DE102004044842A1

DE102004044842A1 - Ergonomic control unit for replacing the mouse and keyboard of a data processing system has finger and thumb operating fields as well as an arm support

Info

Publication number: DE102004044842A1
Application number: DE200410044842
Authority: DE
Inventors: Michael Abel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2006-03-30

Abstract

Ergonomic control unit for data processing systems is intended to completely replace the mouse and keyboard and comprises a hand unit, with an arm support, connection unit, thumb operating field, finger unit, displacement sensor and fastening. The unit is ergonomically designed so that, for example, the wrist does not have to be moved during operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein ergonomisches Steuerunsgerät für Datenverarbeitungsanlagen.The The invention relates to an ergonomic control device for data processing systems.

Es existiert eine Vielzahl von Steuerungs- und Eingabegeräten, welche allein oder in Kombinationen zu Steueraufgaben an Datenverarbeitungsanlagen (DV) eingesetzt werden können. Einige dieser Steuer- und Eingabegeräte haben eine Tastatur mit einer Vielzahl von Tasten und die Möglichkeit gleichzeitig eine oder mehrere Positionsteuerungen zu übernehmen. Der dem Erfinder bekannte Stand der Technik kann folgenden Schriften entnommen werden:

DE20200458 : Multifunktionale Tastatur mit kombinierter Maus.
DE3419422 : Integriertes Positionier- und Dateneingabegerät.
EP0752639A1 : Chordic keyboard with integral Mouse
DE29723047 : Bewegliche Tastaturhälften mit Maus Funktionalität
DE9319422 : PC-Keyboard/Maus Kombination mit 9 Tasten Maus.

There are a variety of control and input devices that can be used alone or in combinations to control tasks on data processing systems (DV). Some of these control and input devices have a keyboard with a variety of buttons and the ability to simultaneously take one or more position controls. The prior art known to the inventor can be found in the following documents:

DE20200458 : Multifunctional keyboard with combined mouse.
DE3419422 : Integrated positioning and data input device.
EP0752639A1 : Chordic keyboard with integral mouse
DE29723047 : Mobile keyboard halves with mouse functionality
DE9319422 : PC keyboard / mouse combination with 9 buttons mouse.

Allen diesen Lösungen ist gemeinsam, dass durch unnatürliche und überflüssige Bewegungen, sowie durch Fehlstellungen und hubbehaftete Tasten bei langanhaltender Benutzung gesundheitliche Probleme und Ermüdungserscheinungen auftreten können.all these solutions is common that through unnatural and superfluous movements, as well due to misalignments and jerky keys on long-lasting Use of health problems and signs of fatigue occur can.

Problemstellungproblem

Für die lange und andauernde Bedienung von DV werden Steuergeräte benötigt, welche das gesundheitliche Risiko, das durch die Bedienung entsteht, minimieren, sowie Ermüdungserscheinungen vorbeugen und so das Risiko einer Berufskrankeit vermindern. Viele zum Stand der Technik gehörenden Steuer- und Bediengeräte versuchen dem Risiko von Erkrankungen, welche durch die Bedienung entstehen können, vorzubeugen. Dabei wurde jedoch noch kein Optimum erzielt. Kein zum Stand der Technik gehörendes Steuergerät vermag ausreichenden Bedienumfang für komplexe, zu steuernde Geräte zur Verfügung zu stellen und gleichzeitig die Handgelenke, Fingergelenke, Arm- und Schultermuskulatur, die Sehnenscheiden der Handgelenke, sowie den Ellenbogen usw. zu schonen.For the long and continuous operation of DV controllers are needed, which is the health Minimize the risk of operation and prevent fatigue and thus reduce the risk of a professional illness. Many to the stand belonging to the technology Control and operating devices try the risk of illness caused by the operation can arise submissions. However, no optimum was achieved yet. No belonging to the prior art control unit Enables sufficient scope of operation for complex equipment to be controlled put and at the same time the wrists, finger joints, arm and Shoulder muscles, the tendon sheaths of the wrists, as well as the Spare elbows, etc.

Lösungsolution

Dieses Problem wird erfindungsgemäß weitgehend dadurch gelöst,

– dass die Handeinheiten aus je einer Armhalterung, einer Verbindungseinheit, einem Daumenbedienfeld, einem Fingerbedienfeld, einem Verschiebungssensor und einer Befestigung bestehen,
– dass die Handgeleke nicht zur Bedienung bewegt werden müssen,
– dass die Handgelenke in physiologisch nicht belastender Haltung von den Armhalterungen in der Position bezüglich der Arme fixiert werden können,
– dass die Position der Bedienelemente in der Gruppe und die Position der Gruppe dem Benutzer individuell angepasst werden kann,
– und dass die Steuerungsfunktion durch eine Gestiksteuerung erweitert wird.

This problem is solved according to the invention largely by

- that the hand units consist of an arm holder, a connection unit, a thumb control panel, a finger panel, a displacement sensor and an attachment,
- that the wrist must not be moved to operate,
That the wrists can be fixed in a physiologically non-stressing position by the arm mounts in the position with respect to the arms,
That the position of the controls in the group and the position of the group can be customized to the user,
- And that the control function is extended by a gesture control.

Die Erfindung strebt während der Benutzung eine weitgehende Ruhigstellung der Handgelenke an, wodurch das Risiko von z.B. Sehnenscheidenentzündungen vermindert wird. Weiterhin werden die Fingergelenke und Sehnen an den Fingern dadurch geschont, dass Bedienelemente nach Anspruch 14 eingesetzt werden, welche der Benutzer eventuell nach Anspruch 16 und 18 in ihrer Position verändern und so an seine persönlichen Bedürfnisse anpassen kann. Falls dies nicht der Fall ist, sind die Bedienelemente nach Anspruch 15 und 17 (oder zutreffende Kombinationen) während der Herstellung der Erfindung den persönlichen Bedürfnisse des Benutzers angepasst worden. Als Bedienelemente nach Anspruch 14 kommen vorranig el. Berührungssensoren, sowie auch Einstellräder, welche dem Mausrad einer aktuellen Computermaus ähneln, zum Einsatz.The Invention aims during the use of an extensive immobilization of the wrists, whereby the risk of e.g. Tendonitis is reduced. Farther This protects the finger joints and tendons on the fingers, that controls are used according to claim 14, which of the Users may change according to claim 16 and 18 in their position and so to his personal needs can adapt. If this is not the case, the controls are according to claim 15 and 17 (or applicable combinations) during the Production of the invention adapted to the personal needs of the user Service. As controls according to claim 14 vorranig el come. Touch sensors, as well also dials, which are similar to the mouse wheel of a current computer mouse, are used.

Indem die Arme durch die Erfindung gestützt werden, ist kein Kraftaufwand in den Armen und Schultern vonnöten, um die optimale Bedienposition zu erreichen, welche auch vom Benutzer individuell eingestellt werden kann. Die Arme können während der Bedienung an Drehgelenken und Halterungen beweglich gelagert sein. Damit ist die Position des Bedieners nicht genau festgelegt, so kann der Bediener durch Körperhaltungsänderungen Haltungsschäden und Ermüdungserscheinungen im Bewegungsapperat vorbeugen.By doing the arms are supported by the invention, is no effort in the arms and shoulders, to achieve the optimum operating position, which also by the user can be adjusted individually. The arms can be turned on swivel joints during operation and mounts to be movably mounted. This is the position the operator is not specified, so the operator can Posture changes postural and signs of fatigue in the Bewegungsapperat prevent.

