DE602004006227T2

DE602004006227T2 - Benutzerschnittstellenvorrichtung

Info

Publication number: DE602004006227T2
Application number: DE602004006227T
Authority: DE
Inventors: Antonio Pascucci
Original assignee: 3DConnexion GmbH
Current assignee: 3DConnexion GmbH
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: US20080001919A1; WO2005091121A1; DE602004006227D1; CN1965288A; EP1585015B1; ATE361491T1; EP1585015A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anwenderschnittstellenvorrichtung für eine Computer- oder eine computerbezogene Umgebung. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, mit welcher ein Anwender Steuersignale in eine Computer- oder eine computerbezogene Umgebung manuell eingeben kann.
Die vorliegende Erfindung findet insbesondere Anwendung als eine von Hand bediente Vorrichtung, welche als eine Steuersignaleingabeschnittstelle für einen Anwender bei der Handhabung und beim Verarbeiten von digitaler Information, wie beispielsweise digitaler Bilder, dient, und es ist zweckmäßig, die Erfindung in diesem beispielhaften Zusammenhang zu beschreiben. Es ist jedoch zu beachten, dass die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt ist, sondern beispielsweise auch bei der Steuerung einer breiten Palette von Roboter- und automatisierten Maschinen Anwendung finden kann.
Hintergrund der Erfindung
Eine breite und ständig wachsende Palette von von Hand bedienten Vorrichtungen zur Anwendereingabe von Steuersignalen in Computer- oder digitalen Anwendungen ist derzeit auf dem Markt erhältlich. Die besser bekannten dieser Vorrichtungen umfassen die herkömmliche Maus in ihren verschiedenen Ausgestaltungen, den Joystick und den Trackball.
Eine relativ neue Entwicklung des Anmelders, beschrieben in der US-Patentveröffentlichung 2003/0103217 , betrifft eine Sensoranordnung zum Erfassen von relativen Bewegungen oder der relativen Position zweier Objekte und die Eingliederung einer solchen Sensoranordnung in eine Anwenderschnittstellenvorrichtung zum Eingeben von Steuersignalen in eine Computerumgebung.
Natürlich dauern der Wunsch und die Bestrebungen an, die Ergonomie und die einfache Handhabung und Bedienung solcher Anwenderschnittstellenvorrichtungen zu optimieren, insbesondere in Bezug auf eine Palette von speziellen computerbezogenen Anwendungen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Fortsetzung dieses Optimierungsablaufs dar, und zwar mit dem Ziel einer Steuerung von CAD- und Bildverarbeitungssoftware-Anwendungen im Hinterkopf. Insbesondere beruht die vorliegende Erfindung auf dem Ziel, eine hinsichtlich Funktionalität und Ergonomie verbesserte Anwenderschnittstellenvorrichtung zu schaffen, die vorzugsweise für CAD/CAM- und Bildverarbeitungs-Anwendungen geeignet ist. Die europäische Patentveröffentlichung 1 152 324 bezieht sich sehr kurz auf eine Symbol- bzw. Icon-Schnittstellenvorrichtung in Gestalt eines sog. Jog-Dial für einen Personalcomputer. Die Internationale Patentveröffentlichung WO 01/65329 beschreibt eine Joystick-Computerschnittstellenvorrichtung, in welcher ein Sensormechanismus zum Erfassen von Drehbewegung in den drei Freiheitsgraden im Sockel eingegliedert ist.
US 6,225,980 und die internationale Patentveröffentlichung WO 03/046822 beschreiben Eingabevorrichtungen für computergesteuerte Funktionen, die Drehnummernschalter mit Positionssensoren aufweisen, welche in den Sockel unterhalb des Rands des Nummernschalters eingegliedert sind. Diese Positionierung der Sensoren macht die Sensoranwendung anfällig für Stöße und Erschütterungen und maximiert nicht den verfügbaren Platz. Außerdem stellen diese Vorrichtungen keine optimierte ergonomische Anordnung bereit.
Zusammenfassung der Erfindung
Allgemein stellt die vorliegende Erfindung eine Anwenderschnittstellenvorrichtung zur manuellen Eingabe von Steuersignalen in einer computerbezogenen Umgebung bereit, wobei die Vorrichtung aufweist:
einen Sockel zum Abstützen der Vorrichtung auf einer Oberfläche;
ein erstes Eingabeelement, das am Sockel zur Drehbewegung um eine Achse angebracht ist, die sich vom Sockel allgemein aufwärts erstreckt, wobei das erste Eingabeelement eine axiale Erstreckung von einem proximal zum Sockel befindlichen Endbereich zu einem distal zum Sockel befindlichen Endbereich aufweist und einen mittigen Raum umgibt, in welchem eine Sensoranordnung angeordnet ist zum Erfassen und Interpretieren einer Drehbewegung des ersten Eingabeelements relativ zum Sockel, wobei das erste Eingabeelement jeweils eine Öffnung an seinem proximalen und seinem distalen Endbereich aufweist, und
mindestens zwei zweite Eingabeelemente, die am ersten Eingabeelement oder benachbart zum distalen Endbereich des ersten Eingabeelements vorgesehen sind, wobei jedes der zweiten Eingabeelemente einen Schalter oder ein Relais aufweist, der bzw. das daran angepasst ist, durch Aufgabe eines Fingerdrucks betätigt zu werden;
wobei eine Drehbewegung des ersten Eingabeelements und/oder eine Betätigung der zweiten Eingabeelemente daran angepasst ist, ein zugehöriges Steuersignal in der Computerumgebung zu erzeugen und wobei die zwei zweiten Eingabeelemente so angebracht sind, dass eine Drehbewegung des ersten Eingabeelements relativ zum Sockel die Position der zwei zweiten Eingabeelemente nicht beeinflusst oder verändert.
Das erste Eingabeelement weist daher vorzugsweise ein allgemein zylindrisches hülsen- oder ringähnliches Element mit einem im Wesentlichen hohlen oder offenen Mittelbereich auf, der sich zwischen seinem proximalen und seinem distalen Endbereich erstreckt. In einer Ausführungsform kann das erste Eingabeelement eine spitz zulaufende kegelstumpfförmige Form aufweisen, wobei es an seinem Endbereich proximal zum Sockel am breitesten ist.
In einer bevorzugten Form der Erfindung weist das erste Eingabeelement allgemein einen kreisförmigen Querschnitt quer zu seiner Drehachse auf, und die äußere Peripherie des ersten Eingabeelements ist so gestaltet, dass sie vom Anwender gegriffen und manuell gedreht werden kann. Diesbezüglich ist die äußere Peripherie des ersten Eingabeelements vorzugsweise im Profil oder in der Kontur so gestaltet, dass sie die Ergonomie der Vorrichtung verbessert. Beispielsweise kann die äußere Peripherie mit einer gekrümmten Höhlung ausgeformt und/oder mit Rippen versehen sein, um Komfort und Griffigkeit zu erhöhen.
