DE10253144A1

DE10253144A1 - Manuell gesteuerte Einrichtung zur Bewegung eines Cursors

Info

Publication number: DE10253144A1
Application number: DE10253144A
Authority: DE
Inventors: Robert G Kraynak
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2003-06-12
Also published as: US6724367B2; US20030095100A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Steuerung der Position eines Cursors auf dem Display eines Computers umfasst ein erstes zylindrisches Bauteil und ein zweites zylindrisches Bauteil, welches konzentrisch mit dem ersten zylindrischen Bauteil zusammenwirkt und für eine relative Rotationsbewegung und eine relative Translationsbewegung mit diesem verbunden ist. Ein Detektor ist vorgesehen, um diese Relativbewegung zu detektieren und um Signale, die für die Relativbewegung repräsentativ sind, an einen Computer zu liefern, um die Position eines Cursors auf dem Display zu steuern. Diese Vorrichtung ist besonders für eine Verwendung an einem Fahrzeug, das einen Bordcomputer aufweist, geeignet und könnte beispielsweise an der Lenksäule des Fahrzeugs befestigt sein.

Description

Diese Erfindung betrifft eine manuell gesteuerte Einrichtung zur Erzeugung eines mehrdimensionalen Datensatzes zur Eingabe in einen Computer und insbesondere eine Einrichtung zur Positionierung eines Cursors auf einem Display eines Bordcomputers, der in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist.
Die Maus eines Computers ist eine hinlänglich bekannte Einrichtung, die in Verbindung mit einem Computer zur Steuerung einer mehrdirektionalen Bewegung eines Cursors verwendet wird, der auf dem Bildschirm oder dem Display des Computers angezeigt ist. In der Mitte der Bodenfläche der Maus ist ein Loch angeordnet, durch das sich ein Abschnitt der Unterseite einer mit einer Gummioberfläche versehenen Stahlkugel erstreckt. Üblicherweise ist ein Mauspad vorgesehen, das typischerweise ein Pad aus einem geschlossenporigen Schaumgummi ist, das mit einem geeigneten Stoff überzogen ist. Pads mit geringer Reibung an der Bodenfläche der Maus gleiten leicht über den Stoff, aber die Kugel rollt, anstatt zu rutschen, wenn die Maus bewegt wird.
Im Inneren der Maus gibt es Rollen oder Räder, welche die Kugel kontaktieren und deren Rotation in elektrische Signale umwandeln, welche orthogonale Komponenten der Mausbewegung darstellen. Diese Signale werden in den Computer eingekoppelt, in dem eine Software auf die Signale reagiert, um die X- und Y-Koordinaten der bestehenden Position des Cursors auf dem Display entsprechend der Mausbewegung zu ändern. Der Benutzer bewegt die Maus wie erforderlich, um den Cursor an einer gewünschten Stelle oder Position zu positionieren.
An der Maus sind typischerweise eine oder mehrere Tasten oder Schalter angeordnet, die durch die Person, welche die Maus benutzt, betätigt werden. Eine Aktivierung dieser Schalter liefert Signale an den Computer und befiehlt ihm, eine bestimmte Funktion auszuführen, die oft mit der Stelle oder Position des Cursors auf dem Schirm in Beziehung steht. Das heißt, nachdem der Cursor an einer gewünschten Stelle auf dem Display positioniert worden ist, kann eine oder können mehrere der Tasten/Schalter aktiviert werden, wodurch ein Befehl an den Computer gegeben wird, eine Handlung auszuführen, deren Natur durch die Software des Computers definiert ist. Es ist nicht unüblich, dass die Maus einen ersten Schalter aufweist, um ein Signal zur Durchführung einer Funktion, die mit der Position des Cursors zusammenhängt, an den Computer zu liefern, und einen zweiten Schalter aufweist, um dem Computer zu befehlen, eine Aufgabe auszuführen, die nicht mit dem Ort des Cursors zusammenhängt.