Die Anzahl von Berührungssensoren und anderen Bedienelementen wurde für die Finger (außer dem Daumen) auf 4-5 pro Finger reduziert. Diese sollen so angeordnet sein, dass die Finger (außer dem Daumen) keine oder nur minimale seitlichen Abduktions- und Aduktionsbewegungen (Spreizen der Finger) ausführen müssen. Durch die Vermeidung dieser Bewegungen werden u.a. auch die Fingergeleke geschont, was vor allem bei Rheumaerkrankungen des Benutzers von Vorteil ist.The Number of touch sensors and other controls was designed for the fingers (except the Thumb) reduced to 4-5 per finger. These should be arranged in this way be that the fingers (except the thumb) no or only minimal lateral abduction and Aduktionsbewegungen (Spread your fingers) have to. By avoiding these movements, u.a. spares the finger gel, which is especially beneficial for rheumatic diseases of the user.

Eine Sonderstellung in Position und Anordnung der Bedienelemente wurde für den Daumen gewählt, da er eine besondere anatomische Stellung unter den Fingern einnimmt.A special position in position and arrangement of the controls was for the thumb ge chooses because he occupies a special anatomical position under the fingers.

Um analoge Signale steuern zu können, werden an den Armhalterungen befestigte Verschiebungssensoren eingesetzt, welche die horizontale Verschiebung der Arme oder eine von den Armen aufgebrachte Kraft in horizontaler Richtung messen. So kann jeder Arm z.B. die Funktion einer Computermaus oder eines Joysticks übernehmen. Die Hände müssen nach Anspruch 4 durch den Aufbau der Erfindung nicht über einem Tastenfeld hinweg bewegt werden, sondern die Position der Finger bleibt relativ zu der zum jeweiligen Finger passenden Bedienelementgruppe erhalten. Dadurch, dass die Verschiebungssensoren und die Bedienelemente wie beschrieben mit den Armen mitbewegt werden, entfallen alle anstrengenden und zeitraubenden Bewegungen, die eventuell im Umgang mit verschiedenen Bediengeräten, welche anstelle der Erfindung benutzt werden und die gleiche Funktionalität bereitstellen würden, nötig wären.Around to be able to control analogue signals are used attached to the arm mounts displacement sensors, which is the horizontal displacement of the arms or one of the arms Measure force in horizontal direction. Thus, each arm may e.g. the Take over the function of a computer mouse or a joystick. The hands have to go Claim 4 by the structure of the invention not over a keypad be moved, but the position of the fingers remains relative to the matching to the respective finger control element group received. Because the displacement sensors and controls like described with the arms be moved, eliminates all the strenuous and time-consuming movements that may be involved in dealing with different ones Operating units, which would be used instead of the invention and would provide the same functionality would be necessary.

Da die Anzahl von zur Verfügung stehenden Berührungssensoren zu gering ist um z.B. eine MF-II Tastatur zu ersetzen, wird nach Anspruch 1 eine Gestiksteuerung benutzt. Somit kann z.B. durch eine Geste (z.B. der Verschiebung einer Hand) das Tastenlayout geändert werden oder z.B. durch eine andere Geste mit einer Hand die andere Hand in einen Maus- oder Joystick-Modus „umgeschaltet" werden. Im letzteren Fall würden dann die mit der Maus/Joystick-Hand ausgeführten Verschiebungen in entsprechendende Steuersignale übersetzt und an die DV weitergeleitet werden.There the number of available standing touch sensors too low is e.g. replacing an MF-II keyboard is after Claim 1 uses a gesture control. Thus, e.g. by a gesture (e.g., the displacement of a hand) the key layout will be changed or e.g. by another gesture with one hand the other hand in a mouse or joystick mode "in the latter Case would then the displacements carried out with the mouse / joystick hand into corresponding Control signals translated and forwarded to the DV.

Ausführliche Beschreibung eines AusführungsbeispielsFull Description of an embodiment

Es gelten folgende Definitionen:
Aktion: Einmalige Bedienung eines Bedienelementes.
Geste: Kann auch eine Aktion sein, oder eine

– gleichzeitige Ausführung von mehreren Aktionen über einen best. Zeitraum,
– Folge von Aktionen,
– Auslenkung oder Krafteinwirkung an einem Verschiebungssensor mit einem bestimmten Betrag und einer Bestimmten Richtung,
– Folge oder gleichzeitige Ausführung der zuvor genannten Gesten über einen best. Zeitraum.

The following definitions apply:
Action: One-time operation of a control element.
Gesture: Can also be an action, or one

- simultaneous execution of several actions via a best. Period,
- sequence of actions,
Deflection or force on a displacement sensor with a certain amount and direction,
- Consequence or simultaneous execution of the aforementioned gestures via a best. Period.

Für das Ausführungsbeispiel wird zur einfacheren Verständlichkeit davon ausgegangen, dass die bediente DV einem handelsüblichen Personalcomputer ähnelt, der sonst durch eine Computermaus und eine Computertastatur bedient wird. Dies soll jedoch den Anwendungsbereich der Erfindung nicht unnötig einschränken.For the embodiment becomes easier to understand assumed that the operated DV a commercially available Personal computer is similar, otherwise operated by a computer mouse and a computer keyboard becomes. However, this is not the scope of the invention unnecessary limit.

Das nach den Ansprüchen 1 bis 19 beschriebene Steuerungsgerät ist aus folgenden Teilen zusammengesetzt:

1) linke und rechte Handeinheit (HE) Die Handeinheiten sind jeweils aus folgenden Einheiten zusammengesetzt a) Eine Armhalterung (AH) b) Bedienfelder (BF) für Daumen (DBF) und für die restlichen Finger (FBF). c) Eine Filtereinheit (FE) (kann aber auch Teil der SE sein) d) Ein Verschiebungssensor (VS) sowie deren zugehörige Mechanik e) Eine Verbindungseinheit (VBE) f) Eine Befestigung (BE)
2) Systemeinheit (SE)

The control device described according to claims 1 to 19 is composed of the following parts:

1) Left and right hand unit (HE) The hand units are each composed of the following units a) An arm holder (AH) b) Control panels (BF) for thumb (DBF) and for the remaining fingers (FBF). c) A filter unit (FE) (but can also be part of the SE) d) A displacement sensor (VS) and its associated mechanics e) A connection unit (VBE) f) An attachment (BE)
2) System unit (SE)

Die Handeinheit HE stellt die Verbindung zwischen dem Benutzer und der zu steuernden DV her. Die Eingaben des Benutzers werden an der HE getätigt und von dieser in el. Form über einen Datenkanal an die Systemeinheit weitergeleitet.The Hand unit HE provides the connection between the user and the user DV to be controlled. The inputs of the user are made at the HE and from this in el. form over forwarded a data channel to the system unit.

Nach Anspruch 2 können zwei spiegelgleiche HE in linker und rechter Ausführung oder nur die linke oder die rechte Ausführung der HE zum Einsatz kommen. Letzteres ist vor allem dann der Fall, wenn der Benutzer körperlich beeinträchtigt ist und deshalb nur einen Arm für die Bedienung zur Verfügung hat. Der Funktionsumfang wäre dann natürlich gegenüber der zweihändigen Ausführung eingeschränkt, dies ändert jedoch nichts an der vollständigen Ersetzbarkeit von Computermaus und Computertastatur im normalen Betrieb.To Claim 2 can two mirror-inverted HE in left and right execution or only the left or the right version of the HE are used. The latter is especially the case when the user is physically impaired is and therefore only one arm for the service available Has. The functional scope would be then of course across from the two-handed execution limited, but this changes nothing at all Replaceability of computer mouse and computer keyboard in normal Business.

Die HE wird aus je einer AH, einem DBF, einem FBF, einer VS, einer BE und möglicherweise auch aus einer FE und einer SE zusammengesetzt.The HE is made up of one AH, one DBF, one FBF, one VS, one BE and possibly also composed of a FE and an SE.