In einer bevorzugten Form der Erfindung beträgt der Durchmesser des ersten Eingabeelements weniger als ca. 70 mm, bevorzugt weniger als ca. 55 mm, und bevorzugter einen Wert im Bereich von ca. 30 mm bis ca. 40. mm.
Die Gesamthöhe der Vorrichtung, und insbesondere die axiale Erstreckung des ersten Eingabeelements, wird typischerweise die Ausrichtung oder Position der Hand des Anwenders bestimmen, besonders wenn die Drehachse für das erste Eingabegerät im Wesentlichen vertikal ist. In einer bevorzugten Form der Erfindung beträgt die axiale Erstreckung des ersten Eingabeelements weniger als ca. 65 mm und bevorzugter einen Wert im Bereich von ca. 20 mm bis ca. 50. mm.
In einer bevorzugten Form der Erfindung kann die Bewegung oder Betätigung jedes Eingabeelements unabhängig durchgeführt werden, ohne das bzw. die andere(n) Eingabeelement(e) zu beeinflussen.
In einer bevorzugten Form der Erfindung ist das erste Eingabeelement zur Drehbewegung um einen Rahmen oder eine Struktur befestigt, der bzw. die sich aufwärts vom Sockel im Mittelbereich des ersten Eingabeelements erstreckt. In einer solchen Ausführungsform sind die zumindest zwei zweiten Eingabeelemente vorzugsweise an einem oberen Endbereich des Rahmens vorgesehen. Der obere Endbereich des Rahmens erstreckt sich vorzugsweise über den distalen Endbereich des ersten Eingabeelements hinaus. Auf diese Weise können die zweiten Eingabeelemente benachbart zum distalen Ende des ersten Eingabeelements bereitgestellt werden.
Der äußere Endbereich des Rahmens, der die zumindest zwei zweiten Eingabeelemente einschließt, kann eine Abdeckung aufweisen, die sich allgemein benachbart zum distalen Endbereich des ersten Eingabeelements befindet.
Die erfindungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung ist typischerweise eine zusätzliche Vorrichtung, die getrennt ist von, aber zur Kommunikation verbindbar ist mit, einem Computerprozessor und/oder verwandten Maschinen zur manuellen Betätigung und Steuerbefehlseingabe mittels eines Anwenders. Diese Verbindung zur Kommunikation mit dem Computerprozessor kann über ein Kabel erfolgen, oder auch drahtlos sein.
In einer bevorzugten Form der Erfindung ist der Sockel der Anwenderschnittstellenvorrichtung daran angepasst, die Vorrichtung auf einer Bedienoberfläche, wie einem Tisch oder einer Arbeitsoberfläche, wo die Vorrichtung verwendet wird, abzustützen. In einer Form der Erfindung weist der Sockel eine relativ schwere und robuste Struktur auf und ist dazu ausgelegt, dass er während einer Bedienung der Vorrichtung durch einen Anwender ortsfest auf der Oberfläche bleibt. Dazu kann der Sockel Füße umfassen, die dazu ausgelegt sind, die Oberfläche zu greifen. In einer alternativen Form der Erfindung kann der Sockel jedoch für eine Translationsbewegung über die Stützoberfläche dergestalt ausgelegt sein, dass die Translationsbewegung auch ein Steuersignal in der Computerumgebung erzeugt. Beispielsweise kann eine Bewegung des Sockels ein Nachverfolgungs- oder Zeigesignal ähnlich dem Signal erzeugen, das während einer Bewegung einer konventionellen Mausvorrichtung erzeugt wird. Des Weiteren kann der Sockel optional eine Handballenablage für die Hand des Anwenders umfassen, obwohl die Vorrichtung bevorzugter so ausgestaltet ist, dass keine Handballenablage benötigt wird.
In einer bevorzugten Form der Erfindung erstreckt sich die Drehachse des ersten Eingabeelements im Wesentlichen senkrecht zum Sockel oder zur Stütz- bzw. Trägeroberfläche und ist deshalb typischerweise eine im Wesentlichen vertikale Achse. Diesbezüglich sollte beachtet werden, dass Ausdrücke, wie beispielsweise "aufwärts" und "obere", die hierin in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet werden (z. B. in Bezug auf die richtungsmäßige Erstreckung der Drehachse), in Bezug auf die gewöhnliche Ausrichtung der Vorrichtung bei Verwendung auf einem Tisch oder einer Arbeitsoberfläche zu verstehen sind.
Obwohl die Drehachse des ersten Eingabeelements in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen im Wesentlichen vertikal ist, sollte beachtete werden, dass die erfin dungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung auch Ausführungsformen in Betracht zieht, in welchen die Drehachse des ersten Eingabeelements in einem Winkel angeordnet ist, der geneigt oder nicht-senkrecht zum Sockel oder zur Stützoberfläche ist. Beispielsweise kann das Bemühen, eine optimale ergonomische Ausgestaltung für bestimmte Bedienbedingungen zu erreichen, dazu führen, dass diese Achse in einem Winkel im Bereich von 45° bis 90° zum Sockel oder zur Stützoberfläche geneigt ist.
In einer bevorzugten Form der Erfindung besitzt das erste Eingabeelement eine Ausgangsposition, und die Anwenderschnittstellenvorrichtung daran angepasst ist, ein Steuersignal zu erzeugen, wenn das erste Eingabeelement um seine Achse aus dieser Ausgangsposition heraus gedreht wird. Das erste Eingabeelement kann entweder in eine oder beide der Richtungen im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse herum drehbar sein. Vorzugsweise ist das erste Eingabeelement auch nachgiebig vorgespannt, z. B. durch ein oder mehrere Federelemente, um in die Ausgangsposition zurückzukehren.
In einer bevorzugten Form der Erfindung ist das erste Eingabeelement zur "Fingerspitzensteuerung" angepasst. Das heißt, dass die Drehbewegung des ersten Eingabeelements relativ zum Sockel eine Kraft benötigt, die dem entspricht, was einfach mittels eines Fingers eines durchschnittlichen Anwenders aufgebracht werden kann. In dem Fall beispielsweise, in dem das erste Eingabeelement durch ein oder mehrere Federelemente nachgiebig vorgespannt ist, beträgt der Federwiderstand typischerweise weniger als ca. 15 N/mm und liegt bevorzugt im Bereich von ca. 0,1 bis ca. 10 N/mm, bevorzugter im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 5 N/mm, wo die Verschiebung (in Millimetern) die Drehverschiebung an der Peripherie des ersten Eingabeelements ist.
