DE102005049812A1

DE102005049812A1 - Keyboard for such as mobile phones has a sensing surface for finger movement to enter symbols in a tracing movement

Info

Publication number: DE102005049812A1
Application number: DE102005049812A
Authority: DE
Original assignee: BenQ Mobile GmbH and Co OHG
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: DE102005049812B4

Abstract

The keyboard has a matrix of keys [TAS] that operate in a normal multi tap mode to select a character. In addition the space between keys provides a sensor surface for finger movement. The finger may be moved in a series of steps to form a character, eg the number 3, which is formed by 5 moves.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Eingabeeinrichtung zur Eingabe von Zeichen, insbesondere eine hybride Eingabeeinrichtung, die zur Eingabe von Zeichen auf zwei unterschiedliche Arten eingerichtet ist. Die Eingabeeinrichtung ist uns insbesondere geeignet für die Integration in ein elektronisches Gerät, wie beispielsweise ein Mobiltelefon, ein tragbares Unterhaltungselektronik-Gerät, ein Haushaltsgerät oder einen tragbaren Computer.The The invention relates to an input device for inputting Characters, in particular a hybrid input device, which is used to input Character is set up in two different ways. The input device is particularly suitable for us integration into an electronic device, such as a mobile phone, a portable consumer electronics device, a household appliance or a portable computer.

Die rasante technologische Entwicklung auf dem Gebiet der elektronischen Geräte führte in den letzten Jahren zur Etablierung immer kleinerer elektronischer Geräte. Insbesondere auf dem Gebiet der Mobiltelefone führte diese Entwicklung zur Bereitstellung von Mobiltelefonen mit derart kleinem Gehäuse, dass Eingabeeinrichtungen nur noch in extrem miniaturisierter Form oder sogar nur noch teilweise an dem Mobiltelefon untergebracht werden konnten.The rapid technological development in the field of electronic equipment led in recent years to establish ever smaller electronic Equipment. Especially in the field of mobile phones, this development led to Providing mobile phones with such a small case that Input devices only in extremely miniaturized form or even only partially be housed on the mobile phone could.

Eine gängige Lösung zur Reduzierung des Platzbedarfs einer Eingabeeinrichtung, insbesondere einer Tastatur zur Eingabe von Zahlen und Buchstaben ist es, die Tasten einer Tastatur mehrfach zu belegen. Die Tastatur und die damit zusammenwirkende Steuereinrichtung ist dabei derart ausgelegt, dass beispielsweise durch die Betätigung einer Taste ein "A", ein "B", ein "C" aber auch die Ziffer "2" eingegeben werden können. Zur Eingabe der Ziffer "2" ist dabei eine einmalige Betätigung der entsprechenden Taste, zur Eingabe des Buchstabens "A" eine zweimalige Betätigung der entsprechenden Taste usw. erforderlich.A common solution for reducing the space requirement of an input device, in particular one Keyboard for entering numbers and letters is the keys a keyboard several times. The keyboard and its interacting Control device is designed such that, for example through the operation a button an "A", a "B", a "C" but also the number "2" can be entered can. To enter the number "2" is a one-time activity the corresponding key, to enter the letter "A", press the corresponding key twice etc. required.

Diese Lösung ermöglicht eine kognitiv leicht nachvollziehbare und haptisch fühlbare Eingabe von Zeichen. Der Nachteil dieser Lösung besteht in der umständlichen Mehrfachdrucktechnik (Multi-Tap).These solution allows a cognitively easy-to-understand and tactile input of signs. The disadvantage of this solution is the cumbersome Multiple printing technology (multi-tap).

Eine andere Lösung zur Reduzierung des Platzbedarfs einer Eingabeeinrichtung basiert auf der Eingabe einer Vielzahl von Ziffern und Buchstaben durch ein berührungssensitives Eingabefeld, beispielsweise ein Touchpad oder einen Touchscreen. Dadurch kann auf relativ kleiner Fläche die Eingabe von vielen verschiedenen Zeichen erreicht werden. Allerdings stellt sich diese Art der Eingabe insbesondere für Personen, die das elektronische Gerät nur selten nutzen, als umständlich und gewöhnungsbedürftig heraus.A another solution to reduce the footprint of an input device based on entering a variety of numbers and letters through a touch-sensitive Input field, for example a touchpad or a touch screen. Thereby can work on a relatively small area the input of many different characters can be achieved. Indeed This type of input arises in particular for people who use the electronic Device rarely use, as cumbersome and getting used to it.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Eingabeeinrichtung zur Eingabe von Zeichen anzugeben, die eine für große Teile der Bevölkerung einfache, komfortable und effiziente Eingabe von Zeichen ermöglicht, obwohl für die Eingabeeinrichtung nur wenig Platz zur Verfügung steht.Of the The invention is therefore based on the object, an input device to enter characters that represent a large part of the population allows easy, comfortable and efficient input of characters, although for the input device only little space is available.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.The Task is solved by the characteristics of the independent Claim.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche bestimmt.advantageous Further developments of the invention are determined by the features of the dependent claims.

