WO2014173390A2 - Verfahren zur eingabe von daten und eine dafür geeignete vorrichtung - Google Patents

Verfahren zur eingabe von daten und eine dafür geeignete vorrichtung Download PDF

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WO2014173390A2 PCT/DE2014/000221 DE2014000221W WO2014173390A2 WO 2014173390 A2 WO2014173390 A2 WO 2014173390A2 DE 2014000221 W DE2014000221 W DE 2014000221W WO 2014173390 A2 WO2014173390 A2 WO 2014173390A2
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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/014—Hand-worn input/output arrangements, e.g. data gloves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02—Bases, casings, or covers
    • H01H9/0214—Hand-held casings
    • H01H2009/0221—Hand-held casings the switches being fixed to the operator's hand, e.g. integrated in a glove or fixed to a ring

Definitions

  • 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.
  • Signal input device comprises:
  • Index finger shoe and a middle finger shoe 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
  • Carrying unit is arranged, and is intended to receive the displacement signal and the key signal, and to convert the signals to detectable by the data processing system signals;
  • 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.
  • 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 input device is intended to replace a standard keyboard and a standard mouse.
  • the input device consists of a glove pair with contacts on the fingertips of the left and right glove together with a biaxial inclination sensor and a measuring circuit which detects the instantaneous touch contacts between the fingers of the right and left glove, these in input characters for the computer or the Terminal translated, the slope data of the
  • Tilt sensor for controlling the screen pointer evaluates and the thus determined control data to the
  • Computer or terminal transmits where they can be processed by a driver.
  • the electronic glove has a display for control purposes.
  • data gloves are known, u. a. from DE 103 14 973 AI.
  • Such gloves are equipped with sensors to determine the position and position of the user's hand in the data glove in the room. The determination of the curvature of the fingers is carried out by deformation-dependent electrical resistances.
  • Finger spread is determined. Signals are generated by contact closures. Force sensors determine pressures on surfaces. Determine acceleration sensors
  • Glove or glued sensors is severely limited. And who wants to walk around all day with gloves or glued sensors.
  • the object of the invention is to provide a method and a
  • readable memory provides that finger surfaces at least one key function is fictitious assigned and for detecting and recognizing the respective
  • Button function corresponds to the respective finger surface and this signal is supplied to at least one communication device or a readable memory.
  • Two finger surfaces with key function per finger link of one hand provide 24 key functions.
  • the user is put in the position, in a variety of ways.
  • the contact of a finger surface is preferably detected by a touch sensor, which is arranged on the thumb tip of a hand.
  • a touch sensor which is arranged on the thumb tip of a hand.
  • points of contact of the thumb tip are provided in particular: on the top of the thumb tip, the joint transition, daumenkuppeninnen department and laterally on the thumb tip.
  • Fingerphil several key functions are assigned, and / or the selection of the desired function by the number of successive touches or simultaneous contact of e.g. 2 touch points of the thumb tip is hit.
  • Thumb stick 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
  • readable memory at the finger surfaces of a hand at least one key function is fictitious assigned and to capture and recognize the key function, the stored thumb position at the touch of the
  • Touch sensor k which detects the touch of the thumb tip with a finger surface
  • the signals of the sensors are transmitted and from the called
  • the sensor for the thumb position comprises in an advantageous embodiment, ring-like or clip-like at least the lower thumb member, while the touch sensor is designed as a cap with the sensor for the
  • Thumb position is connected via an elastic web, wherein the web length is so extended that the cap can be placed on the thumb tip.
  • the extension of the bridge length can be achieved by elastic expansion, by telescopic, scissor-shaped,
  • the bridge is preferably located on the outside of the thumb.
  • the touch detection sensor preferably has four signaling points: upper and lower
  • Thumb tip area thumb inside and side.
  • the sensors operate on a uniform technical principle, e.g. capacitive.
  • the transmitter is preferably similar to one
  • Wristwatch arranged on the wrist. It should have a display to show the called button function
  • Fig. 4 is a block diagram for signal evaluation.