In einer bevorzugten Form der Erfindung liegt die Drehbewegung des ersten Eingabeelements in einem begrenzten Winkelbereich, d. h. bei weniger als 360°. Der Bereich der Drehbewegung des ersten Eingabeelements kann beispielsweise weniger als ca. 120°, möglicherweise weniger als ca. 60° und möglicherweise sogar weniger als 30° betragen. In einem bestimmten Beispiel ist die Drehbewegung des ersten Eingabeelements auf einen Winkelbereich von ca. 10° begrenzt. Der Bereich einer Drehbewegung wird vorzugsweise gleichmäßig in den Richtungen gegen und mit dem Uhrzeigersinn zu(?) jeder Seite der Ausgangsposition verteilt.
In einer bevorzugten Form der Erfindung ist jedes zweite Eingabeelement als ein Schalter oder ein Relais ausgestaltet, und die Anwenderschnittstellenvorrichtung ist daran angepasst, ein entsprechendes Steuersignal zu erzeugen, wenn jedes zweite Eingabeelement manuell aktiviert wird. Jedes zweite Eingabeelement liegt am bevorzugtesten in Gestalt eines Druckknopfschalters oder -relais vor, sodass eine Aktivierung jedes zweiten Eingabeelements über das Aufbringen eines nach unten gerichteten Fingerdrucks erfolgt.
In einer bevorzugten Form der Erfindung ist das Steuersignal, das auf eine Betätigung mindestens eines der ersten oder zweiten Eingabeelemente hin erzeugt wird, programmierbar. Mit anderen Worten kann die Vorrichtung vorzugsweise programmiert werden, um das bestimmte Steuersignal, das auf eine Betätigung des ersten Eingabeelements und/oder jedes der zweiten Eingabeelemente hin erzeugt wird, zu bestimmen oder festzusetzen- das heißt, um die bestimmte Funktion des Eingabeelements festzusetzen. Diesbezüglich umfasst die erfindungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung vorzugsweise eine Betriebssoftware, die dazu ausgelegt ist, es dem entsprechenden Steuersignal, das der Betätigung eines bestimmten Eingabeelements zugeordnet ist, zu ermöglichen, auf eine aus einer Anzahl möglicher Alternativen verändert oder festgesetzt zu werden. Die Betriebssoftware ist vorzugsweise auch dazu ausgelegt, es Parametern der Vorrichtung, wie beispielsweise einer Ansprechgeschwindigkeit und/oder der Empfindlichkeit der Eingabeelemente, zu ermöglichen, eingestellt zu werden.
In einer bevorzugten Form der Erfindung ist die Betriebssoftware daran angepasst, Details eines entsprechenden Steuersignals anzuzeigen, das einem oder mehreren der Eingabeelemente zugeordnet ist, und/oder die möglichen Alternativen, und zwar auf einem Anzeigebildschirm, welcher der Computerverarbeitungseinheit zugeordnet ist, mit welcher die Vorrichtung verwendet wird. Die Betriebssoftware kann auch daran angepasst sein, Parameter der Vorrichtung, wie beispielsweise eine Ansprechgeschwindigkeit und/oder Empfindlichkeit der Eingabeelemente, anzuzeigen. Die Anzeige kann beispielsweise jedes Element graphisch identifizieren und kann Schlüsselwörter oder -sätze verwenden, um das zugehörige Eingabesteuersignal durch seine Funktion zu identifizieren. Eine solche Anzeige würde die Verwendung der Vorrichtung eindeutig erleichtern.
In einer besonders bevorzugten Form der Erfindung umfasst die Vorrichtung zwei zweite Eingabeelemente, vorzugsweise in Gestalt von Druckkopfschaltern, welche so programmiert werden können, dass jeder der zweiten Eingabeelementschalter eine entgegengesetzte Funktion zu der des anderen ausübt. Beispielsweise kann einer der zwei zweiten Eingabeelementschalter so programmiert sein, dass er ein "Seite nach oben"-Steuersignal erzeugt, während der andere ein "Seite nach unten"-Steuersignal erzeugt. Alternativ kann einer so programmiert sein, dass er ein "Vorwärts"-Steuersignal erzeugt, während der andere ein "Rückwärts"-Steuersignal erzeugt. Ebenso kann ein Schalter so program miert sein, dass er ein "Kopieren"-Steuersignal erzeugt, während der andere ein "Einfügen"-Steuersignal erzeugt.
In einer bevorzugten Form der Erfindung umfasst die Anwenderschnittstellenvorrichtung ferner ein oder mehrere dritte Eingabeelemente, die am Sockel benachbart zum ersten Eingabegerät bereitgestellt werden. Jedes der dritten Eingabeelemente liegt vorzugsweise auch in Gestalt eines Schalters oder Relais vor, der bzw. das daran angepasst ist, auf gleiche Weise wie jedes der zweiten Eingabeelemente manuell aktiviert zu werden. Das eine oder die mehreren dritten Eingabeelemente kann bzw. können vorzugsweise nicht dazu programmiert werden, unterschiedliche Betriebssteuersignale bereitzustellen. Vielmehr hat jedes dritte Eingabeelement vorzugsweise eine vorbestimmte Funktion.
In einer Form der Erfindung ist, zusätzlich zur Drehbarkeit, das erste Eingabeelement auch axial verschiebbar, um ein Steuersignal in der computerbezogenen Umgebung zu erzeugen. Dementsprechend ist in mindestens einer Ausführungsform das erste Eingabeelement in einer axialen Richtung bezüglich des Rahmens, um welchen herum es befestigt ist, bewegbar. Diese axiale Verschiebung kann in eine oder beide der axialen Richtungen erfolgen, und zwar vorzugsweise gegen eine nachgiebige Vorspannung, die so arbeitet, dass sie das erste Eingabeelement auf eine axiale Ausgangsposition zurückführt.
In einer weiteren Form der Erfindung ist zumindest ein Teil des Rahmens, um welchen herum das erste Eingabeelement befestigt ist, beweglich, um ein Eingabesteuersignal zu erzeugen. Somit kann der bewegbare Rahmenteil selbst ein Eingabeelement der Anwenderschnittstellenvorrichtung darstellen. Beispielsweise kann der Rahmenteil relativ zum Sockel der Vorrichtung schwenkbar oder verschiebbar sein, um ein Steuersignal zu erzeugen. Die Schwenk- oder Translationsbewegung des Rahmenteils ist vorzugsweise gegen eine nachgiebige Vorspannung gerichtet, z. B. von Federelementen, die so arbeitet, dass sie den Rahmenteil in eine neutrale Position zurückführt.