Die Armhalterung AH (3, 9, 16, 18) soll den Arm (17, 12) locker und verrutschungssicher festhalten. Daher werden Modelle der Unterarme des Benutzers erstellt. Mit deren Hilfe werden eng anliegende, genau passende und eventuell elastische Halterungen hergestellt. Die Form einer Halterung ist in der Art erstellt (siehe auch 1-4), dass im Bereich des Unterarmes ein spiralförmiger Fortsatz (5, 10) entsteht, der den Unterarm spiralförmig umgibt und fast bis zum Ellenbogen reicht. Im Bereich des Handgelenkes geht die spiralförmige Halterung in eine Form über, welche die Handflächen bis ca. zur Mitte der Mittelhandknochen II-V (Ossa metacarpalia II-V) bedeckt. An der Unterseite, im Bereich des Daumens und des Daumenballens, ist die AH weit ausgespart, um dem Daumen volle Bewegungsfreiheit zu ermöglichen. Die Halterung umgibt auch Teile des Handrückens, sowie die Seiten der Hände, bis ca. zur oben genannten Grenze an der Handfläche und ist an dieser so konstruiert, dass das Handgelenk während der Bedienung weitgehend fixiert und somit unbeweglich bleibt. Das Hineinfügen der Hand in die Halterung soll jedoch möglich bleiben. Eventuell können Löcher (6, 11) in der Halterung ausgespart bleiben (beispielhaft in 1, 2 im Bereich der Handaußenseite gezeigt), um eine Belüftung der bedeckten Stellen zu erleichtern und der Schweißbildung entgegen zu wirken.The arm holder AH ( 3 . 9 . 16 . 18 ) should the arm ( 17 . 12 ) hold loose and secure against slipping. Therefore, models of the user's forearms are created. With their help tight-fitting, precisely fitting and possibly elastic mounts are made. The shape of a holder is created in style (see also 1 - 4 ), that in the area of the forearm a spiral extension ( 5 . 10 ), which spirally surrounds the forearm and reaches almost to the elbow. In the area of the wrist, the spiral-shaped support transforms into a form that covers the palms to approximately the middle of the metacarpal bones II-V (Ossa metacarpalia II-V). At the bottom, in the area of the thumb and the thumb bale, the AH is widely recessed to allow the thumb full freedom of movement. The bracket also surrounds parts of the back of the hand, as well as the sides of the hands, until about the above limit on the palm and is at this constructed so that the wrist largely fixed during operation and thus immobile. However, the insertion of the hand into the holder should remain possible. Possibly holes ( 6 . 11 ) remain recessed in the holder (exemplified in 1 . 2 shown in the area of the outside of the hand) in order to facilitate aeration of the covered areas and counteract the formation of perspiration.

Möglich sind auch andere Formen von AH, sofern diese Anspruch 10 oder 11 gerecht werden und sich somit als geeignet erweisen. Möglich wären z.B. auch eine Doppel- oder Dreifachspirale statt der einfachen Spirale oder die Verwendung einer verflochten Konstruktion, welche sich mechanisch verengen kann oder verengen lässt. Im Falle einer Armhalterung, welche sich nicht selbst (durch ihren Aufbau) an die Hand des Benutzers anschmiegen kann, ist die AH mit einer Kupplung (4, 15, 19, 20) an die VBE zu koppelbar zu gestalten. Die Kupplung soll leicht mechanisch zu schließenden und mechanisch oder zusätzlich elektromechanisch zu lösen sein, sowie die AH und die VBE fest und ohne Spiel zusammenkoppeln.Other forms of AH are also possible, provided that they meet the requirements of 10 or 11 and thus prove suitable. It would also be possible, for example, a double or triple spiral instead of the simple spiral or the use of an intertwined construction, which can be narrowed or narrowed mechanically. In the case of an arm holder which can not conform itself (by its construction) to the hand of the user, the AH is equipped with a coupling ( 4 . 15 . 19 . 20 ) to be coupled to the VBE to be coupled. The coupling should be easy to close mechanically and mechanically or additionally electromechanically, as well as couple the AH and the VBE firmly and without play.

Des weiteren kann die AH mit feuchtigkeitsabsorbierendem Material belegt oder beschichtet sein. Außerdem ist sie mit einer oder mehreren Elelektroden (36) ausgestattet, durch welche ein el. Spannungssignal auf die jeweilige Hand aufgebracht wird (siehe BF). Ferner ist auch der el. Anschluss zu nennen, über welchen die AH mit dem an den Elektroden anliegenden Spannungssignal versorgt wird. Falls die AH mit der zuvor genannten Kupplung versehen ist, kann der Anschluss auch mit der Kupplung vereint sein.Furthermore, the AH can be coated or coated with moisture-absorbing material. In addition, it is with one or more Elelektroden ( 36 ), by which an el. voltage signal is applied to the respective hand (see BF). Furthermore, the el. Connection is mentioned, via which the AH is supplied with the voltage applied to the electrodes voltage signal. If the AH is equipped with the aforementioned coupling, the connection can also be combined with the coupling.

Die Bedienfelder BF (1, 2, 7, 8, 13, 14, 21, 22) für Daumen DBF (7) und für die restlichen Finger FBF (8) stellen die Tragekonstruktionen für die Bedienelemente dar. Diese können anpassbar sein. Demnach sind die Bedienfelder mit Befestigungen (23, 24) an die VBE der jeweiligen HE so angebracht, dass diese in Position und Neigung den anatomischen Gegebenheiten und Vorlieben des Benutzers, auch von diesem selbst, angepasst werden können (siehe auch VBE). Unabhängig davon, können je nach Ausführung, die Positionen der Bedienelemente auf den BF den anatomischen Gegebenheiten und Vorlieben des Benutzers, auch von diesem selbst, angepasst werden. Im Falle von nicht anpassbaren Bedienelmenten auf den BF werden die FBF Bedienelemente aus Gründen der Erreichbarkeit in jedem Falle im Finger-Aktionsbereich für den jeweiligen Finger angeordnet. Der Aktionsbereich eines Fingers (kein Daumen) ist der durch Streck-, Beuge-, Auf-, Ab- und eventuell minimale Abduktions- und Aduktionsbewegungen des Fingers von der Fingerkuppe aus erreichbare Bereich. Der Aktionsbereich eines Daumens ist der durch beliebige Bewegungen des Daumens von der Daumenkuppe aus erreichbare Bereich. Im Falle von anpassbaren Bedienelementen ist eine besondere mechanische Vorrichtung vorzusehen, welche die Positionsänderung der Elemente in einem gewissen Bereich in allen Richtungen ermöglicht.The control panels BF ( 1 . 2 . 7 . 8th . 13 . 14 . 21 . 22 ) for thumb DBF ( 7 ) and for the remaining fingers FBF ( 8th ) represent the support structures for the controls. These can be customizable. Accordingly, the control panels with fasteners ( 23 . 24 ) are attached to the VBE of the respective HE in such a way that they can be adapted in position and inclination to the anatomical conditions and preferences of the user, including himself (see also VBE). Irrespective of this, depending on the design, the positions of the operating elements on the BF can be adapted to the anatomical conditions and preferences of the user, including himself. In the case of non-adaptable Bedienelmenten on the BF, the FBF controls are arranged for reasons of accessibility in each case in the finger action area for each finger. The range of action of a finger (not a thumb) is the range reached by extension, flexion, up, and possibly minimal abduction and auction movements of the finger from the fingertip. The area of action of a thumb is the range that can be reached by any movement of the thumb from the tip of the thumb. In the case of customizable controls, a special mechanical device shall be provided which allows the position of the elements to be changed in a certain range in all directions.

Für jeden Finger (außer dem Daumen) als Bedienelemente auf den FBF eine Gruppe von 4 Berührungssensoren (u.a. 39), sowie eine Ruheauflage (u.a. 40) vorgesehen. Zusätzlich kann für manche Finger (außer dem Daumen) eventuell auch Einstellräder (ähnlich dem einer aktuellen Computermaus (Mausrad)) vorgesehen sein, welches so angeordnet sein soll, dass keine Abduktions- und Aduktionsbewegungen ausgeführt werden müssen, um dieses zu bedienen.For each finger (except the thumb) as controls on the FBF a group of 4 touch sensors (including 39 ), as well as a resting pad (ua 40 ) intended. In addition, for some fingers (except the thumb) may also be provided dials (similar to that of a current computer mouse (mouse wheel)), which should be arranged so that no abduction and Aduktionsbewegungen must be performed to operate this.