  • Fig. 1 shows a hand 1 with fingers 2 and a thumb 3.
  • Finger surfaces 4 is assigned a key function fictitious, which serves to detect and recognize the key function, the stored thumb position in the contact of the specified finger surfaces 4 with the thumb tip 3.1.
  • the device consists of a sensor 5, 6, which is clipped to the lower thumb member 3.3 and a
  • Transmitter 8 which is worn on the wrist.
  • the sensors 5, 6 and the transmitter 8 are for
  • the transmitter 8 generates when touching a finger surface 4 a signal that corresponds to the key function of the respective finger surface 4.
  • Vibrationsgeber 9 incorporated, via which a sensitive feedback is generated.
  • Fig. 2 shows finger surfaces 4.1 - 4.n, which are associated with key functions.
  • finger surfaces 4.1 -4.n areas between the joints of the fingers 2 are mainly used, which are easily accessible from the thumb tip 3.1 of the same hand and sensitive to the
  • the programmed function assignment of the "keys" should be copied as mirror-image as possible from that of a mobile phone keypad.
  • Fig. 3 shows that the sensor 5, 6 is made in two parts: a part whose position is constant with the
  • the sensory acquisition of the thumb position is done on a capacitive basis, in the way that for each
  • Influence area lie and which are positioned on the sensor so that the changes in the environment caused by the changes in the environment
  • the dimensions of the Litzenin- and distances are determined by the geometry of the sensors and the maximum
  • Thumb bales can be comparatively large, here are the strand lengths about 15 mm at intervals of about 8 mm, while the dimensions for detecting the angular positions are about 5 mm / 4 mm.
  • the sensory detection of the four points of contact at the thumb tip 3.1 can be capacitive or pressure-sensitive.
  • a sensor on a capacitive basis has the advantages that a uniform technology can be used for the entire sensor system, that corresponding strands can be incorporated well into the flat, flexible sensor carrier, and that intermediate contact areas can also be detected.
  • Fig. 4 shows the analog signal processing of
  • Voltage range output signals are then used for further processing at the software level
  • Signal amplitudes determines the thumb position and the point of contact of the thumb tip 3.1 and called by polling a list the function assigned to the "key" and
  • Sensor carrier or blurred touch positions ambiguities may arise in which only the correct value can be determined by intelligent software.
  • the instruments for this are relative value measurements with respect to neighboring points and to mean values, whereby the contact areas can be narrowed.
  • the sensitive feedback not only confirms the key input, but also the

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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.

Description

Verfahren zur Eingabe von Daten und eine dafür geeignete Vorrichtung
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.
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.
Anstelle einer herkömmlichen Tastatur wird in der
DE 602 17 330 T2 eine Handschuhtastatur vorgeschlagen, bei der die Tasten auf die Finger des Handschuhs verteilt sind und durch Drücken der Tasten eine Funktionsdatenantwort entsprechend der gedrückten Taste in ein
Informationsverarbeitungssystem eingegeben wird.
Aus der DE 11 2005 001 922 T5 und hier angegebenen weiteren Verweisen, ist eine Handschuh- und Signaleingabevorrichtung für ein Datenverarbeitungssystem bekannt, bei dem die
Signaleingabevorrichtung umfasst :
- 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.
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 . Das Eingabegerät gemäß der DE 20 2008 017 573 Ul soll eine Standardtastatur und eine Standardmaus ersetzen. Das Eingabegerät besteht aus einem Handschuhpaar mit Kontakten an den Fingerkuppen des linken und des rechten Handschuhs zusammen mit einem zweiachsigen Neigungssensor und einer Mess-Schaltung, welche die momentanen Berührungskontakte zwischen den Fingern des rechten und linken Handschuhs ermittelt, diese in Eingabezeichen für den Computer oder das Endgerät übersetzt, die Neigungsdaten des
Neigungssensors zur Steuerung des Bildschirmzeigers auswertet und die so ermittelten Steuerdaten an den
Computer oder das Endgerät überträgt, wo sie von einem Treiber verarbeitet werden können.