Die Erfindung beruht demnach auf dem Gedanken, dem Nutzer eines elektronischen Gerätes zwei Arten der Eingabe von Zeichen anzubieten, um damit sowohl Personen zu erreichen, die das Gerät nur selten benutzen und dabei regelmäßig nur wenige Zeichen eingeben, als auch Personen zu erreichen, die das Gerät häufig nutzen und dabei regelmäßig viele Zeichen eingeben.The The invention is therefore based on the idea of the user of an electronic Two device To offer ways of entering characters in order to both persons to reach the device only rarely use and only regularly enter a few characters, as well as reach people who have the Use the device frequently and many regularly Entering characters.

Ein weiterer der Erfindung zugrunde liegender Gedanke besteht darin, dass die zweite Art der Eingabe von Zeichen auf Erfassungsmitteln basiert, die zwischen den Tasten angeordnet sind, auf denen die erste Art der Eingabe von Zeichen basiert.One another idea underlying the invention is that that the second way of entering characters on detection means which are arranged between the keys on which the first way of entering characters based.

Durch die Erfindung wird erreicht, dass dem Nutzer durch die neue Art der Nutzung der ohnehin vorhandenen Zwischenräume zwischen den Tasten eine zweite Art der Eingabe von Zeichen angeboten werden kann, die erstens keinen oder nur geringen zusätzlichen Platz erfordert und zweitens einer bestimmten Personengruppe, insbesondere so genannten Power-Usern, eine Möglichkeit zur schnellen Eingabe von Zeichen ermöglicht.By the invention is achieved that the user by the new Art the use of the already existing spaces between the keys one second way of entering characters can be offered, firstly no or little additional Requires space and secondly a particular group of people, in particular so-called power users, one way for fast input of characters.

Die Erfassungsmittel können beispielsweise eine leitfähige Folie umfassen, die entsprechende Ausschnitte als Auslasse für die Tastendome aufweist, und die der Tastatur unterlegt ist.The Detection means can for example, a conductive Foil include the corresponding cutouts as an outlet for the key dome and which is underlaid by the keyboard.

Durch Anbringung von Steghülsen und entsprechenden Kontaktmöglichkeiten kann durch eine geeignete signaltechnische Auswertung der Verläufe des elektrischen Feldes ermittelt werden, in welchen Zwischenräumen ein Eingabemittel, beispielsweise ein Finger oder ein Eingabestift, durch den Nutzer bewegt wird. Diese Berührung der Erfassungsmittel mit einem Eingabemittel wird dann in entsprechende einzugebende oder eingegebene Zeichen umgesetzt.By Attachment of web sleeves and corresponding contact options can by a suitable signaling evaluation of the courses of the electric field can be determined in which spaces Input means, for example a finger or a stylus, is moved by the user. This touch of the detection means with an input means is then entered into appropriate or entered characters.

Die signaltechnische Auswertung und/oder die Umsetzung der erfassten Berührungen bzw. Bewegungen in einzugebende oder eingegebene Zeichen können beispielsweise durch eine programmtechnisch entsprechend eingerichtete Steuereinrichtung, wie beispielsweise eine Prozessor-Einrichtung, einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller erfolgen.The Signaling evaluation and / or the implementation of the detected touches or movements in characters to be entered or entered, for example by a control device configured accordingly by the program, such as a processor device, a microprocessor or a microcontroller.

Die der Umsetzung zugrunde liegende Abbildung von Berührungen oder Bewegungen in Zeichen kann als Teil von Nutzerprofilen abgespeichert werden, die durch den Nutzer eingestellt und definiert werden können.The implementation of underlying touch images or moves in characters can be saved as part of user profiles which can be set and defined by the user.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, zu deren Erläuterung nachfolgende Figuren dienen:The Invention will be described in more detail below with reference to embodiments for their explanation following figures serve:

1 – Eingabe des Zeichens 3, basierend auf der zweiten Eingabeart; 1 Input of the character 3 based on the second input mode;

2 – Eingabe des Zeichens A, basierend auf der zweiten Eingabeart; 2 Inputting the character A based on the second input mode;

3 – erstes Prinzipschaltbild einer Eingabeeinrichtung; 3 - First schematic diagram of an input device;

4 – zweites Prinzipschaltbild einer Eingabeeinrichtung; 4 - Second schematic diagram of an input device;

5 – Blockschaltbild eines elektrischen Gerätes samt Eingabeeinrichtung. 5 - Block diagram of an electrical device including input device.