Für jeden Daumen sind als Bedienelemente auf dem DBF eine Gruppe von 6-9 Berührungssensoren (u.a. 38), sowie eine Ruheauflage (37) und ein Einstellrad (36) (ähnlich dem einer aktuellen Computermaus (Mausrad)) vorgesehen. Die Ruheauflagen können den Fingern als Ruhepositionen in Bedienpausen dienen oder während der Bedienung, falls ein oder mehrere Finger gerade nicht benutzt werden, als Grundposition dienen. 7 und 8 zeigen flach dargestellte Beispielanordnungen für Bedienfelder.For each thumb, a set of 6-9 touch sensors (ia 38 ), as well as a resting pad ( 37 ) and a dial ( 36 ) (similar to that of a current computer mouse (mouse wheel)). The resting pads can serve as resting positions in operating pauses for the fingers or serve as a base position during operation if one or more fingers are not being used. 7 and 8th show flat illustrated example arrangements for panels.

Die Berührungssensoren sind im einfachsten Fall kugelförmig (Durchmesser ca 3mm bis 6 mm) und versehen mit einer leitenden Oberfläche, einer nichtleitenden Befestigung an das jeweilige BF und Kabelanschlüssen mit Verbindungen zur jeweiligen FE. Die Berührungssensoren arbeiten in diesem Ausführungsbeispiel elektrisch. Das an den Berührungssensoren anliegende Spannungssignal wird abgegriffen und an die FE weitergeleitet. Besteht eine Verbindung von den Elektroden auf der AH über den Arm und dessen Finger zu einem Berührungssensor, so ist dies durch die Elektronik in der FE feststellbar. Aus Gründen der Störfestigkeit kann statt einem Gleichspannungs- auch ein Wechselspannungssignal verwendet werden. Dies erhöht natürlich die Anforderungen an die Kabel (z.B. geschirmte Kabel) mit denen das Signal an die FE weitergereicht wird und erfordert einen anderen el. Aufbau der FE.The touch sensors are in the simplest case spherical (Diameter about 3mm to 6mm) and provided with a conductive surface, a non-conductive Attachment to the respective BF and cable connections with connections to the respective FE. The touch sensors work in this embodiment electric. That at the touch sensors applied voltage signal is tapped and forwarded to the FE. Is there a connection from the electrodes on the AH over the Arm and his finger to a touch sensor, this is through the electronics in the FE detectable. For reasons of immunity can instead of a DC voltage also an AC signal can be used. This increases of course the Requirements for the cables (e.g., shielded cables) with which the Signal is passed to the FE and requires another el. structure of the FE.

Die Filtereinheit FE ist als el. Schaltung ausgeführt. Sie erstellt das von den Elektroden auf den AH ausgesandte Spannungssignal und übernimmt die Filterung, Auswertung und Aufbereitung der von den Bedienelementen und der VS empfangenen Signale. Außerdem stellt die FE die aufbereiteten Formen der Signale der SE über einen Datenkanal zur Verfügung. In der FE ist u.a. für jeden Berührungssenor und für jedes andere Bedienelement, sowie für die VS eine entsprechende Teilschaltung vorgesehen, um die beschriebene Funktion zu erfüllen.The filter unit FE is designed as el. Circuit. It creates the voltage signal emitted by the electrodes on the AH and takes over the filtering, evaluation and processing of the signals received from the controls and the VS. In addition, the FE provides the processed forms of the signals of the SE over a data channel. In the FE, among other things, a corresponding partial circuit is provided for each touch sensor and for every other control element, as well as for the VS hen to fulfill the described function.

Die Berührung eines Berührungssensors kann wie folgt festgestellt werden:

i. Auf dem Arm und somit auf die Finger des Bedieners wird von den Elektroden auf der AH ein Spannungssignal a eingespeist.
ii. Berührt ein Finger einen Berührungssensor, so wird das Signal a durch Störungen und den Körperwiderstand verfälscht und geht mit in das Signal b ein, das an dem Berührungssensor abgegriffen wird.
iii. Über den Kabelanschluss des Berührunssensors wird Signal b an die Filtereinheit weitergeleitet. Dort wird, nach einer Verstäkrung des Signals b, geprüft, ob das am Berührungssensor anliegende Signal b das Signal a in ausreichender Stärke enthält, so dass von einer Berührung des Berührungssensors mit einem Finger des Benutzers ausgegangen werden kann.
iv. Die Information über eine Berührung wird digitalisiert. Vor oder nach der Digitalisierung wird zusätzlich noch überprüft, ob die Berührung mindestens über einen bestimmten Zeitraum stattgefunden hat, so dass von einer absichtlichen Bedienung ausgegangen werden kann.
v. Die Information über die absichtliche Bedienung des Berührungssensors wird der SE zur Verfügung gestellt.

Touching a touch sensor can be determined as follows:

i. On the arm and thus on the fingers of the operator, a voltage signal a is fed by the electrodes on the AH.
ii. If a finger touches a touch sensor, the signal a is corrupted by disturbances and the body resistance and goes into the signal b, which is picked up at the touch sensor.
iii. Signal b is transmitted to the filter unit via the cable connection of the touch sensor. There, after an amplification of the signal b, it is checked whether the signal b applied to the touch sensor contains the signal a in sufficient strength so that it can be assumed that the touch sensor touched a finger of the user.
iv. The information about a touch is digitized. Before or after the digitization, it is additionally checked whether the contact has taken place for at least a certain period of time, so that intentional operation can be assumed.
v. The information about the intentional operation of the touch sensor is provided to the SE.

Wie schon zuvor einmal erläutert, kann die FE in zwei grundlegenden Ausführungsformen aufgebaut werden. Möglich wäre ein el. Aufbau, der entweder ein Gleichspannungssignals (ca. 5-12 Volt) oder ein periodischen Spannungssignal (ca. 1-24 Volt Amplitude und 60Hz-1 MHz Frequenz) aussendet und filtert. Es soll vorzugsweise eine sinusförmige Wechselspannung mit einer Amplitude von ca. 2-10 Volt und einer Frequenz von ca. 100Hz-100KHz als Signal benutzt werden, da zusätzlich Frequenz und Phasenwinkel zur Messung herangezogen werden können nicht nur der Spannungspegel auf dem Berührungssensor und der anliegende Widerstand, wie es bei der Benutzung von Gleich-spannung der Fall wäre. Frequenz und Amplitude seien so gewählt, dass möglichst wenig Störungen auftreten können (z.B. keine Vielfache der Netzfrequenz, möglichst keine zur Informations-übertragung benutzten Frequenzen usw.) und dass die Gesundheit des Benutzers durch das Signal nicht beeinträchtigt werden kann. Siehe hierzu auch Blockschaltbilder (10, 11 zeigen jeweils den für einen Sensor nötigen el. Aufbau: 10 für Gleichspannung, 11 für Wechselspannung) in den beiden näher erläuterten Ausführungsformen der FE. Die FE werden aufgrund der vielen und störungsanfälligen el. Anschlüsse (zu den Berührungssensoren) örtlich nahe zu den jeweiligen BF vorgesehen.As previously explained, the FE can be constructed in two basic embodiments. Possible would be a el. Structure that emits either a DC signal (about 5-12 volts) or a periodic voltage signal (about 1-24 volts amplitude and 60Hz-1 MHz frequency) and filters. It is preferable to use a sinusoidal AC voltage with an amplitude of about 2-10 volts and a frequency of about 100Hz-100KHz as the signal, since in addition frequency and phase angle can be used for the measurement not only the voltage level on the touch sensor and the adjacent one Resistance, as would be the case with the use of DC voltage. Frequency and amplitude are chosen so that as little interference as possible can occur (eg no multiple of the mains frequency, preferably no frequencies used for information transmission, etc.) and that the health of the user can not be affected by the signal. See also block diagrams ( 10 . 11 each show the necessary for a sensor el. structure: 10 for DC voltage, 11 for AC voltage) in the two embodiments of the FE explained in more detail. The FEs are provided locally close to the respective BF due to the many and fault-prone electrical connections (to the touch sensors).