Bei der DE 10 2006 022 917 AI weist der elektronische Handschuh für Kontrollzwecke ein Display auf.
Desweiteren sind Datenhandschuhe bekannt, u. a. aus der DE 103 14 973 AI. Derartige Handschuhe sind mit Sensoren bestückt, um die Lage und Stellung der im Datenhandschuh befindlichen Hand des Benutzers im Raum festzustellen. Die Ermittlung der Krümmung der Finger erfolgt dabei durch verformungsabhängige elektrische Widerstände. Die
Fingerspreizung wird ermittelt. Es werden Signale durch Kontaktschlüsse generiert. Kraftsensoren ermitteln Drücke auf Oberflächen. Beschleunigungssensoren ermitteln
Handbewegungen. Gemäß einer Ausführungsform der
DE 103 14 973 AI werden auch Sensoren direkt auf die Hand geklebt, um die Lage der Hand im Raum zu bestimmen. Letztendlich soll noch auf das Gerät für eine Sprach- und Fernkommunikat ionsmöglichkeit für Gehörlose gemäß
DE 20 2012 010 610 Ul verwiesen werden, das über eine handschuhförmige Sender- und Empfängertastatur verfügt, bei der auf der äußeren Oberfläche die Tasten einer Tastatur angeordnet sind, die von hier betätigt werden, und auf der inneren Seite Elektroden, welche Impulse empfangen und an der Handhaut weiterleiten, angebracht worden sind.
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.
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.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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.
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.
Zwei Fingerflächen mit Tastenfunktion pro Fingerglied einer Hand liefern 24 Tastenfunktionen.
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.
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 . Für die Ermittlung der Daumenstellung wird eine am
untersten Daumenglied angeordnete Sensorik genutzt, die mindestens den Abspreizungswinkel ( a ) zur Mittelhand und die Daumenkrümmung ermittelt.
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 .
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 ( a ) des
Daumens .
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.
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. 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
Berührungssensori k, die die Berührung der Daumenkuppe mit einer Fingerfläche erfasst,
eine am Daumenglied der selben Hand angeordneten Sensorik zur Ermittlung des Abspreizungswinkels (a) 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.
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.
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. Die Sensorik zur Berührungserfassung verfügt bevorzugt über vier Signalisierungspunkte : im oberen und in unteren
Daumenkuppenbereich, daumeninnenseitig und seitlich.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Sensorik auf einem einheitlichen technischen Prinzip arbeitet, z.B. kapazitiv.
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 .
Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Hand mit Sensorik,
Fig. 2 Fingerflächen mit Tastenfunktionen,
Fig. 3 die Sensorik im Detail und
Fig. 4 ein Blockschaltbild zur Signalauswertung.
Fig. 1 zeigt eine Hand 1 mit Fingern 2 und einem Daumen 3. Fingerflächen 4 ist eine Tastenfunktion fiktiv zugeordnet, wobei zur Erfassung und Wiedererkennung der Tastenfunktion die gespeicherte Daumenstellung bei der Berührung der festgelegten Fingerflächen 4 mit der Daumenkuppe 3.1 dient.
Die Vorrichtung besteht aus einer Sensorik 5, 6, die an das untere Daumenglied 3.3 geklippt ist und einer
Auswerteelektronik 8, die am Handgelenk getragen wird. Die Sensorik 5, 6 und die Auswerteelektronik 8 sind zur
Signalübertragung über eine Verbindung 7 gekoppelt. Die Auswerteelektronik 8 generiert bei der Berührung einer Fingerfläche 4 ein Signal, dass der Tastenfunktion der jeweiligen Fingerfläche 4 entspricht.
In das Armband für die Auswerteelektronik 8 sind
Vibrationsgeber 9 eingearbeitet, über welche ein sensitives Feedback erzeugt wird.