1 zeigt eine Eingabeeinrichtung EE mit zwölf Tasten TAS, zwischen denen sich Zwischenräume befinden. Zur Eingabe des Zeichens "3" ist die Bewegung einer Fingerkuppe oder eines Eingabestiftes anhand von Pfeilen dargestellt. Durch die Bewegung der Fingerkuppe oder des Eingabestiftes entsprechend den Pfeilen 1 bis 6 erfolgt die Eingabe des Zeichens "3" basierend auf einer Erfassung der Bewegung oder Berührung der Fingerkuppe oder des Eingabestiftes durch geeignete in den Zwischenräumen angeordnete Erfassungsmittel. 1 shows an input device EE with twelve buttons TAS, between which there are gaps. To enter the character "3", the movement of a fingertip or a stylus is shown by arrows. By the movement of the fingertip or the stylus corresponding to the arrows 1 to 6, the input of the character "3" is made based on detection of the movement or touch of the fingertip or the stylus by appropriate detection means arranged in the spaces.

2 zeigt die Eingabe des Zeichens "A". Die Beschreibung der 2 entspricht der Beschreibung der 1. 2 shows the input of the character "A". The description of 2 corresponds to the description of 1 ,

3 zeigt wieder eine Eingabeeinrichtung EE mit zwölf Tasten, denen eine Kontaktmatte KM unterlegt ist, welche entsprechend der Anordnung und Abmessung der einzelnen Tasten geeignete Ausschnitte A aufweist. Die Kontaktmatte kann als Folie ausgestaltet sein und bildet eine Referenzkapazität. Tastaturstege, welche zwischen den Tasten liegen bzw. die einzelnen Tasten umgeben, bilden die Gegenkapazität zur oben genannten Referenzkapazität. 3 again shows an input device EE with twelve keys, which is a contact mat KM underlaid, which has appropriate cutouts A according to the arrangement and size of the individual keys. The contact mat can be configured as a foil and forms a reference capacitance. Keyboard bars, which lie between the keys or surround the individual keys, form the counter capacitance to the reference capacitance mentioned above.

4 zeigt wieder eine Eingabeeinrichtung EE mit zwölf Tasten. Außerdem ist durch einen Pfeil eine Fingerbewegung angedeutet. Die Zeichen C1, C2, C3, C4, C5, C6 beschreiben die Kapazität der Tastaturstege. 4 again shows an input device EE with twelve buttons. In addition, an arrow indicates a finger movement. The characters C1, C2, C3, C4, C5, C6 describe the capacity of the keyboard bars.

Die Fingerbewegung wird in der Form registriert, dass eine Kapazitätsänderung aufgelöst nach Ort und Zeit durch Messung der Dielektrizitätswerte an jedem Punkt aufgenommen wird.The Finger movement is registered in the form that a capacity change disbanded recorded by location and time by measuring the dielectric values at each point becomes.

Hieraus ergeben sich die Ortskontaktpunkte zu C1–C12 und die dazugehörenden zeitlichenverlaufswerte der Kapazitäten.From this result in the local contact points to C1-C12 and the associated temporal history values the capacities.

Hieraus erfolgt ein 3-dimensionales Koordinatensystem, durch das eine Lienenabbildung erstellt wird. Diese Daten werden wiederum einer Stricherkennung zugeführt und ausgewertet.From this a 3-dimensional coordinate system takes place, through which a Lienenabbildung is created. This data is again a bar recognition supplied and evaluated.

Durch die Auswertung der Unterschiede der elektrischen Felder in den Tastatursteg-Zwischenräumen zur Referenzkapazität kann also eine haptische Eingabetastatur und ein Strichcode-Erkenner gleichzeitig realisiert werden, um eine komfortable wie auch schnelle Zeicheneingabe zu ermöglichen. Eine besondere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass eine Bodenplatte mit einer in Reihe geschalteten, geeichten Kapazität (geringe Toleranz) eine so genannte Referenzkapazität bildet. Dadurch wird eine Verteilung des elektrischen Feldes gemäß der Plattenanordnungen der jeweiligen Tastaturstege wie auch der Referenzkapazität aufgespannt. Nähert sich nun ein Finger, so ändert sich das Gesamt-Dielektrikumsverhältnis der zu überwachenden Anordnung und somit die örtliche Kapazitätsverteilung im Raum. Basierend auf diesem – von der kapazitiven Folientastatur grundlegend verschiedenen – Ansatz kann dann durch eine geeignete Auswerteelektronik die Bewegung o der Berührung eines Fingers oder Eingabestiftes in den Tastenzwischenräumen erfasst werden.By the evaluation of differences in electric fields in the keypad spaces reference capacity So can a haptic input keyboard and a barcode recognizer at the same time be realized to a comfortable as well as fast character input to enable. A special design variant The invention provides that a bottom plate with one in series switched, calibrated capacity (low tolerance) forms a so-called reference capacity. This results in a distribution of the electric field according to the plate arrangements spanned the respective keyboard bars as well as the reference capacitance. Approaches now a finger, so changes the total dielectric ratio of the monitored Arrangement and thus the local capacity distribution in the room. Based on this - by the capacitive membrane keyboard fundamentally different - approach can then by a suitable evaluation the movement o the touch of a Finger or stylus in the key spaces are detected.