Die Verschiebungssensoren VS (23, 30, 33) messen die von den Armen jeweils (in der AH) real aufgebrachte Verschiebung der AH gegenüber der Mittelstellung oder die jeweils von den Armen aufgebrachte Kraft in der jeweils zur Hauptachse (28) des jeweiligen VS senkrechten Ebene und wandeln die Verschiebung oder die aufgebrachte Kraft in elektrisch messbare Signale um. Bezüglich der Mittelstellung werden entweder Betrag und Richtung der Verschiebung/Kraft oder der Wert der Verschiebung/Kraft in der zur Hauptachse (28) des jeweiligen VS senkrechten Ebene in rechtwinkligen Koordinaten gemessen. Die Hauptachse des VS wird in den meisten Fällen senkrecht sein, da so nicht gegen die Schwerkraft verschoben werden muss. Die Mechanik der VS nimmt, abhängig von der Ausführung der VS, die Verschiebung auf und bringt die Rückstellkraft für die Rückkehr in die Mittelstellung auf, sofern dies nötig ist. Für den mobilen Einsatz wird eine spezielle Ausführungsform von BE und VS vorgesehen, deren VS die Verschiebung der AH gegenüber der Mittelstellung messen, indem die Verschiebung durch die BE in eine Kipp-Bewegung umgewandelt und der „Kipp"-Winkel durch die VS el. messbar gemacht wird (siehe auch 5). Die BE (31) liegt zur Benutzung dieser Ausführung auf einer ebenen Unterlage auf, außerdem ist sie mit einer rutschfesten Beschichtung versehen, um das Verrutschen auf der Unterlage zu verhindern. Der Aufbau der VS und ihrer Mechanik ist, in dieser für mobilen Einstatz bestimmten Ausgestaltung der Erfindung, der Mechanik eines Joysticks sehr ähnlich.The displacement sensors VS ( 23 . 30 . 33 ) of the arms (in the AH) in each case real applied displacement of the AH with respect to the center position or the force respectively applied by the arms in each of the main axis ( 28 ) of the respective VS vertical plane and convert the displacement or the applied force into electrically measurable signals. With regard to the center position, either the magnitude and direction of the displacement / force or the value of the displacement / force in the direction to the main axis ( 28 ) of the respective VS vertical plane measured in rectangular coordinates. The main axis of the VS will be vertical in most cases, as it does not have to be moved against gravity. The mechanics of the VS, depending on the execution of the VS, absorbs the displacement and applies the restoring force for the return to the middle position, if necessary. For mobile use, a special embodiment of BE and VS is provided, the VS of which measure the displacement of the AH from the center position by converting the displacement by the BE into a tilting movement and the "tilting" angle by the VS el. Measurable is done (see also 5 ). Thieves ( 31 ) is to use this embodiment on a flat surface on, also it is provided with a non-slip coating to prevent slipping on the surface. The structure of the VS and its mechanics is very similar to the mechanics of a joystick in this embodiment of the invention intended for mobile use.

Die VS ist entsprechend dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nach unten hin mit der Befestigung und nach oben hin mit der VBE mechanisch verbunden (siehe 4). Die Anordnung der Verbindungen zur Befestigung kann jedoch allgemein auch anders ausfallen. Die Messwerte der VS werden elektrisch über Datenkanäle oder Messleitungen an die FE weitergeleitet.The VS is mechanically connected in accordance with the described embodiment downwards with the attachment and upwards with the VBE (see 4 ). However, the arrangement of the connections for attachment may generally be different. The measured values of the VS are transmitted electrically via data channels or measuring lines to the FE.

Die Verbindungseinheit VBE (25) stellt mechanische, teils auch elektrische Mehrfachverbindungen (Stecker, Kupplungen, Anschlüsse, usw.) zwischen je einem FBF, einem DBF, einer AH und einem VS her. Die Verbindung zwischen VBE und AH wird mit einer zweiteiligen leicht mechanisch zu schließenden und mechanisch oder zusätzlich elektromechanisch zu lösenden (jeweils ohne Hilfsmittel) mechanischen Kupplung hergestellt. Die Kupplung soll mechanisch spiellos sein. Ein Teil der Kupplung (20) ist an der VBE und der andere Teil (19) an der AH angebracht.The connection unit VBE ( 25 ) produces mechanical, partly also electrical multiple connections (plugs, couplings, connections, etc.) between each one FBF, one DBF, one AH and one VS. The connection between VBE and AH is made with a two-piece mechanical coupling, which can be easily closed mechanically and additionally mechanically or additionally electromechanically. The clutch should be mechanically playless. Part of the coupling ( 20 ) is at the VBE and the other part ( 19 ) attached to the AH.

Nachdem die AH vom Benutzer an die Hände bzw. an die Hand angelegt worden ist, wird die AH an die VBE gekoppelt, um mit der Benutzung zu beginnen und wieder entkoppelt, um die Benutzung zu beenden. Dies geschieht unabhängig davon, ob der Benutzer selbst mechanisch an der Kupplung tätig wird oder ob er mittels einer Geste oder eines extra dafür vorgesehenen Bedienelementes, der Erfindung den Befehl gibt elektromechanisch einen Koppelvorgang auszulösen.After the AH has been applied to the hands by the user, the AH is coupled to the VBE to begin use and decoupled to terminate use. This happens regardless of whether the user himself mechanically operates on the clutch is or whether he gives the command electromechanically trigger a coupling process by means of a gesture or a specially provided control element.

Die mech. Verbindungen der VBE zu den DBF und den FBF sind entweder fest ausgeführt mit unbeweglichen FBF und DBF oder die BF sind anpassbar und ihre mech. Einstellbarkeit nach Position und Neigungswinkel wird zum Teil durch die Verbindungen zwischen BF und VBE realisiert (z.B. u.a. mit festellbaren Kugelgelenken oder sonstiger geeigneter Mechanik).The mech. Connections of the VBE to the DBF and the FBF are either firmly executed with immovable FBF and DBF or the BF are customizable and theirs mech. Adjustability by position and angle of inclination becomes Part realized by the connections between BF and VBE (e.g. et al with fixable ball joints or other suitable mechanics).

Die mech. Verbindung (22) zwischen VBE und VS soll eine stabile und vom Benutzer verstellbare mech. Verbindung sein. Auf ihr ruht u.a. bei der normalen Benutzung das Gewicht der Arme. Die Verbindung soll zudem im Neigungswinkel und Neigungsrichtung zur senkrechten Achse (27) der VBE (siehe 4) einstell- und feststellbar, sowie um diese senkrechte Achse drehbar (21 zeigt ein Drehgelenk) und feststellbar sein (z.B mit einem festellbaren Kugelgelenk (22) oder sonstiger geeigneter Mechanik). Die Position der Verbindung soll von oben gesehen möglichst nahe am „Schwerpunkt" des Unter-/Oberarmsystems liegen um die Oberarm- und Schultermuskulatur zu entlasten, da die Haltekräfte, die nötig sind um die Bedienposition einzunehmen, dadurch gering sein oder entfallen können.The mech. Connection ( 22 ) between VBE and VS is a stable and user adjustable mech. Be connected. The weight of the arms rests on it during normal use. The connection should also be in the inclination angle and inclination direction to the vertical axis ( 27 ) of the VBE (see 4 ) adjustable and lockable, as well as rotatable about this vertical axis ( 21 shows a hinge) and be detectable (eg with a lockable ball joint ( 22 ) or other suitable mechanics). Seen from above, the position of the connection should be as close as possible to the "center of gravity" of the lower / upper arm system in order to relieve the upper arm and shoulder muscles, since the holding forces that are necessary to occupy the operating position can be low or eliminated.