Fig. 2 zeigt Fingerflächen 4.1 - 4.n, denen Tastenfunktionen zugeordnet sind. Als Fingerflächen 4.1 -4.n werden vor allem Bereiche zwischen den Gelenken der Finger 2 genutzt, die von der Daumenkuppe 3.1 derselben Hand gut erreichbar sind und sich sensitiv in Bezug auf die
Daumenstellung gut unterscheiden.
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.
Die einprogrammierte Funktionszuordnung der „Tasten" sollte möglichst spiegelbildlich von der einer Handytastatur übernommen werden.
Fig. 3 zeigt, dass die Sensorik 5, 6 zweiteilig ausgeführt ist: ein Teil, dessen Position konstant ist mit der
Sensorik 6 zur Ermittlung der Daumenstellung und ein vor diesem liegenden Teil, welches im Anwendungsfall nach vorne gezogen und kappenartig über die Daumenkuppe gestülpt wird und mit der Berührungssensorik 5 ausgerüstet ist. Beide Teile sind über einen elastischen Steg 11 miteinander verbunden . Folgende Größen werden sensorisch erfasst:
- Daumenspreizung gegenüber der Mittelhand
- Winkel des unteren Daumengliedes 3.3 gegenüber dem
Daumenballen 3.4,
- Winkel der Daumenkuppe 3.1 gegenüber dem unteren
Daumenglied 3.3 und
- Berührungen des oberen, unteren, vorderen und
seitlichen Bereichs der Daumenkuppe durch hier
befindliche Sensoren.
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.
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 .
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. Die sensorische Erfassung der vier Berührungspunkte an der Daumenkuppe 3.1 kann kapazitiv oder drucksensitiv erfolgen. Eine Sensorik auf kapazitiver Basis hat die Vorteile, dass für die gesamte Sensorik eine einheitliche Technologie verwendet werden kann, dass sich entsprechende Litzen gut in den flachen flexiblen Sensorträger einarbeiten lassen und dass auch Berührungszwischenbereiche erkannt werden können .
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.
Fig. 4 zeigt die analoge Signalaufbereitung der
Sensorsignale. Diese sieht im Wesentlichen eine Verstärkung (ca. 46 db) , eine Filterung zur Unterdrückung von
Fremdsignalen und eine Gleichrichtung vor. Die im
Voltbereich liegenden Ausgangssignale werden dann zur weiteren Verarbeitung auf der Softwareebene einem
Mikroprozessor zugeführt.
Die Auswertung der Sensorsignale erfolgt auf der
Softwareebene. In der Kernsoftware wird aus den
Signalamplituden die Daumenstellung und der Berührungspunkt der Daumenkuppe 3.1 ermittelt und durch Abfrage einer Liste die der „Taste" zugeordnete Funktion aufgerufen und
dargestellt. Zusätzlich wird ein sensitives Feedback aktiviert . 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 .
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.
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 .