Wie zuvor bei der Drehbewegung ist die Schwenk- und/oder Translationsbewegung des ersten Eingabeelements vorzugsweise zur "Fingerspitzensteuerung" ausgelegt und benötigt einfach eine Kraft, die dem entspricht, was einfach mittels eines Fingers eines durchschnittlichen Anwenders aufgebracht werden kann. Diesbezüglich beträgt die nachgiebige Vorspannung von Federelementen für eine Schwenk- und/oder Translationsbewegung des ersten Eingabeelements typischerweise weniger als ca. 15 N/mm und befindet sich vorzugsweise im Bereich von ca. 0,1 bis ca. 10 N/mm und noch bevor zugter im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 5 N/mm.
Die erfindungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung schließt eine Sensoranordnung ein, welche unter Anderem dazu ausgestaltet ist, eine Drehbewegung des ersten Eingabeelements relativ zum Sockel zu erfassen und zu interpretieren. In einer bevorzugten Form der Erfindung schließt die Anwenderschnittstellenvorrichtung eine Sensoranordnung zum Erfassen von relativen Bewegungen oder der relativen Position zweier Objekte ein, wie in der US-Patentveröffentlichung 2003/0103217 beschrieben, deren gesamter Inhalt durch Bezug hierin eingeschlossen ist. Dementsprechend ist die Sensoranordnung vorzugsweise dazu ausgelegt, eine Drehbewegung des ersten Eingabeelements und/oder eine axiale Verschiebung des ersten Eingabeelements und/oder ein Schwenken oder eine Translationsbewegung des Rahmenteils, auf welchem das erste Eingabeelement befestigt ist, zu erfassen und zu interpretieren. Die Sensoranordnung ist typischerweise im mittigen Raum angeordnet, der vom ersten Eingabeelement umgeben wird, z. B. im hohlen Mittelbereich eines hülsen- oder ringähnlichen Elements, kann aber auch teilweise im Sockel angeordnet sein. Die Sensoranordnung kann deshalb fest auf dem Sockel befestigt sein, z. B. an oder in dem Rahmen, um welchen herum das erste Eingabeelement vorzugsweise befestigt ist.
Die erfindungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung ist vorzugsweise zur einhändigen Bedienung durch einen Anwender ausgelegt, obwohl auch eine zweihändige Bedienung in Betracht gezogen wird. Somit sollte das Gesamtvolumen der Vorrichtung im Wesentlichen von einer Hand des Anwenders umfasst werden können, wie es bei einer konventionellen Maus typischerweise der Fall ist.
Die erfindungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung ist vorzugsweise für Anwendungen in der Bild- oder Modellbearbeitung mit CAD/CAM-Software und Bildverarbeitungssoftware vorgesehen. Insbesondere betreffen die Steuersignale, die auf eine Bewegung oder Betätigung der Eingabeelemente der Vorrichtung hin erzeugt werden, eine freie Navigation der Perspektive eines digitalen Bilds oder Modells, was es ermöglicht, dass sowohl Zoom- als auch Schwenkvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden. Die Anordnung der erfinderischen Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie dem Anwender eine sehr natürliche und intuitive Art bietet, Bilder und Muster(Formen?) in der Computerumgebung zu entdecken und zu bearbeiten.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein System zur Bilderzeugung und/oder -bearbeitung in einer Computerumgebung bereit, bei dem das System eine erfindungsgemäße Nutzerschnittstellenvorrichtung, wie oben beschrieben, umfasst. Das System kann beispielsweise ein CAD/CAM-Softwaresystem sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bestimmte Ausführungsformen der erfindungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung sind nachstehend anhand von Beispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen in den verschiedenen Ansichten gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen, und in denen:
die 1A und 1C schematische perspektivische Ansichten von Anwenderschnittstellen in drei unterschiedlichen Größen gemäß bestimmter Ausführungsformen der Erfindung sind;
1B zeigt eine Vorrichtung, die keine Ausführungsform der Erfindung darstellt.
2A ist eine genauere schematische (teilweise in Abschnitte unterteilte) Perspektive der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in 1C gezeigt ist;
2B ist eine schematische Draufsicht auf die in 2A gezeigte bevorzugte Ausführungsform;
3A ist eine genaue schematische (teilweise in Abschnitte unterteilte) Perspektive einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ähnlich der in 2A gezeigten;
3B ist eine schematische Draufsicht auf die in 3A gezeigte bevorzugte Ausführungsform; und
die 4A bis 4D sind schematische Vorder-, Drauf-, Seiten- und perspektivische Ansichten einer Anwenderschnittstellenvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zunächst bezüglich der 1A bis 1C sind perspektivische Ansichten von drei unterschiedlichen Beispielen einer Anwenderschnittstellenvorrichtung (100) schematisch dargestellt. In jedem Fall umfasst die Vorrichtung einen Sockel (10), der eine im Wesentlichen kreisförmige oder ovale Abstützungsstruktur (11) zeigt. Der Sockel (10) ist typi scherweise robust und dazu ausgelegt, in einer im Wesentlichen festen Position auf einer Bedienoberfläche, wie beispielsweise einem Tisch oder einer Arbeitsoberfläche, zu ruhen. Zu diesem Zweck kann eine Unterseite des Sockels (10) Gummifüße (nicht gezeigt) zum Haften an der oberen Oberfläche des Tisches oder der Arbeitsoberfläche umfassen. Die Sockelabstützungsstruktur (11) selbst ist auch dazu ausgelegt, die Betriebselektronik für die Vorrichtung zumindest teilweise in ihr aufzunehmen, wie nachstehend genauer beschrieben.
Ein erstes Anwendereingabeelement (20) in Gestalt eines im Wesentlichen zylindrischen hülsen- oder ringähnlichen Elements erstreckt sich aufwärts von einer oberen Seite (12) der Sockelstruktur (11). Dieses hülsen- oder ringähnliche erste Eingabeelement (20) ist auf dem Sockel (10) zur Drehbewegung um eine Achse (21) befestigt, die sich aufwärts und im Wesentlichen senkrecht zum Sockel erstreckt, d. h., im Wesentlichen vertikal relativ zu der horizontalen Arbeitsoberfläche. Somit liegt das zylindrische oder ringähnliche erste Eingabeelement (20) in Gestalt eines Drehknopfs vor und weist eine axiale Erstreckung oder Höhe (22) von einem Endbereich (23), proximal zum Sockel (10) zu einem gegenüberliegenden Endbereich (24) auf, der distal zum Sockel liegt. Die Seitenwände (25) des ersten Eingabegeräts (20) weisen daher einen allgemein kreisförmigen Querschnitt quer zur Drehachse (21) auf, und umgeben einen Raum, in welchem eine Sensoranordnung zum Erfassen und Interpretieren einer Drehbewegung des ersten Eingabeelements (20) relativ zum Sockel (10) befestigt ist. Somit umgeben die Seitenwände (25) des zylindrisches hülsen- oder ringähnlichen Elements einen hohlen oder offenen Bereich (nicht gezeigt), welcher sich zwischen dem proximalen und dem distalen Endbereich (22, 23) erstreckt.