In den letzten Jahren hat es einen Anstieg in der Anzahl von Anwendungen gegeben, die den Einbau eines Computers und eines zugeordneten Monitors oder Displays in einem Kraftfahrzeug (z. B. einem Automobil, Laster, etc.) erfordern. Üblicherweise bedient der Fahrer des Kraftfahrzeugs den Bordcomputer. Da die herkömmliche Maus für eine horizontale Bewegung über das Mauspad ausgelegt ist, ist es einzusehen, dass dieser traditionelle Ansatz für eine Fahrzeug- oder Automobilumgebung nicht geeignet ist.
Eine Alternative zu der herkömmlichen Maus ist eine Einrichtung, die sich Trackball nennt. Ein Trackball erfüllt die gleiche Funktion wie eine Maus bezüglich des Computers; ein Trackball ist jedoch eine im Wesentlichen stationäre Einrichtung, die mit einer Kugel ausgerüstet ist, die für eine volle Rotationsbewegung in einer Lagerfassung gelagert ist. Ein Abschnitt der Kugel liegt frei, um eine Rotation der Kugel in ihrem Lager durch den Daumen, die Finger oder die Handfläche des Benutzers zu ermöglichen. Wie im Falle der Maus bietet sich unglücklicherweise auch der Trackball nicht für eine Verwendung durch den Fahrer eines Fahrzeugs an, da es hierfür zumindest erforderlich wäre, dass der Fahrer zumindest eine Hand aus der Umgebung des Lenkrades entfernt.
Angesichts des voranstehenden ist es einzusehen, dass es wünschenswert ist, eine einfache, kompakte Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Cursors auf einem Display oder Monitors eines Bordcomputers eines Fahrzeugs zu schaffen, die durch den Fahrer des Fahrzeugs leicht zugänglich und bedienbar ist. Weitere wünschenswerte Merkmale werden dem Fachmann aus dem voranstehenden Hintergrund der Erfindung und der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten beispielhaften Ausführungsform und aus den beigefügten Ansprüchen offenbar.
Gemäß der Lehre der vorliegenden Erindung ist eine Vorrichtung zur Steuerung der Position eines Cursors auf einem Display eines Computers vorgesehen, wobei die Vorrichtung ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil aufweist, das konzentrisch mit dem ersten Bauteil zusammenwirkt und für eine Relativbewegung einer ersten Art und einer zweiten Art an dem ersten Bauteil mit diesem verbunden ist. Ein Detektor ist angekoppelt, um die erste und zweite Art der Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil zu detektieren, und erzeugt ein erstes und ein zweites Signal, das entsprechend mit der ersten und der zweiten Art der Bewegung in Bezug steht.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen:
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung eines herkömmlichen Computersystems;
Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht der erfindungsgemäßen Cursorsteuerungseinrichtung;
Fig. 3 ist eine Explosionsansicht der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Cursorsteuerungseinrichtung;
Fig. 4 stellt einen Abschnitt der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Einrichtung zur Cursorpositionierung dar, der eine Anordnung mit aufschnappbarer Kugel zeigt; und
Fig. 5 ist eine Draufsicht, die den Einbau der erfindungsgemäßen Cursorsteuerungseinrichtung an der Lenksäule eines Automobils zeigt.
Die folgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erindung ist hauptsächlich beispielhafter Natur und soll die Erfindung oder die Anwendung oder Verwendung der Erindung nicht beschränken.
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung eines herkömmlichen Personalcomputersystems 10. Es weist einen Computer 12, eine Tastatur 14 und einen Monitor 16 mit einem Display 18 auf. Das System weist ferner eine Maus 20 auf, die auf einem Mauspad 22 bewegt wird, um einen Cursor 28 auf dem Monitordisplay 18 zu bewegen. Wie oben beschrieben wurde, wird eine im Inneren des Körpers der Maus 20 untergebrachte Kugel (nicht gezeigt) veranlasst, über die Oberfläche des Mauspads 22 zu rollen. Sensoren im Inneren der Maus 20 wandeln die Rotation der Kugel in orthogonale Komponenten der Bewegung der Maus um. Diese Positioniersignale werden dem Computer 12 zugeführt, in dem eine auf die Signale reagierende Software die X- und Y-Koordinaten des auf dem Displayschirm 18 des Monitors erscheinenden Cursors 28 verändert. Die Maus 20 ist außerdem mit einem ersten und zweiten Taster oder Schalter 24 und 26 versehen, die bei ihrer Aktivierung den Computer 12 anweisen, eine bestimmte Funktion auszuführen, die sich auf den Ort oder die Position des Cursors 28 beziehen kann.
Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung zur Steuerung der Position eines Cursors auf dem Displayschirm eines Computers gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung, und Fig. 3 ist eine Explosionsansicht der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung. Auf Fig. 2 und Fig. 3 bezugnehmend kann man sehen, dass die erfindungsgemäße Cursorsteuerungseinrichtung ein erstes (vorzugsweise zylindrisches) Mauspadbauteil 30 mit einer Mauspadoberfläche 36 und ein zweites (vorzugsweise zylindrisches) Greifbauteil 32 aufweist, das eine sich durch das Bauteil 32 erstreckende zentrale Öffnung 34 aufweist und mehrere Nuten 33 aufweist, um das Zugreifen zu erleichtern, wenn beispielsweise der Fahrer Handschuhe trägt. Das Bauteil 30 wirkt als ein Mauspad mit einer Padoberfläche 36 und ist in der Öffnung 34 derart aufgenommen, dass das Greifbauteil 32 zu einer relativen Translationsbewegung bezüglich der Oberfläche 36, wie durch den Pfeil 38 angedeutet ist, und zu einer relativen Rotationsbewegung bezüglich der Oberfläche 36, wie durch den Pfeil 40 angedeutet ist, fähig ist. Die Translationsbewegung des Greifbauteils 32 ist in der Nähe des rechten Endes des Mauspads 30 durch einen Schnappring 42 begrenzt, der in einer Nut 44 ruht. Links ist die Translationsbewegung des Bauteils 32 auf ähnliche Weise durch einen Schnappring 46 beschränkt. Ein Haltebauteil oder Schaft 48 ist an dem Bauteil 30 befestigt und kann verwendet werden, um die Bauteile 30 und 32 an einer gewünschten Stelle zu positionieren oder anzubringen, beispielsweise an der Lenksäule eines Fahrzeugs (z. B. eines Automobils). Wie man sehen kann, ist ein Kabel 50 im Inneren des Schafts 48 aufgenommen und so eingebaut, dass es Signale von den Schaltern, die mit den Bauteilen 30 und 32 verbunden sind, an einen Computer überträgt, wie nachfolgend beschrieben wird. Falls gewünscht, kann jedoch auch eine drahtlose Übertragung zwischen der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Cursorpositioniervorrichtung vorgesehen werden. Darüber hinaus sollte es klar sein, dass, obwohl das Mauspad 30 und das Greifbauteil 32 grundsätzlich oder als im Wesentlichen zylindrisch gezeigt wurden, sie jede geeignete Form annehmen können, welche für die gewünschte relative Translations- und Rotationsbewegung sorgen würde.
Wie zuvor bemerkt wurde, weist die Maus typischerweise einen oder mehr Taster oder Schalter auf, die durch die Person, welche die Maus verwendet, betätigt werden können. Solche Schalter sind in Fig. 2 und Fig. 3 bei 52 und 54 gezeigt. Eine Aktivierung dieser Schalter liefert über das Kabel 50 Signale an den Computer und weist ihn auf diese Weise an, eine bestimmte Funktion auszuführen, die mit dem Ort oder der Position des Cursors in Beziehung stehen kann, jedoch nicht muss.
Wie oben beschrieben wurde, weisen herkömmliche manuelle Einrichtungen zur Positionierung eines Cursors auf einem Display üblicherweise einen Detektor auf, der eine Kugel und Rollen oder Räder aufweisen kann, welche die Kugel kontaktieren und deren Rotation in elektrische Signale umwandeln, die orthogonale Komponenten der Bewegung der Maus darstellen. Diese Signale werden dann dem Computer zugeführt, in dem eine darin vorhandene Software auf die Signale reagiert, um die X- und Y- Koordinaten der bestehenden Position des Cursors auf dem Display entsprechend der Bewegung der Maus zu verändern. Wie Fig. 4 zeigt, ist das Greifbauteil 32 mit einem Aufschnappabschnitt 56 versehen, der beispielsweise durch ein Außengewindebauteil 58, das durch eine Öffnung 60 an dem Aufschnappabschnitt 56 hindurchreicht und mit einer Innengewindeöffnung 62 in dem Bauteil 32 in Schraubverbindung steht, an dem Bauteil 32 befestigt werden kann. Eine allgemein bei 64 gezeigte Detektoranordnung weist eine Kugel 66 und Sensoren 68 auf. Die Sensoren 68 sind mit dem Kabel 50 verbunden, um dem Computer die oben genannten orthogonalen Signale zu liefern.