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. Bezugs zeichenliste
1 Hand
2 Finger
3 Daumen
3.1 Daumenkuppe
3.2 mittleres Daumengelenk
3.3 Daumenglied
3.4 Daumenballen
4 Fingerfläche, der eine Tastenfunktion zugeteilt ist z. B. Buchstabe A
5 Berührungssensorik
6 Sensorik zur Ermittlung der Daumenstellung
7 Verbindung zur Auswerteelektronik
8 Auswertelektronik
9 Vibrationsgeber
10 Display
11 Steg

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Eingabe von Daten in eine
Kommunikationseinrichtung und/oder in einen
auslesbaren Speicher, bei dem
Fingerflächen (4.1 - 4.n) mindestens eine
Tastenfunktion fiktiv zugeordnet wird und zur
Erfassung und Wiedererkennung der jeweiligen
Tastenfunktion die Daumenstellung bei der Berührung der jeweiligen Fingerfläche (4.1 - 4.n) mit der
Daumenkuppe (3.1) erfasst und gespeichert wird, so dass bei jeder erneuten Berührung einer Fingerfläche (4) mit der Daumenkuppe (3.1) durch eine
Auswerteelektronik (8) für die dabei sensorisch erfasste Daumenstellung ein Signal generiert wird, dass der Tastenfunktion der jeweiligen Fingerfläche (4) entspricht und dieses Signal mindestens einer Kommunikationseinrichtung oder einem auslesbaren
Speicher zugeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührung einer Fingerfläche (4) durch eine
Berührungssensorik (5) erfasst wird, die auf der Daumenkuppe (3.1) angeordnet wird und die vorzugsweise an vier Punkten: oben an der Daumenkuppe, beim
Gelenkübergang, daumenkuppeninnenseitig und seitlich an der Daumenkuppe Signale generiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Daumenstellung eine am Daumenglied (3.3) angeordnete Sensorik (6) mindestens den
Abspreizungswinkel (et) zur Mittelhand und die
Daumenkrümmung erfasst.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
Fingerflächen (4) mehrere Tastenfunktionen zugeordnet sind, wobei die Auswahl der gewünschten Funktion durch die Anzahl aufeinanderfolgender oder gleichzeitiger Berührungen getroffen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrufen einer Tastenfunktion durch ein Signal angezeigt wird, vorzugsweise durch ein Display (10) an der Hand oder dem Handgelenk und/oder durch einen oder mehrere an der Hand oder dem Handgelenk angeordnete Vibrationsgeber (9) und/oder durch ein akustisches Signal .
6. Vorrichtung zur Eingabe von Daten in eine
Kommunikationseinrichtung und/oder in einen
auslesbaren Speicher bei der Fingerflächen (4) einer Hand mindestens eine Tastenfunktion fiktiv zugeordnet ist und zur Erfassung und Wiedererkennung der
Tastenfunktion die gespeicherte Daumenstellung bei der Berührung der festgelegten Fingerflächen (4) mit der Daumenkuppe (3.1) der Hand dient, mit einer an der Daumenkuppe (3.1) der Hand angeordneten Berührungssensorik (5), die die Berührung der
Daumenkuppe (3.1) mit einer Fingerfläche (4) erfasst, einer am Daumenglied (3.3) der selben Hand
angeordneten Sensorik (6) zur Ermittlung des
Abspreizungswinkels (a) des Daumens (3) zur Mittelhand und der Krümmung des Daumens (3) und mit einer Auswerteelektronik (8), der die Signale der Sensorik (5, 6) übermittelbar sind und die daraus die aufgerufene Tastenfunktion generiert und veranlasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (6) ringartig oder clipartig mindestens das Daumenglied (3.3) umfasst, die Sensorik (5) für die Berührung als Kappe ausgebildet ist, die mit der Sensorik (6) für die Daumenstellung über einen elastischen Steg (11) verbunden ist und die Steglänge so verlängerbar ist, dass die Kappe auf die
Daumenkuppe (3.1) aufsetzbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (11) elastisch ausdehnbar ist, oder durch teleskopartiges, scherenförmiges , ziehharmonikaartiges oder spiralförmiges Auseinanderziehen von Steggliedern oder entsprechend geformten Stegen verlängerbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, dass der Steg (11) außen auf dem Daumen (3) aufliegt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (5) zur Berührungserfassung über
vorzugsweise vier Signalisierungspunkte verfügt: im oberen und in unteren Daumenkuppenbereich,
daumeninnenseitig und seitlich.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoriken (5, 6) auf der Grundlage einer
einheitlichen Technologie arbeiten, vorzugsweise auf kapazitiver Grundlage.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (8) ähnlich einer Armbanduhr am Handgelenk angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (8) über ein Display (10) zur Anzeige der aufgerufenen Tastenfunktion verfügt und/oder über Vibrationsgeber (9) und/oder über einen akustischen Signalgeber zur Signalisierung von aufgerufenen Tastenfunktionenen .
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