Die mech. Verbindung zwischen VS und Befestigung soll eine stabile und von Benutzer verstellbare mech. Verbindung sein. Auf ihr ruht u.a. bei der normalen Benutzung das Gewicht der Arme. Die Verbindung kann zudem im Neigungswinkel und Neigungsrichtung zur senkrechten Achse des VS (28) einstell- und feststellbar, sowie um diese senkrechte Achse drehbar ((24) zeigt ein Drehgelenk) und feststellbar sein (z.B mit einem festellbaren Kugelgelenk (25, 29, 32) oder sonstiger geeigneter Mechanik).The mech. Connection between VS and attachment should be a stable and user-adjustable mech. Be connected. The weight of the arms rests on it during normal use. The connection can also be tilted and tilted to the vertical axis of the VS ( 28 ) adjustable and lockable, as well as rotatable about this vertical axis (( 24 ) shows a swivel joint and be lockable (eg with a lockable ball joint ( 25 . 29 . 32 ) or other suitable mechanics).

Je nach Ausführung kann die VBE auch Pfade für Datenkanäle und Messleitungen bereitstellen, um die el Verbindung der Komponenten der Erfindung untereinander zu erleichtern.ever after execution the VBE can also paths for data channels and provide test leads to the connection of the components to facilitate the invention with each other.

Die Befestigung BE soll die lokale Befestigung der HE an dem Einsatzort der Erfindung sicherstellen. Die BE kann wie schon zuvor erläutert verstellbar an der VE befestigt sein. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn der Einsatzort keine flache horizontale Ebene ist, aber die Verschiebungsebene der VS trotzdem horizontal einstellbar sein soll. Die Ausführungsformen für BE fallen unter die beiden Kategorien: ortsfest und ortsveränderlich.The Fixing BE is said to be the local attachment of the HE at the job site to ensure the invention. The BE can be adjusted as previously explained be attached to the VE. This is especially advantageous if the place of use is not a flat horizontal plane, but the displacement plane of the VS should still be adjustable horizontally. The embodiments for BE fall under the two categories: fixed and mobile.

Eine ortsveränderliche BE könnte z.B. ein schwerer Standfuß (siehe 6, (35)) mit rutschfestem Unterteil (35), eine Sonstige mech. Befestigung (wie in 4 eine Öse zum anschrauben) sein, oder der Standfuß für mobilen Einsatz (siehe VS und siehe 5), welcher ungefähr die Form der Hülle eines Ellipsoidenschnittes hat (31).A portable BE could, for example, a heavy base (see 6 , ( 35 )) with non-slip base ( 35 ), another mech. Attachment (as in 4 an eyelet to screw on), or the stand for mobile use (see VS and see 5 ), which has approximately the shape of the shell of an ellipsoidal incision ( 31 ).

Eine ortsfeste BE könnte z.B. die HE an einen Tisch (eventuell mit einer Art Schraubzwinge) befestigen oder die HE an einem Stuhl befestigen, damit sitzend gearbeitet werden kann. Die HE sollte im letzteren Fall in der Nähe einer etwaigen Armlehne befestigt sein.A stationary BE could e.g. Attach the HE to a table (possibly with a kind of screw clamp) or attach the HE to a chair and work sitting there can be. The HE should in the latter case near a be attached to any armrest.

Da die Erfindung mech. nur über eine Befestigung mit dem Einsatzort verbunden ist, kann ein Ortswechsel einfach durch Abnehmen der Befestigung (oder der BE und VS) und Tausch gegen eine geeignetere Einheit am neuen Einsatzort vorgenommen werden.There the invention mech. only over a fixture is connected to the site, can be a change of location simply by removing the attachment (or the BE and VS) and Exchange for a more suitable unit at the new site become.

In der Systemeinheit SE werden die Benutzereingaben (Aktionen und Gesten) erkannt und ausgewertet, sowie dann gegebenenfalls (je nach Konfiguration) entsprechende Informationen (z.B. über einen „Tastendruck" oder einer Mausbewegung) der angeschlossenen DV über den Datenkanal zugesendet.In the system unit SE are the user inputs (actions and gestures) detected and evaluated, and then optionally (depending on the configuration) corresponding information (for example via a "keystroke" or a mouse movement) the connected DV over the data channel sent.

Zur Aufgabenbewältigung ist die SE unter anderem mit folgenden Geräten ausgestattet: einem Mikroprozessorsystem, einem Datenspeichersystem, einer Anzeigeeinheit für Informationsausgaben, den für MF2 Tastaturen üblichen 3 LED's, einem akkustischen Signalgeber, sowie mit Datenkanal-Schnittstellen zu den beiden FE und einer Datenkanal-Schnittstelle zur angeschlossenen DV, einem Hauptschalter und auch eventuell mit einigen el. Tasten, um die Konfiguration der SE zu erleichtern.to task Management Among other things, the SE is equipped with the following devices: a microprocessor system, a data storage system, an information output display unit, the for MF2 Keyboards usual 3 LEDs, an acoustic Signalers, as well as with data channel interfaces to the two FE and a data channel interface to the connected DV, a main switch and possibly with some el. keys to the configuration to facilitate the SE.

Die Funktion der SE ist von dem auf dem Mikroprozessorsystem laufenden Softwaresystem abhängig und soll in weitem Maße konfigurierbar sein. Die Konfiguration der Erfindung soll einerseits durch die Erfindung selbst, andererseits aber auch von der angeschlossenen DV aus vorgenommen werden können. Die SE kann in einem separaten Gehäuse untergebracht sein, wodurch u.a. der Blick auf die Anzeigeeinheit erleichtert wird. Siehe hierzu auch 12, welche ein Blockschaltbild der Erfindung mit SE und ihren el. Verbindungen zeigt.The function of the SE depends on the software system running on the microprocessor system and should be highly configurable. The configuration of the invention should be able to be made on the one hand by the invention itself, on the other hand, but also from the connected DV. The SE can be housed in a separate housing, which, inter alia, the view of the display unit is facilitated. See also 12 , which shows a block diagram of the invention with SE and their electrical connections.

Verhaltens und Benutzungs Beispiel:Behavior and usage Example:

Die nach einer Aktion oder Geste an die angeschlossenen DV gesendeten Informationen sind stark von der Konfiguration der Softwareoptionen des Mikroprozessorsystems abhängig; daher wird hierauf gesondert eingegangen.The sent after an action or gesture to the connected DV Information is strong on the configuration of software options the microprocessor system dependent; therefore it will be dealt with separately.

Eins ausgeführte Geste kann auch eine Veränderung im inneren Zustand der SE oder des Zustandes einer ansonsten der Erfindung zugehörigen Einheit zur Folge haben. Eine Geste muss nicht immer zur Folge haben dass Informationen an die DV gesendet werden. Durch die breite mögliche Auslegung einer Geste und Einstellung der Steuersoftwareoptionen können sehr viele unterschiedliche Verhaltens- und Steuermuster eingeprägt werden. Durch eine Geste kann auch ein Ereignis ausgelöst werden, welches als Folge von Bedienungsschritten an die bediente DV gesendet und dort z.B. als freie Folge von Maus- und Tastaturbedienungen oder als Bedienungen von sonstigen Steuergeräten aufgenommen werden kann. Z.B. könnte die gleichzeitige Betätigung einiger Berührungssensoren für ca 1s eine Geste darstellen, die zur Folge hat, dass alle Benutzereingaben ermöglicht oder verhindert werden und eventuell ein elektromech. Koppelvorgang an den HE-VBE-Kupplungen ausgelöst wird. Oder die Bedienung einer „virtuellen" Taste (später erläutert) hat zur Folge, dass der DV eine ganze „Textpassage" (zuvor in der SE gespeichert) zugesendet werden würde.An executed gesture can also be a change in the inner state of the SE or the Zu stand of an otherwise associated with the invention unit result. A gesture does not always have to result in information being sent to the DV. The wide possible interpretation of a gesture and setting of the control software options can imprint many different behavioral and control patterns. By a gesture, an event can be triggered, which can be sent as a result of operating steps to the operated DV and recorded there as a free sequence of mouse and keyboard controls or as operations of other control devices. For example, the simultaneous operation of some touch sensors for about 1 s could be a gesture that results in all user input being enabled or disabled and possibly an electromechanical one. Coupling process is triggered on the HE-VBE couplings. Or the operation of a "virtual" button (explained later) has the consequence that the DV a whole "text passage" (previously stored in the SE) would be sent.