Es ist dabei sowohl eine statische, als auch eine dynamische Ermittlung möglich:It is both a static and a dynamic determination possible:

Statische Ermittlung:Static determination:

Es wird jeweils ein X- und Y-Koordinat ermittelt, die in Bezug zu allen anderen Bezugspunkten steht. Diese bildende Grundlage eines absoluten Bezugssystems, welches in diskreten Schritten die Fingerposition detektieren kann. Der Vorteil dieser statischen Ermittlungsart liegt darin, dass eine schnelle Erkennung von Änderungen möglich ist, und eine höhere Tiefenschärfe (Abstand zur Tastatur) erreicht werden kann.It In each case, an X and Y coordinate is determined, which in relation to all other reference points. This forming basis of an absolute Reference system, which in discrete steps, the finger position can detect. The advantage of this static type of investigation lies in that a quick detection of changes is possible, and a higher depth of field (distance to the keyboard).

Dynamische Ermittlung:Dynamic determination:

Werden Spalten und Zeilen in multiplexer Form abgefragt und deren örtliche 3D-Kondensatorwerte in ein Array geschrieben, so kann in darauf folgenden Messdurchläufen jegliche Änderung nachvollzogen werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ferner eine so genannte Historientabelle der gemessenen Werte gebildet, wodurch zusätzlich zur statischen Ermittlung folgende weitere Werte ermittelt werden können:

– der Geschwindigkeitsvektor;
– die Bewegungsrichtung in Abhängigkeit und in Bezug zur Ausgangslage.

If columns and rows are queried in multiplexed form and their local 3D capacitor values are written into an array, then any changes can be traced in subsequent measurement runs. According to an advantageous embodiment is also a so-called history table formed of the measured values, which in addition to the static determination, the following additional values can be determined:

- the velocity vector;
- The direction of movement depending on and in relation to the starting position.

Der Nachteil dieser Art der Ermittlung liegt in der Erhöhung der Abtastrate, welche die Tiefenschärfe (Abstand zur Tastatur) verringert.Of the Disadvantage of this type of determination lies in the increase of Sample rate, which is the depth of field (Distance to the keyboard) reduced.

5 zeigt ein elektronisches Gerät 51, wie beispielsweise ein Mobiltelefon, mit einer Anzeigeeinrichtung 52 zur Anzeige eingegebener Zeichen einer Eingabeeinrichtung 54 zur Eingabe von Zeichen, wie oben bereits ausführlich beschrieben, und eine Steuereinrichtung 53 zur Steuerung der Eingabeeinrichtung 54, der Anzeigeeinrichtung 52 und des elektronischen Gerätes 51, welche aus einer Prozessor-Einrichtung bestehen kann, und welche zur Realisierung einer geeigneten Zusammenwirkung der Vielzahl von Tasten zur Eingabe von Zeichen, der Erfassungsmittel zwischen den Tasten und der Anzeigeeinrichtung programmtechnisch entsprechend eingerichtet ist. 5 shows an electronic device 51 , such as a mobile phone, with a display device 52 for displaying input characters of an input device 54 for inputting characters, as already described in detail above, and a control device 53 for controlling the input device 54 , the display device 52 and the electronic device 51 , which may consist of a processor means and which is adapted to implement a suitable interaction of the plurality of keys for input of characters, the detection means between the keys and the display device according to the program.

Durch die Erfindung können folgende neue Applikationen in die Praxis umgesetzt werden:

– Editoren ohne Tastatur-Umschaltung;
– Schnelleingabe für geometrische Zeichen und Zeichnungen.

By means of the invention, the following new applications can be put into practice:

- editors without keyboard switching;
- Fast input for geometric characters and drawings.

Claims

Input device (EE, 54 ) for inputting characters - with a plurality of keys (TAS) for inputting characters in a first manner, - with detection means (KM) between the keys for detecting movements of an input means, and with a control device ( 53 ) arranged such that the movements of an input means detected by the detection means (KM) for inputting characters in a second manner are converted into a character.

An input device according to claim 1, wherein the input means include a stylus.

An input device according to claim 1, wherein the input means include a finger of a user.

Input device according to one of the preceding Claims, where the characters include digits and / or letters.

Input device according to one of the preceding Claims, in which the control device is set up in such a way that the user selectable is whether characters typed in a first way or in a second way become.