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Position eines Cursors auf einem Display wird nun ausführlicher beschrieben. In Figur " 5 kann man sehen, dass die erfindungsgemäße Cursorsteuerungsvorrichtung 70 bequem an der Lenksäule 72 eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Automobils, befestigt werden kann. Der (nicht gezeigte) Bordcomputer kann einen Standardmonitor/-display oder, falls gewünscht, ein wiederkonfigurierbares Head-up-Display aufweisen, das in eine Windschutzscheibe 74 des Fahrzeugs eingebaut ist.
Um die Position eines Cursors auf dem Display zu verändern, betätigt der Bediener das verdrehbare Greifbauteil 32 sowohl translational als auch rotatorisch an dem Bauteil 36 derart, dass die Kugel 66, die in Kontakt mit der Oberfläche 36 steht, darüber rollt. Die Rollbewegung der Kugel 66 auf der Mauspadoberfläche 36 wird durch die Sensoren 68 detektiert, welche die Bewegung der Kugel in ein erstes und ein zweites orthogonales Signal umwandeln, die dann an den Bordcomputer gesandt werden. Zum Beispiel kann die Translationsbewegung des Bauteils 32 an dem Bauteil 30 zu einer Bewegung eines Cursors entlang einer X- oder horizontalen Achse führen. Eine Rotationsbewegung des Bauteils 32 an dem Bauteil 30 kann jedoch zu einer Bewegung des Cursors entlang einer Y-Achse oder in vertikaler Richtung führen. In der Praxis wird die Bewegung natürlich eine Kombination von lateraler Bewegung und Rotationsbewegung sein; die Sensoren 68 wandeln eine derartige Bewegung jedoch in Signale um, welche die orthogonalen Komponenten darstellen, die dann von der Computersoftware verwendet werden, um die Position des Cursors zu verändern.
Aus der voranstehenden Beschreibung geht hervor, dass eine Vorrichtung zur manuellen Steuerung der Bewegung eines Cursors auf einem Display geschaffen wurde, die besonders für eine Verwendung in einem Fahrzeug oder in einer Fahrzeugumgebung geeignet ist. Während die bevorzugte beispielhafte Ausführungsform in der voranstehenden detaillierten Beschreibung dargestellt wurde, ist offensichtlich, dass eine große Anzahl von Variationen in den Ausführungsformen existiert. Es ist außerdem offensichtlich, dass diese bevorzugte Ausführungsform lediglich ein Beispiel ist und nicht dazu dienen soll, den Rahmen, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr liefert die voranstehende detaillierte Beschreibung dem Fachmann eine bequeme Anleitung zum Einbau einer bevorzugten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Es sollte verstanden sein, dass verschiedene Veränderungen an der Funktion und der Anordnung der in der beispielhaften bevorzugten Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche vorgegeben ist.
Zusammengefasst betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung der Position eines Cursors auf dem Display eines Computers, die ein erstes zylindrisches Bauteil und ein zweites zylindrisches Bauteil umfasst, welches konzentrisch mit dem ersten zylindrischen Bauteil zusammenwirkt und für eine relative Rotationsbewegung und eine relative Translationsbewegung mit diesem verbunden ist. Ein Detektor ist vorgesehen, um diese Relativbewegung zu detektieren und um Signale, die für die Relativbewegung repräsentativ sind, an einen Computer zu liefern, um die Position eines Cursors auf dem Display zu steuern. Die Vorrichtung ist besonders für eine Verwendung an einem Fahrzeug, das einen Bordcomputer aufweist, geeignet und könnte beispielsweise an der Lenksäule des Fahrzeugs befestigt sein.