Im Folgenden wird u.a. auf die Möglichkeit des Veränderns der Bedienelement-Belegungen (Funktionsbelegungen) während Bedienung eingegangen. Für den normalen Betrieb (Maus- und Tastatur-Ersetzungsmodus mit 2 HE) könnte man die möglichen Verschiebungsbereiche der Verschiebungssensoren (pro Arm) als Ebene auffassen, wobei jede mögliche Auslenkung des VS einen Punkt auf der Ebene darstellt. Diese Ebene unterteilt man in mehrere flächige Bereiche (Beispiele sie 9 mit Verschiebungsrichtung seitlich (43) und vom Benutzer weg (42)), denen jeweils eine zugehörige Geste zugewiesen wird, die durch eine Verschiebung in einen dieser Bereiche (u.a. 41) ausgelöst wird.In the following, among other things, the possibility of changing the operating element assignments (functional assignments) during operation is discussed. For normal operation (2U mouse and keyboard replacement mode), one could consider the possible shift ranges of the displacement sensors (per arm) as a level, with each possible displacement of the VS representing a point on the plane. This level is subdivided into several areal areas (examples them 9 with displacement direction laterally ( 43 ) and away from the user ( 42 )), to each of which an associated gesture is assigned, which can be moved to one of these areas (ia 41 ) is triggered.

Eventuell könnte man man einem dieser Bereiche einen Maus-Modus zu und den restlichen Bereichen einen Tastatur-Modus zuweisen. Es können auch Maus-Modus-Bereiche an beiden Händen vorgesehen werden.Perhaps could to give one of these areas a mouse mode and the rest Assign a keyboard mode to areas. It can also mouse mode areas on both hands be provided.

Im Tastatur-Modus ist die „Tastenbelegung" der im Beispiel hier hauptsächlich als Tastaturtasten dienenden Berührungsenssoren und anderer Bedienelemente von der Ausführung einer „Bereichswahlgeste" abhängig (oder anders ausgedrückt: Die Tastaturbelegung ist von dem Bereich abhängig, in den der VS der jeweiligen HE verschoben wird). So besteht bei 4 Tastatur-Modus-Bereichen und 23 Berührungssensoren pro HE (DBF: 7 FBF: 16) die Möglichkeit maximal 96 unterschiedliche sog. „virtuelle Tasten" pro HE bedienen zu können. In der Praxis jedoch wird man z.B. die Belegung für den Daumen nicht verändern und einigen Sensoren auf dem DBF oft benutzten Tastaturtasten zuweisen, was nur noch ca. 71 unterschiedliche „virtuelle" Tasten pro HE zur Folge hätte. Um den Tastatur-Modus an einer Hand zu benutzen verschiebt der Benutzer den VS mit einer Hand in einen Tastatur-Modus-Bereich. Die Belegung der Bedienelemnte wird mit der Überschreitung der Bereichsgrenzen auf die zum jeweiligen Bereich passende Belegeung umgestellt. Solange diese Geste „gehalten" wird, bleibt die Belegung bestehen (außer der Maus-Modus wird an der anderen Hand aktiviert) und die Bedienungen der Bedienelemente werden der Belegung entsprechend von der SE interpretiert. In der Mittelstellung (44, 45) soll die Bedienelementbelegung einem Standard-Tastatur- Layout (z.B. Qwertz- oder Dvorak-Layout) ähnlich sein.In keyboard mode, the "key mapping" of the touch sensors and other controls used in the example herein primarily as keyboard keys is dependent on the execution of a "ranging gesture" (or in other words: the keyboard mapping depends on the area in which the VS of the respective HE moved becomes). Thus, with 4 keyboard mode areas and 23 touch sensors per unit (DBF: 7 FBF: 16), it is possible to operate a maximum of 96 different so-called "virtual keys" per unit, but in practice, for example, the assignment for the Do not change the thumb and assign keyboard keys often used by some sensors on the DBF, which would result in only about 71 different "virtual" keys per HE. To use the keyboard mode on one hand, the user moves the VS with one hand into a keyboard mode area. The occupancy of the operator reminder is changed over to the occupancy appropriate to the respective area when the range limits are exceeded. As long as this gesture is "held", the occupancy remains (unless the mouse mode is activated on the other hand) and the controls of the controls are interpreted according to the occupancy by the SE. 44 . 45 ), the control element layout should be similar to a standard keyboard layout (eg Qwertz or Dvorak layout).

Um den Maus-Modus zu aktivieren verschiebt der Benutzer den VS mit einer Hand in den Maus-Modus-Bereich. Solange diese Geste „gehalten" wird, werden die Verschiebungen des VS's der anderen Hand als Steuersignal für den Mauszeiger interpretiert und es werden entsprechende Signale an die DV gesendet. Die Tastenbelegung wird im Maus-Modus genauso wie beim Tastatur-Modus geändert, jedoch wird sie im Maus-Modus an beiden Händen geändert. Außerdem sollen einige der Berührungssensoren als Maustasten (oder ähnliche) interpretiert werden. Wurde an jeder Hand ein Maus-Modus Bereich vorgesehen, so können dadurch beide Hände in den Maus-Modus gebracht werden (jedoch nicht gleichzeitig durch Bereichswahl, wenn eine Hand in den Maus Bereich verschoben wurde, an der anderen keine Bereichswahl mehr stattfinden kann), indem die jeweils andere Hand in den Maus-Modus Bereich verschoben wird. Die benutzten Geschwindigkeitswerte (z.B. des Mauszeigers) und die gesteuerten Achsen können an beiden Händen auch unterschiedlich sein. Die Einstellräder an den BF sollen beliebige Funktionen als „virtuelle" Dreifach-Taste (je eine Funktion für Links- und Rechtsdrehung und eine für die Berührung auf das Einstellrad), als sog. Mausrad oder allgemein zum Einstellen von analogähnlichen Werten erfüllen können.Around To activate the mouse mode, the user moves the VS with a hand in the mouse mode area. As long as this gesture is "held", the Shifts of the VS the other hand interpreted as a control signal for the mouse pointer and corresponding signals are sent to the DV. The key assignment is changed in mouse mode as well as in keyboard mode, but it will be in mouse mode on both hands changed. Furthermore should some of the touch sensors as mouse buttons (or similar) be interpreted. Has been on each hand a mouse mode area provided, so can by both hands be put into mouse mode (but not at the same time Range selection when a hand has been moved to the mouse area, on the other no area selection can take place) by the other hand is moved into the mouse mode area. The speed values used (e.g., the mouse pointer) and the controlled axes can on both hands also be different. The dials on the BF should be any Functions as a "virtual" triple key (depending a function for Left and right turn and one for touching the dial), as a so-called mouse wheel or generally for setting analog-like Fulfill values can.

Somit ergibt sich ein Eingabegerät, das mindestens die folgenden Funktionen erfüllt: virtuelle Tastatur mit maximal 184 (8·23) unterschiedlichen Tasten, 2 virtuellen Computermäuse mit je maximal 23 unterschiedlichen Tasten und, je nach Ausführung, mit eventuell mehreren Mausrädern pro Maus.Consequently results in an input device, that fulfills at least the following functions: virtual keyboard with maximum 184 (8 · 23) different keys, 2 virtual computer mice each with a maximum of 23 different Buttons and, depending on the version, possibly with several mouse wheels per Mouse.