Der Bereich der Drehbewegung des ersten Eingabeelements (20) beträgt in diesem Beispiel weniger als ca. 30° und kann einen Winkelbereich von nur ca. 10° zu jeder Seite einer Drehausgangsposition aufweisen. Das ringähnliche erste Eingabeelement (20) ist vorzugsweise nachgiebig vorgespannt durch Federelemente (nicht gezeigt), um in die Drehausgangsposition zurückzukehren. Es ist wichtig, dass das erste Eingabeelement (20) zur "Fingerspitzensteuerung" angepasst ist, sodass seine Drehbewegung relativ zum Sockel leicht mit durchschnittlicher Kraft eines Fingers erreicht werden kann. Insbesondere wo das ringähnliche erste Eingabeelement (20) durch Federelemente nachgiebig vorgespannt ist, liegt der Federwiderstand typischerweise im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 5 N/mm.
Benachbart zum distalen Endbereich (24) des ersten Eingabeelements (20) befindet sich eine Abdeckungskomponente (30), welche nicht an eine Drehbewegung relativ zum Sockel angepasst ist. Von einer oberen Oberfläche der Abdeckungskomponente (30) ist zumindest ein Druckknopfschalter oder -relais (31, 32) umfasst, welcher bzw. welches ein zweites Eingabeelement bildet. Wie aus den schematischen Zeichnungen klar ersichtlich, umfassen die in 1A und den 1C gezeigten Ausführungsformen zwei zweite Eingabeelemente (31, 32), während das in 1B gezeigte Beispiel lediglich einen einzelnen größeren zweiten Eingabeelementknopf (31) darstellt.
Des Weiteren zeigen die 1A bis 1C, dass jede der Vorrichtungen zwei dritte Eingabeelemente (41) vom Druckknopftyp umfasst, die an der oberen Oberfläche (12) des Sockels (10) benachbart zum proximalen Ende (23) des Knopfs (20) des ersten Eingabeelements vorgesehen sind.
Im Fall jeder dieser Vorrichtungen erzeugt eine Drehung des Drehknopfs (20) des ersten Eingabeelements und/oder eine Betätigung eines der Druckknopfschalter (31, 32) in der Abdeckungskomponente (30) und/oder eine Betätigung des Druckknopfschalters (41) durch einen Anwender ein entsprechendes Steuersignal in der Bildverarbeitungs-Computerumgebung, für welche die Eingabevorrichtungen ausgelegt sind. Der Hauptunterschied zwischen den drei in den 1A bis 1C gezeigten Beispiele ist die Achsenerstreckung oder -höhe (22) des hülsen- oder ringähnlichen ersten Eingabeelements (20). Die drei unterschiedlichen Höhen (22) definieren im Wesentlichen drei unterschiedliche Handpositionen für den Anwender. Die in 1A gezeigte Ausführungsform weist ein relativ hohes zylindrisches Hülsenelement (20) von bis zu 70 mm auf und benötigt zur richtigen Benutzung eine im Wesentlichen "vertikale" Handausrichtung. Dementsprechend wird das Hülsenelement (20) zwischen dem Daumen und zumindest dem Zeige- und dem Mittelfinger gegriffen, wobei die Handfläche sich in einer allgemein vertikalen Ausrichtung befindet.
Das in 1B gezeigte Beispiel weist im Gegensatz dazu ein erstes Eingabeelement mit einer kurzen axialen Erstreckung (22) von nur ungefähr 20 mm auf. Zur richtigen Bedienung dieser speziellen Anwenderschnittstellenvorrichtung (100) befindet sich die Hand vorzugsweise in einer im Wesentlichen "horizontalen" Ausrichtung, wobei der Zeigefinger oben auf der Abdeckungskomponente (30) ruht, während der Daumen und der Mittelfinger das ringähnliche Element des ersten Eingabeelements (20) greifen. Aufgrund der Ausrichtung der Hand des Anwenders in diesem Beispiel ist der Sockel (10) dazu ausgelegt, eine Handballenablage (13) einzuschließen, und ist deshalb etwas größer als der Sockel in der in 1A gezeigten Ausführungsform.
1C zeigt eine Ausführungsform, in welcher die Höhe (22) des zylindrischen hül sen- oder ringähnlichen Elements des ersten Eingabeelements (20) zwischen denjenigen der zwei in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsformen liegt, typischerweise im Bereich von 20 bis 50 mm. Diese Anordnung erlaubt eine allgemein "diagonale" oder angewinkelte Handausrichtung, bei welcher das erste Eingabeelement (20) zwischen dem Daumen und dem Zeigefinger des Anwenders gegriffen wird. Es hat sich herausgestellt, dass von den drei in den 1A bis 1C gezeigten Ausführungsformen die dritte Ausführungsform mit der "diagonalen" Handausrichtung die beste Leistung und Ergonomie bereitstellt.
Die Details der Anwenderschnittstellenvorrichtung (100) der in 1C gezeigten Erfindung werden unter Bezug auf die 2A und 2B weiter beschrieben. 2A zeigt das zylindrische hülsen- oder ringähnliche Element der ersten Eingabevorrichtung (20) "aufgeschnitten", um den mittigen Raum (26) freizulegen, den es umgibt, um die Sensoranordnung (50), welche die Drehbewegung des ersten Eingabeelements (20) relativ zum Sockel (10) erfasst und interpretiert, zumindest teilweise darin aufzunehmen. Die zylindrische Seitenwand (25) des ersten Eingabeelements (20) ist in Abschnitte aufgeteilt gezeigt. Es ist zu beachten, dass die Darstellung des ersten Eingabeelements (20) als ein gewöhnliches zylindrisches Element in diesen Zeichnungen lediglich eine vereinfachte schematische Darstellung ist. In der Realität sind die äußeren Seitenoberflächen des ersten Eingabeelements (20) zur bequemen und ergonomischen Bedienung durch einen Anwender vorzugsweise geformt oder profiliert. Diesbezüglich kann die äußere Oberfläche ein gekrümmtes konkaves Profil aufweisen und kann optional Rippen oder eine Struktur umfassen, um die Griffigkeit zu erhöhen. Zum Zwecke der Darstellung der Grundkonstruktion der Vorrichtung reicht die einfache zylindrische Form des ersten Eingabeelements (20) jedoch allgemein aus.