Claims

1. Vorrichtung (70) zur Steuerung der Position eines Cursors auf einem Display eines Computers, umfassend:
ein erstes Bauteil (30);
ein zweites Bauteil (32), das konzentrisch mit dem ersten Bauteil (30) in Eingriff steht und für eine erste Art von Relativbewegung und eine zweite Art von Relativbewegung mit diesem verbunden ist;
einen angeschlossenen Detektor (30) zum Detektieren der ersten Art von Relativbewegung und der zweiten Art von Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil (30) und dem zweiten Bauteil (32) und zur Erzeugung eines ersten und zweiten Signals in Ansprechen darauf.

2. Vorrichtung (70) nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegung der ersten Art translational ist.

3. Vorrichtung (70) nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegung der zweiten Art rotational ist.

4. Vorrichtung (70) nach Anspruch 1, wobei das erste Signal und das zweite Signal zur Steuerung der Position des Cursors in den Computer eingekoppelt werden.

5. Vorrichtung (70) nach Anspruch 1, wobei das erste Bauteil (30) im Wesentlichen zylindrisch und das zweite Bauteil (32) im Wesentlichen zylindrisch ist.

6. Vorrichtung (70) nach Anspruch 1, ferner zumindest einen ersten Schalter (52) umfassend, der mit dem zweiten Bauteil (32) verbunden ist und der bei seiner Aktivierung den Computer anweist, eine erste Funktion auszuführen.

7. Vorrichtung (70) nach Anspruch 6, ferner einen zweiten Schalter (54) umfassend, der mit dem zweiten Bauteil (32) verbunden ist und der bei seiner Aktivierung den Computer anweist, eine zweite Funktion auszuführen.

8. Vorrichtung (70) nach Anspruch 6, wobei die erste Funktion mit der Position des Cursors in Beziehung steht.

9. Vorrichtung (70) nach Anspruch 1, wobei der Computer und das Display Komponenten eines Bordcomputersystems sind, das in einem Automobil mit einer Lenksäule (72) eingebaut ist.

10. Vorrichtung (70) nach Anspruch 1, wobei das erste Bauteil (30) an der Lenksäule (72) befestigt ist.

11. Vorrichtung (70) zur Steuerung der Position eines Cursors auf einem Display eines Bordcomputers, der in einem Fahrzeug mit einer Lenkanordnung (72) eingebaut ist, umfassend:
ein erstes Bauteil (30), das mechanisch mit der Lenkanordnung (72) verbunden ist;
ein zweites Bauteil (32), das konzentrisch mit dem ersten Bauteil (30) in Eingriff steht und für eine Bewegung einer ersten Art und einer Bewegung einer zweiten Art mit diesem verbunden ist;
einen angeschlossenen Detektor zur Detektion einer relativen Bewegung der ersten und zweiten Art zwischen dem ersten Bauteil (30) und dem zweiten Bauteil (32) und zur Erzeugung eines ersten und zweiten Signals, das jeweils der Relativbewegung der ersten und zweiten Art entspricht, wobei das erste und zweite Signal zur Steuerung der Position des Cursors auf dem Display in den Computer eingekoppelt werden; und
zumindest einen ersten Schalter (52), der mit dem zweiten Bauteil (32) verbunden ist und der bei seiner Aktivierung den Computer anweist, eine erste Funktion auszuführen, die mit der Position des Cursors in Beziehung steht.

12. Vorrichtung (70) nach Anspruch 11, wobei das erste und zweite Bauteil (30, 32) im Wesentlichen zylindrisch sind.

13. Vorrichtung (70) nach Anspruch 11, wobei die erste Relativbewegung translational und die zweite Relativbewegung rotatorisch ist.

14. Vorrichtung (70) nach Anspruch 11, ferner zumindest einen zweiten Schalter (54) umfassend, der mit dem zweiten Bauteil (32) verbunden ist und der bei seiner Aktivierung den Computer anweist, eine zweite Funktion auszuführen.