Für einhändige Bediener empfiehlt sich z.B. die Bereichsaufteilung nach 9b, dadurch würden analog zum Beispiel oben ebenfalls max. 184 virtuelle Tasten zur Verfügung stehen. Die Umschaltung zwischen Maus- und Tastatur-Modus kann jedoch in diesem Fall nicht durch Bereichswahl stattfinden, sondern muss durch eine andere Geste erfolgen.For one-handed operators, for example, area division according to is recommended 9b , By analogy with the example above would also max. 184 virtual keys are available. Switching between mouse and keyboard mode, however, can not be done in this case by range selection, but must be done by another gesture.

Zusätzlich könnten durch eine Geste beide Hände gleichzeitig in eine Art Maus-Modus gebracht werden und somit gleichzeitig 4 (plus derer an den Einstellrädern) analogähnliche Werte steuern. Da jedoch so keine Bereichsauswahl mit den VS getroffen werden kann, werden keine zusätzlichen virtuellen Tasten durch Bereichswahl zur Verfügung stehen.In addition, a gesture could bring both hands simultaneously in a kind of mouse mode and thus at the same time 4 (plus those to the Setting wheels) control similar values. However, as no scope selection can be made with the VS, no additional virtual keys will be available by range selection.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of drawings

Für die Zeichnungen wurden als Ausführung für verstell- und festetellbare Verbindungen Kugelgelenke mit Fixierschraube gewählt. Als eine um eine Achse drehbare und feststellbare Verbindung wird ein Drehgelenk mit Fixierschraube gewählt. FBF und DBF werden nur in nichtanpassbarer Ausführung bezgl. Position und Neigung der BF und mit nicht anpassbaren Bedienelementen dargestellt. Außerdem werden Ausführungen der FBF mit je 16 Berührungssensoren und Ausführungen des DBF mit je 9 Berührungssensoren und je einem Einstellrad dargestellt.For the drawings were used as an execution for adjustable and fixable connections Ball joints with fixing screw selected. When a rotatable about an axis and lockable connection is a Swivel joint selected with fixing screw. FBF and DBF are only in non-adaptable design bezgl. Position and inclination of the BF and with non-customizable controls shown. In addition, will versions the FBF with 16 touch sensors each and designs DBF with 9 touch sensors each and each represented a dial.

1) die AH mit DBF und FBF (ohne Bedienelemente, in linker Ausführung) von oben gesehen. 1 ) the AH with DBF and FBF (without controls, in left execution) seen from above.

2) Hand(12) mit AH, DBF und FBF (ohne Bedienelemente, in linker Ausführung) von oben gesehen. 2 ) Hand( 12 ) with AH, DBF and FBF (without controls, in left version) seen from above.

3) Hand(17) mit AH, DBF und FBF (ohne Bedienelemente, in rechter Ausführung) von der Seite gesehen. 3 ) Hand( 17 ) with AH, DBF and FBF (without controls, in right version) seen from the side.

4) eine Ausführung der Erfindung mit senkrechter Bezugsachse (27) für die VBE und die AH, sowie senkrechter Bezugsachse (28) für den VS. 4 ) an embodiment of the invention with a vertical reference axis ( 27 ) for the VBE and the AH, as well as the vertical reference axis ( 28 ) for the VS.

5) eine BE- und VS(30)-Alternative für mobilen Einsatz zu 4 5 ) a BE and VS ( 30 ) Alternative for mobile use too 4

6) eine BE- und VS(33)-Alternative als Standfuß ausgeführt zu 4 6 ) a BE and VS ( 33 ) Alternative to run as a stand too 4

7) eine DBF Ausführungsform mit Bedienelementen (zur Anschaulichkeit flach dargestellt) 7 ) a DBF embodiment with controls (shown flat for clarity)

8) eine FBF Ausführungsform mit Bedienelementen (für die rechte Hand, zur Anschaulichkeit flach dargestellt) 8th ) an FBF embodiment with controls (for the right hand, for clarity, flat)

9a, 9b) zwei Ausführungsbeispiele für die in Bereiche unterteilte Verschiebungsebene. Mit Verschiebungsachsen vom Benutzer weg (42) und seitlich gerichtet (43). 9a . 9b ) two embodiments for the partitioned shift plane. With shift axes away from the user ( 42 ) and laterally directed ( 43 ).

10) Blockschaltbild einer Untereinheit der FE in Gleichstromausführung (für einen Berührungssensor) 10 Block diagram of a subunit of the FE in DC version (for a touch sensor)

11) Blockschaltbild einer Untereinheit der FE in Wechselstromausführung (für einen Berührungssensor) 11 ) Block diagram of a FE subassembly in AC version (for a touch sensor)

12) el. Blockschaltbild der Erfindung mit Messleitungen und Datenkanälen 12 ) el. Block diagram of the invention with test leads and data channels

Claims

An ergonomic control device for data processing equipment, which can completely replace a computer mouse and computer keyboard comprising at least one hand unit comprising a plurality of controls positioned in groups on control panels, each group being associated with a finger in which the positions of the arms are supported by arm supports and for each hand, a displacement sensor is provided for measuring horizontal displacements or force loads, characterized in that - the hand units consist of an arm holder, a connection unit, a thumb control panel, a finger control panel, a displacement sensor and an attachment, - that the wrist does not must be moved for operation, - that the wrists can be fixed in a physiologically not stressful attitude of the arm mounts in the position with respect to the arms, - that the positions of the controls in the group and the positions of the groups are customized to the user, - and that the control function is extended by gesture control.

control unit according to claim 1, characterized in that at least one of two mirror-like hand units, left or right version is required however, maximum left and right execution are needed.

control unit according to claim 2, characterized in that the data input and Control by means of sensors and sensors operated by the arms and fingers Controls on the hand units done.

control unit according to claim 3, characterized in that for the operation of Hands and arms be connected to the hand units and thus with the invention and the hands therefore not moved to Bedienelmenten, or other control devices Need to become, because the position of the controls with respect to the hands during the operation of the invention not changed must become.

control unit according to claim 4, characterized in that it has a System unit with a el. Control system features, which over a data transmission channel connected to a data processing system.

control unit according to claim 5, characterized in that by means of gestures of Operating mode of the invention and thus the behavior against the operated data processing system can be changed.

control unit according to claim 6, characterized in that the inclination angle opposite the vertical, the position and the angle of rotation about the vertical axis the arms, in the arm mounts, are adjusted by the user can.

control unit according to claim 6, characterized in that the inclination angle opposite the vertical, the positions and the angle of rotation around the vertical Axis of the displacement sensors and thus of the displacement plane, can be adjusted by the user.

control unit according to one of the claims 6, 7, 8 or according to the claims 7 and 8, characterized in that the arms in physiological be reasonably supported by the invention.

control unit according to claim 9, characterized in that exactly to the arms suitable arm mounts, which must be created by the user to fix the wrists to be used.

control unit according to claim 9, characterized in that arm mounts, which have mechanically or electromechanically moving parts and can mechanically conform to the user's hand so to fix the wrist, come to use.

control unit according to claim 10 or 11, characterized in that the arm mounts is separable from its connection unit by means of a clutch.

control unit according to claim 10 or 11 or 12, characterized in that for each Finger provided a rest position on the control panel fields is.

control unit according to one of the claims 10, 11, 12, 13, characterized in that only operating elements be used for their operation only minimal forces needed and where no lifting work has to be done.

control unit according to claim 14, characterized in that individually to each User adjusted positions of the control panel fields are used.

control unit according to claim 14, characterized in that the control panel fields adjustable in position and inclination to the respective displacement sensor are.

control unit according to claim 14, characterized in that operating elements whose Positions on the control panels individually to each user be adjusted.

control unit according to claim 14, characterized in that in their positions on the control panel adjustable controls used become.

control unit according to claim (15 and 17) or (15 and 18) or (16 and 17), characterized characterized in that minimal adduction and abduction movements the finger (except the thumb) to operate are, as well as that no only by Aduktions and Abduktionsbewegungen achievable controls are used.