Wie aus 2A ersichtlich, ist das erste Eingabeelement (20) zur Drehung um einen Rahmen (51) befestigt, welcher sich aufwärts vom Sockel (10) durch den hohlen Mittelbereich (26) des ersten Eingabeelements (20) erstreckt und in der Abdeckungskomponente (30) gipfelt. Dieser Rahmen (51) stellt eine Struktur zum Abstützen der Abdeckungskomponente (30) und des Paars von zweiten Eingabeelementschaltern (31, 32), die darauf vorgesehen sind, bereit, ganz zu schweigen von einer Abstützungsstruktur für die Sensoranordnung (50) und für das Drehknopfelement (20). Die Sensoranordnung (50) kann beispielsweise auf der in der US-Patent-Veröffentlichung 2003/0103217 beschriebenen Anordnung beruhen und ist dazu eingerichtet, zumindest die Drehbewegung des Knopfs (20) relativ zum Sockel (10) zu erfassen und zu interpretieren. Die Sensoranordnung (50) ist zumindest teilweise in dem hülsen- oder ringähnlichen Knopf (20) aufgenommen, obwohl sie typischerweise auch teilweise in der Abstützungsstruktur (11) des Sockels (10) aufgenommen ist. Die Drehbewegung des Knopfs oder des ringähnlichen ersten Eingabeelements (20) um die Drehachse (21) ist unabhängig von den zwei zweiten Eingabeelementschaltern (31, 32). Ebenso hat die Betätigung eines der zweiten Eingabeelementschalter (31, 32) keinerlei Auswirkung auf das erste Eingabeelement (20).
2B zeigt eine Draufsicht oder einen Grundriss der Anwenderschnittstellenvorrichtung. In dieser Ansicht kann man klar erkennen, dass die kreisförmige Abdeckungskomponente (30) in eine linke und eine rechte Hälfte geteilt ist, von denen jede eine der zweiten Eingabeschalter (31, 32) bildet. Die Anwenderschnittstellenvorrichtung umfasst ferner eine Betriebssoftware, die dazu eingerichtet ist, es dem Steuersignal, das von jedem dieser Schalter erzeugt wird, zu ermöglichen, programmiert zu werden. Dementsprechend ermöglicht es die Betriebssoftware, dass das Steuersignal für jeden der zweiten Eingabeelementschalter (31, 32) ausgewählt wird und aus einer Gruppe von Alternativen eingestellt wird. Jeder dieser zwei zweiten Eingabeelementschalter (31, 32) ist typischerweise darauf programmiert, eine Funktion auszuüben oder ein zum anderen entgegengesetzten Betriebssteuersignal zu erzeugen. Beispielsweise kann das Paar von zweiten Eingabeelementknöpfen auf "Rückgängig-Wiederherstellen", "Seite nach oben-Seite nach unten", "Ausgang-Ende", "Zurück-Vorwärts" oder "Kopieren-Einfügen" programmiert werden.
Wie auch aus 2B der Zeichnungen klar ersichtlich, schließt die Sockelstruktur (11) fünf knopfartige Schalter oder Relais (41, 42, 43, 44, 45) ein, die eine Gruppe von dritten Eingabeelementen für die Anwenderschnittstellenvorrichtung (100) darstellen. Vier dieser dritten Eingabeschalter (41, 42, 43, 44) sind mit bestimmten Betriebssteuerfunktionen versehen. Dementsprechend sind diese vier der dritten Eingabeelementschalter (41, 42, 43, 44) nicht programmierbar, aber sie sind vielmehr dazu angepasst, immer das gleiche Steuersignal zu erzeugen, welches der bestimmten Bezeichnung entspricht. Diesbezüglich haben die Bezeichnungen ESC, ALT, SHIFT und STRG die üblichen Bedeutungen und Funktionen wie aus dem Stand der Technik bekannt. Der fünfte der dritten Eingabeelementschalter (45) wird als ein FIT-Schalter identifiziert, was eine spezifische Funktion der Bildverarbeitungsanwendung ist, an welche die erfindungsgemäße Vorrichtung (100) angepasst ist. Insbesondere ist dieser Schalter dazu ausgelegt, einen bestimmten ausgewählten Teil eines Bildes an den Bildanzeigeschirm anzupassen (zu "fitten").
Die 3A und 3B der Zeichnungen zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ist der in den 2A und 2B gezeigten Ausführungsform sehr ähnlich, mit dem Hauptunterschied, dass es in diesem Fall vier programmierbare zweite Eingabeelemente (31, 32, 33, 34) gibt, die gleichmäßig verteilt um die Abdeckungskomponente (30) herum vorgesehen sind. In allen anderen Hinsichten ist die Vorrichtung (100) im Wesentlichen die gleiche.
Die 4A bis 4D der Zeichnungen zeigen eine realistischer wiedergegebene Ausführungsform der Erfindung. In diesem Fall besitzt die Anwenderschnittstellenvorrichtung (100) eine stärker gekrümmte, stärker abgerundete und allgemein ergonomischere Ausgestaltung, obwohl ihre Grundstruktur die gleiche bleibt wie die oben beschriebene. In dieser Ausführungsform weist der Drehknopf des ersten Eingabeelements (20) eine leicht konische Ausgestaltung auf, und zwar mit konkaven Seitenwänden (25), die vorzugsweise mit einem weichen, auf Gummi basierenden Verbundstoff bedeckt sind, der gute Griffigkeitseigenschaften für einen Anwender bereitstellt. Die Abdeckungskomponente (30) ist ein integrales Element, das benachbart zum distalen Endbereich (24) des Drehknopfs des ersten Eingabeelements (20) angeordnet ist und dazu angepasst ist, sich unter Fingerdruck durch einen Anwender zu drehen oder zu schwingen, um die zwei diametral entgegengesetzten zweiten Eingabeelementschalter (31, 32) zu betätigen. Die dritten Eingabeelementschalter (41, 42, 43, 44, 45) liegen in Gestalt von länglichen Knöpfen vor, die um die obere Oberfäche (12) der kreisförmigen Sockelstruktur (11) herum verteilt sind.
Eine mögliche Abwandlung der Vorrichtung (100) betrifft die Anzahl von individuellen zweiten und dritten Eingabeelementschaltern. Es ist zu beachten, dass sich die Anzahl von individuellen zweiten Eingabeelementschaltern (31, 32) und dritten Eingabeelementschaltern (41-45) in den angegebenen Beispielen unterscheiden kann, ohne vom Umfang dieser Erfindung abzuweichen.
