformat ist selbstverständlich ebenso grundsätzlich möglich, wobei hier die Lage der haptischen Ausgabeeinrichtung 40 und deren Aktoreinrichtungen 42 ggf. anzupassen ist. In 2 sind gestrichelt dargestellt diejenigen Aktoreinrichtungen 42, die unter den Fingern der Hand liegen. Durch die matrixartige Anordnung und ausreichende Anzahl von Aktoreinrichtungen 42 ist gewährleistet, dass mindestens einem Finger eine Aktoreinrichtung 42 zuordenbar ist. Es ist natürlich bevorzugt, wenn mehreren Fingern auch jeweils mehrere Aktoreinrichtungen 42 zuordenbar sind, da hierdurch die Interaktion mit dem Benutzer angenehmer, komplexer und flexibler ausgestaltet werden kann.
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3 zeigt die Rückseite 4 einer zweiten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen tragbaren Computers 1. Hierbei weist die haptische Ausgabeeinrichtung 40 nur ein Feld von matrixartig angeordneten Aktoreinrichtungen 42. Grundsätzlich gilt hier insbesondere für die Interaktion mit dem Benutzer das gleiche wie bei 2, insbesondere ist diese Ausgestaltung für sämtliche Anwendungsfälle, insbesondere Handhabungen des tragbaren Computers 1, besonders vorteilhaft.
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4 und 5 zeigen schematisch zwei Varianten einer Aktoreinrichtung 42 in Draufsicht von der Rückseite des tragbaren Computers.
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4 zeigt hierbei eine erste Aktoreinrichtung 42 mit einem zugeordneten Temperatursensor 440, der unmittelbar neben der Aktoreinrichtung 42 angeordnet ist. Dieser Temperatursensor 440 ist insbesondere dafür geeignet zu erkennen, ober über der an dieser Position auf der Rückseite des tragbaren Computers ein Finger aufliegt. Die Aktoreinrichtung 42 wird nur dann angesteuert, wenn durch das Temperatursensorsignal bestätigt ist, dass ein Finger an der zugeordneten Stelle der Rückseite aufliegt.
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Durch eine matrixartige Lage mehrerer Temperatursensoren 440 kann zudem ermittelt werden, wie viele Finger auf der Rückseite aufliegen und somit können die Aktoreinrichtungen fingerselektiv angesteuert werden.
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5 zeigt eine zweite Aktoreinrichtung 42, bei der zusätzlich zum Temperartursensor 440 noch ein Drucksensor 450 der Aktoreinrichtung 42 zugeordnet ist. Bei dieser beispielhaften Ausgestaltung sind beide Sensoren 440, 450 auf der parallel zum Formkörper der Rückseite liegenden und mit diesem in mechanischem kontakt stehenden Oberfläche der Aktoreinrichtung angeordnet.
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Der Drucksensor 450 kann wie der Temperatursensor 440 dazu dienen die Position des Fingers zu ermitteln. Bevorzugt dient der Drucksensor 450 allerdings der Interaktion des Benutzers mit dem tragbaren Computer, also insbesondere der Eingabe indem der Druck auf den Sensor durch den tragbaren Computer ausgewertet wird. Somit dient die haptische Ausgabeeinrichtung der bidirektionalen Kommunikation zwischen tragbarem Computer und Benutzer.
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6 und 7 zeigen in seitlicher Draufsicht jeweils Schnittdarstellungen durch zwei Varianten eines erfindungsgemäßen tragbaren Computers 1. Dargestellt ist jeweils die Vorderseite 2 des tragbaren Computers 1, die hier durch die berührungssensitive Anzeigeeinrichtung 20 ausgebildet wird. Unterhalb der Anzeigeeinrichtung 20 sind schematisch die Recheneinrichtung 30, die Speichereinrichtung 32 und eine Stromversorgungseinrichtung 34 dargestellt.
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Unterhalb der Stromversorgungseinrichtung 34 ist die haptische Ausgabeeinrichtung 40 dargestellt, die in 6 eine Mehrzahl Aktoreinrichtungen 42 aufweist, wobei jeder Aktoreinrichtung ein Temperatursensor 440 zugeordnet ist.
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7 zeigt eine haptische Ausgabeeinrichtung 1, bei der die Aktoreinrichtungen 42 Vertiefungen der Stromversorgungseinrichtung 34 zugeordnet sind und sich unmittelbar gegen diese abstützen.
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8 und 9 zeigen in seitlicher Draufsicht jeweils zwei Varianten der Rückseite 4 eines erfindungsgemäßen tragbaren Computers 1. Dargestellt sind jeweils ein Teil einer Aktoreinrichtung 42, die als ein elektro-mechanischer Aktor, insbesondere ein Piezoaktor ausgebildet ist, sowie der zugeordnete Bereich der Rückseite, wobei die Aktoreinrichtung 42 ausschließlich aus darstellungsgründen beabstandet gezeichnet ist.
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8 zeigt eine Rückseite 4 eines tragbaren Computers 1, die als metallischer Formkörper oder als Kunststoffformkörper ausgebildet ist. Dieser Formkörper 400 weist im Bereich der durch die Aktoreinrichtung 42 verformt werden soll und somit zu einer Deformation der äußeren Oberfläche 402 des Formkörpers 400 der Rückseite 4 führt, eine dünnere Ausgestaltung auf als im umgebenden Bereich. Dies erfolgt hier indem die innere Oberfläche 404 des Formkörpers 400 eine Einwölbung aufweist. Insbesondere bei Ausbildung des Formkörpers als metallischer Formkörper ist dies bevorzugt, weil andernfalls der notwendige Druck 420, der durch die Aktoreinrichtung 42 zu Verformung aufgewendet werden muss höher ist, was meist mit einem höheren Energieverbrauch der Aktoreinrichtung 42 einhergeht.
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Dargestellt ist weiterhin der laterale Bereich 410 der Deformation der Rückseite 4, wie auch der Hub 412 der Deformation, der zwischen 0,1 und 2 Millimeter beträgt.
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9 zeigt eine Rückseite 4 deren Formkörper 400 zweikomponentig ausgebildet ist. Ein erster Teilkörper 406 dieses Formkörpers 400 weist eine Mehrzahl von Ausnehmungen auf, in denen zweite Teilkörper 408 angeordnet sind. Der erste Teilkörper 406 ist hierbei starr ausgebildet, beispielhaft als Metallformkörper oder als duroplastischer Kunststoffkörper. Der zweite Teilkörper 408 ist insbesondere ausgebildet als elastischer Kunststoffkörper. Der zweite Teilkörper 408 kann zur leichteren Deformation ebenfalls eine Einwölbung im Bereich der Aktoreinrichtung 42 aufweisen.