Eine weitere mögliche Abwandlung der mit Bezug auf die Zeichnungen oben beschriebenen Vorrichtung (100) sieht vor, dass das hülsen- oder ringähnliche Element des ersten Eingabeelements (20) auch in einer axialen Richtung verschiebbar sein kann, um ein weiteres Steuersignal zu erzeugen. Des Weiteren können das erste Eingabeelement (20) und/oder zumindest ein Teil des Rahmens (51), um welchen herum das erste Eingabeelement (20) zur Drehung befestigt ist, relativ zum Sockel (10) drehbar sein, um ebenfalls ein weiteres Eingabesteuersignal zu erzeugen. Dementsprechend ist in einer Ausführungsform ein seitlicher Druck, der auf die Seite des Knopfs (20) und die Abdeckungskomponente (30) aufgegeben wird (d. h., in Richtung vorwärts, rückwärts oder seitwärts), dazu ausgelegt, den bewegbaren Teil des Rahmens (51) – und den Knopf (20) und die Abdeckungskomponente (30) mit ihm – relativ zum Sockel (10) zu schwenken, um dadurch ein weiteres Eingabesteuersignal zu erzeugen. Wieder ist die Schwenk- und/oder Translationsbewegung des ersten Eingabeelements (20) typischerweise an eine Fingerspitzensteuerung angepasst, und zwar gegen eine Federvorspannung im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 5 N/mm.
Die erfindungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung (100) stellt insbesondere in der in den 4A bis 4D gezeigten bevorzugten Anordnung eine kompakte und sehr anwenderfreundliche Vorrichtung zum freien Navigieren der Perspektive eines digitalen Bilds oder Modells bereit, was es ermöglicht, das sowohl Zoom- als auch Schwenkvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden. Die Drehung des Knopfs (20) kann beispielsweise ein "Schwenk"-Steuersignal erzeugen, während eine axiale Verschiebung des Knopfs (20) und/oder eine Betätigung eines der zweiten Eingabeelementschalter (31-34) einen Zoomvorgang bewirken kann. Somit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung (100) dem Anwender eine sehr natürliche und intuitive Art bieten, Bilder und Muster bzw. Formen in der Computerumgebung zu entdecken und zu bearbeiten, und zwar insbesondere in einer CAD/CAM- oder Bildverarbeitungssoftwareanwendung. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sie die Notwendigkeit für den Anwender verringert, häufige Handbewegungen zu und von einer Bedientastatur weg durchzuführen, -insbesondere wenn vorbestimmte Tastaturfunktionen in den dritten Eingabeelementschaltern (41-45) vorprogrammiert sind.
Die erfindungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung (100) ist typischerweise für einen Betrieb zusammen mit einem regulären Computerbildschirm und -Tastatur und einer herkömmlichen Computermaus vorgesehen. Die erfindungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung (100) kann beispielsweise mit der linken Hand des Anwenders bedient werden, in welchem Fall der Anwender die herkömmliche Maus typischerweise mit seiner/ihrer rechten Hand bedienen wird. Die herkömmliche Maus und Tastatur bleiben Einbaubestandteile des Gesamtcomputer-Ausgestaltungsablaufs, wobei die Maus typischerweise in einem 2D-Zeichenmodus verwendet wird, d. h., in einer "Skizzierphase" zum Skizzieren von Geometrien und zum Auswählen und Bestätigen von Befehlen. Die Tastatur wird inzwischen typischerweise verwendet, um Zahlen (wie beispielsweise Abmessungen) und Text (wie beispielsweise Dateinamen) einzugeben.
Die erfindungsgemäße Anwenderschnittstellenvorrichtung (100) ist insbesondere für eine Bewegungssteuerungseingabe bei 3D-Modellen, -Objekten und -Gestalten geeignet; beispielsweise in einer Zeichnungs-"Endphase", während welcher Zeichnungsdetails hinzugefügt werden, sowie in "Bearbeitungs-, Zusammenfügungs- und Verständnisphasen", während welcher die Abmessungen der Komponenten gesteuert und verändert werden können, und die vervollständigten Komponenten zusammengefügt werden können.
Nichtsdestotrotz kann die Vorrichtung (100) auch zum Betrieb im 2D-Modus angepasst sein, was die Angewiesenheit des Anwenders auf die herkömmliche Maus verringert.
Es sei zu beachten, dass Änderungen und/oder Hinzufügungen an den verschiedenen Teilen der Vorrichtung (100), die unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Vorrichtung (100) zur manuellen Eingabe von Steuersignalen in einer computerbezogenen Umgebung, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Sockel (10) zum Abstützen der Vorrichtung auf einer Oberfläche; eine erstes Eingabeelement (20), das an dem Sockel (10) zur Drehbewegung um eine Achse (21) angebracht ist, die sich allgemein von dem Sockel (10) nach oben erstreckt, wobei das erste Eingabeelement (20) eine axiale Erstreckung (22) von einem proximal zum Sockel (10) befindlichen Endbereich (23) zu einem distal zum Sockel befindlichen Endbereich (23) aufweist und einen mittigen Raum (26) umgibt, in welchem eine Sensoranordnung (50) angeordnet ist zum Erfassen und Interpretieren einer Drehbewegung des ersten Eingabeelements (20) relativ zum Sockel, wobei das erste Eingabeelement (20) jeweils eine Öffnung an seinem proximalen und seinem distalen Endbereich (23, 24) aufweist, und gekennzeichnet durch mindestens zwei zweite Eingabeelemente (31, 32), die an oder benachbart zum distalen Endbereich (24) des ersten Eingabeelements vorgesehen sind, wobei jedes der zweiten Eingabeelemente (31, 32) einen Schalter oder ein Relais aufweist, der bzw. das daran angepasst ist, durch Aufgabe eines Fingerdrucks betätigt zu werden; wobei eine Drehbewegung des ersten Eingabeelements (20) und/oder eine Betätigung der zweiten Eingabeelemente (31, 32) daran angepasst ist, ein zugehöriges Steuersignal in der Computerumgebung zu erzeugen und wobei die mindestens zwei zweiten Eingabeelemente (31, 32) so angebracht sind, dass eine Drehbewegung des ersten Eingabeelements (20) relativ zum Sockel eine Position der zwei zweiten Eingabeelemente (31, 32) nicht beeinflusst oder verändert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Eingabeelement (20) ein allgemein zylindrisches hülsen- oder ringähnliches Element mit einem im wesentlichen hohlen oder offenen Mittelbereich (26) aufweist, der sich zwischen dem proximalen und dem distalen Endbereich (23, 24) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste Eingabeelement (20) einen allgemein kreisförmigen Querschnitt quer zu seiner Drehachse (21) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Bewegung oder Betätigung jedes Eingabeelements (20, 31, 32) unabhängig durchgeführt werden kann, ohne das bzw. die andere(n) Eingabeelement(e) zu beeinflussen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Durchmesser des ersten Eingabeelements (20) weniger als 70 mm beträgt, und bevorzugter weniger als 55 mm.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die axiale Erstreckung (22) des ersten Eingabeelements (20) weniger als 65 mm beträgt, und vorzugsweise im Bereich von 20 mm bis 50 mm liegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste Eingabeelement (20) zur Drehung um einen Rahmen (51) befestigt ist, der sich von dem Sockel allgemein zentral zum ersten Eingabeelement (20) erstreckt, und bei der die zweiten Eingabeelemente (31, 32) an einem oberen Endbereich (30) des Rahmens (51) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der obere Endbereich (30) des Rahmens (51) sich über den distalen Endbereich (24) des ersten Eingabeelements (20) hinaus erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Drehachse (21) des ersten Eingabeelements (20) sich im wesentlichen senkrecht zum Sockel (10) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Drehbewegung des ersten Eingabeelements innerhalb eines begrenzten Winkelbereichs liegt, wobei der Winkelbereich vorzugsweise weniger als 120° beträgt, bevorzugterweise weniger als 60° und noch bevorzugter weniger als 30°.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste Eingabeelement (20) eine Drehausgangsposition besitzt und die Nutzschnittstellenvorrichtung daran angepasst ist, ein Steuersignal zu erzeugen, wenn das erste Eingabeelement (20) um seine Achse aus der Ausgangsposition heraus gedreht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der das erste Eingabeelement (20) nachgiebig vorgespannt ist, um in seine Ausgangsposition zurückzukehren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste Eingabeelement (20) an eine Drehbewegung in eine oder beide der Richtungen im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse (21) herum angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste Eingabeelement (20) an eine "Fingerspitzensteuerung" angepasst ist, so dass die Drehbewegung des ersten Eingabeelements (20) relativ zum Sockel eine Kraft benötigt, die dem entspricht, was einfach mittels eines Fingers eines durchschnittlichen Nutzers aufgebracht werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die nachgiebige Vorspannung des ersten Eingabeelements (20) weniger als 15 N/mm beträgt, sich vorzugsweise im Bereich von ca. 0,1 bis ca. 10 N/mm befindet und sich noch bevorzugter im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 5 N/mm befindet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zweiten Eingabeelemente (31, 32) als Druckknopfschalter oder -relais ausgebildet sind und bei der die Nutzerschnittstellenvorrichtung daran angepasst ist, ein Steuersignal zu erzeugen, wenn jedes der zweiten Eingabeelemente manuell über die Aufbringung eines Fingerdrucks aktiviert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Steuersignal, das bei Bewegung oder Betätigung mindestens eines der ersten oder zweiten Eingabeelemente (20, 31, 32, 33, 34) erzeugt wird, programmierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, einschließlich einer Betriebssoftware, die dazu ausgelegt ist, es dem entsprechenden Steuersignal, das der Betätigung eines bestimmten Eingabeelements (20, 31, 32, 33, 34) zugeordnet ist, zu ermöglichen, auf eine aus einer Anzahl möglicher Alternativen verändert oder festgesetzt zu werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einschließlich einer Betriebssoftware, die dazu ausgelegt ist, es Parametern der Vorrichtung, wie beispielsweise einer Ansprechgeschwindigkeit und/oder Empfindlichkeit der Eingabeelemente, zu ermöglichen, angepasst zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, bei der die Betriebssoftware daran angepasst ist, Details eines entsprechenden Steuersignals anzuzeigen, das einem oder mehreren der Eingabeelemente (20, 31, 32, 33, 34) zugeordnet ist, und/oder die möglichen Alternativen, und zwar auf einem Anzeigebildschirm, welcher der Computerverarbeitungseinheit zugeordnet ist, mit welcher die Vorrichtung (100) verwendet wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zwei zweiten Eingabeelemente (31, 32) so programmiert sind, dass jedes der zweiten Eingabeelemente eine zum anderen entgegengesetzte Funktion ausübt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung (100) vier zweite Eingabeelemente (31, 32, 33, 34) umfasst, die vorzugsweise in der Lage sind, programmiert zu werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein oder mehrere dritte Eingabeelemente (41, 42, 43, 44, 45), die an dem Sockel benachbart zum ersten Eingabeelement vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der jedes der dritten Eingabeelemente (41, 42, 43, 44, 45) in Gestalt eines Schalters oder Relais vorliegt, der bzw. das daran angepasst ist, auf gleiche Weise wie jedes der zweiten Eingabeelemente manuell aktiviert zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 23 oder Anspruch 24, bei der das eine oder die mehreren dritten Eingabeelemente (41, 42, 43, 44, 45) nicht programmierbar sind, um unterschiedliche Betriebssteuersignale bereitzustellen, sondern stattdessen voreingestellte Funktionen aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Sockel (10) für eine Translationsbewegung über eine Unterstützungsdienstleistung dergestalt ausgelegt ist, dass die Translationsbewegung ein Steuersignal in der computerbezogenen Umgebung erzeugt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der, zusätzlich zur Drehbarkeit, das erste Eingabeelement (20) in einer axialen Richtung relativ zum Sockel verschiebbar ist, um ebenfalls ein Steuersignal in der computerbezogenen Umgebung zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 27, bei der das erste Eingabeelement (20) in eine oder beide der axialen Richtungen verschiebbar ist, und zwar vorzugsweise gegen die nachgiebige Vorspannung, die so arbeitet, dass sie das erste Eingabeelement auf eine axiale Ausgangsposition zurückführt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest ein Teil des Rahmens (51), um den herum das erste Eingabeelement herum befestigt ist, beweglich ist, um ein Eingabesteuersignal zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 29, bei welcher der Rahmenteil (51) relativ zum Sockel (10) der Vorrichtung schwenkbar, verschiebbar oder sowohl schwenkbar als auch verschiebbar ist, um ein Steuersignal zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei welcher der Rahmenteil (51) eine nachgiebige Vorspannung gegen die Schwenk- und/oder Translationsbewegung aufweist, wobei diese Vorspannung so arbeitet, dass sie den Rahmenteil auf eine neutrale Position zurückstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, bei der die Aufbringung eines lateralen Drucks auf das erste Eingabeelement (20) daran angepasst ist, den Rahmenteil relativ zum Sockel (10) zu schwenken oder zu verschieben.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Sensoranordnung (50) dazu ausgelegt ist, eine Drehbewegung des ersten Eingabeelements und/oder eine axiale Verschiebung des ersten Eingabeelements und/oder ein Schwenken oder eine Translationsbewegung des Rahmenteils zu erfassen und zu interpretieren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Sensoranordnung (50) an oder im Rahmen (51) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Sockel (10) daran angepasst ist, die Vorrichtung an einer Betriebsoberfläche, wie einem Tisch oder einer Arbeitsoberfläche, abzustützen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung (100) zur einhändigen Bedienung durch einen Nutzer ausgelegt ist.
System zur Bilderzeugung und/oder -handhabung in einer Computerumgebung, bei dem das System eine Nutzerschnittstellenvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.