Aufgabe der vorliegenden Erfindung
war daher, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden,
insbesondere ein Navigationsgerät
bereitzustellen, welches Landkarten, Grafiken, Photographien etc.
in hoher Qualität
und Auflösung
darstellen kann, niedrigen Stromverbrauch aufweist und sich durch
deutlich erhöhte
Unempfindlichkeit gegenüber mechanischen
und thermischen Einflüssen
sowie durch gute Lesbarkeit und einen großen nutzbaren Betrachtungswinkel
der Anzeigeeinheit auszeichnet.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch
ein Navigationsgerät,
gekennzeichnet durch
- a) eine Anzeigeeinheit,
gefertigt aus elektronischem Papier,
- b) einen Empfänger
für ein
Positionierungssystem,
- c) eine Eingabeeinheit,
- d) eine zentrale Recheneinheit,
- e) mindestens eine Speichereinheit.
Die Anzeigeeinheit dient, wie weiter
unten ausgeführt,
zur Anzeige von Landkarten, Positionsdaten und gewünschtenfalls
zusätzlicher
Daten. Die Anzeige erfolgt auf elektronischem Papier der untenstehenden
Definition. Neben elektronischem Papier kann die Anzeigeeinheit
noch weitere Bestandteile aufweisen, beispielsweise die Steuerungselektronik des
elektronischen Papiers (welche aber auch alternativ hierzu in einem
die Komponenten (b) bis (e) enthaltenden Gehäuse untergebracht werden kann), eine
eigene Spannungsversorgung, gegebenenfalls einen Empfänger für eine drahtlose
Verbindung mit den übrigen
Baugruppen des Navigationsgeräts, eine
Beleuchtungseinrichtung und dergleichen.
Unter elektronischem Papier, auch
als "elektronische
Tinte" bekannt,
werden Anzeigen verstanden, welche sich durch ihre flache und leichte
Bauweise (typischerweise wenige Millimeter bis unter einem Millimeter
stark, in bestimmten Ausführungsformen
weniger als 100 Mikrometer stark), ihren geringen Stromverbrauch
und ihre hohe Auflösung
(z.B. 50–300
dpi) bei hinreichend hohem Kontrast von meist mindestens 1 : 5 oder
mindestens 1 : 10 auszeichnen, insbesondere Anzeigen, deren Funktion auf
der Orientierung von Pigmenten oder von pigmentierten Partikeln
in lokalen elektrischen Feldern beruht oder welche auf eine andere
Weise, in der Regel durch Anlegen elektrischer Spannungen, meist im
Bereich weniger Sekunden oder sogar weniger als einer Sekunde, eine
lokale Änderung
des Reflektions- oder Transmissionsverhaltens gegenüber sichtbarem
Licht erlauben. Beispielsweise kann elektronisches Papier eine meist
einlagige Schicht kleiner Kapseln enthalten, deren Reflektionsgrad
in Richtung der dem Betrachter zugewandten Seite durch Anlegen lokaler
elektrischer Spannungen verändert werden
kann. In einer Ausführungsform
werden transparente Mikrokapseln (Durchmesser ca. 10–100 μM) erzeugt,
welche eine Suspension gleichsinnig geladener (sog. "elektrophoretischer") Partikel, bevorzugterweise
mit hohem Reflektionsgrad, in einer gefärbten Flüssigkeit, bevorzugterweise
mit niedrigem Reflektionsgrad, aufweisen (Nature 394, S. 253 [1998]).
Wie die
US-A 6,172,798 sowie
die WO 00/77570 lehren, kann ein besonders hoher Kontrastumfang
elektronischen Papiers durch spezielle, beispielsweise konische
Formgebung der Mikrokapseln erreicht werden. Für elektronisches Papier eingesetzte
Mikrokapseln können
einschließlich
der zur Ansteuerung erforderlichen Elektroden und Transistoren in
dünnen
(Stärke
ca. 1 mm oder darunter) Kunststofflagen eingeschlossen werden (Proc.
Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 4835 [2001]), welche sich durch hohe
Flexibilität
auszeichnen (siehe
10 dieser Referenz).
Wird elektronisches Papier wie in der WO 01/02899 beschrieben mit
stabilisierenden Stegen versehen, zeichnet es sich weiterhin durch
eine hohe mechanische Stabilität
aus, welches dieses Material gut für den rauhen Einsatz unter
freiem Himmel geeignet sein läßt. In einer
anderen Ausführungsform elektronischen
Papiers werden annähernd
kugelförmige
Partikel mit einem permanenten Dipolmoment derart in flüssigkeitsgefüllte Kapseln überführt, daß die Ausrichtung
der Partikel mittels angelegter elektrischer Felder verändert werden
kann (
US-A 6,120,588 ).
Weisen die sich in ihrer Ladung unterscheidenden Hemisphären der
Partikel verschiedene Reflektionsgrade auf (beispielsweise eine "weiße" und eine "schwarze" Hemisphäre), so
kann der Reflektionsgrad des diese Partikel enthaltenden Materials
verändert
werden, indem im wesentlichen alle Partikel einer Region gleichsinnig
ausgerichtet werden und wahlweise ihre "weiße" Hemisphäre hohen Reflektionsgrads
oder ihre "schwarze" Hemisphäre niedrigen
Reflektionsgrads der Vorzugsrichtung des Lichteinfalls bzw. dem
Betrachter zugewandt wird. Auch weitere Ausführungsformen sind bekannt oder denkbar,
so beschreibt die
US-A
6,323,989 beispielsweise auf der Aggregation von Nanopartikeln
basierendes elektronisches Papier. Weiterhin ist elektronisches
Papier nicht auf schwarzweiß-Darstellungen bzw.
lediglich zweifarbige Darstellungen eingeschränkt; vielmehr sind auch Ausführungsformen
bekannt, welche mehrfarbige Darstellungen ermöglichen (siehe beispielsweise
US-A 6,323,989 ).
Aus dem Gesagten wird deutlich, daß ein erfindungsgemäßer Einsatz
elektronischen Papiers nicht auf eine bestimmte technische Realisation
limitiert ist, sondern alle Materialien bzw. Anzeigen einschließt, die den
oben genannten Kriterien der flachen und leichten Bauweise, des
geringen Stromverbrauchs, einer hohen Auflösung, eines hohen Kontrasts
und ihrer Fähigkeit,
innerhalb kurzer Zeit zwischen verschiedenen angezeigten bzw. anzuzeigenden
Inhalten zu wechseln, dem erfindungsgemäßen Zweck in hinreichendem
Maße genügen; so
könnten
beispielsweise neben den oben beschriebenen Ausführungsformen elektronischen
Papiers auch sogenannte organische Leuchtdioden (organic light-emitting
diodes, OLEDs) zum Einsatz kommen, welche den weiteren Vorteil aufweisen,
auch im Dunkeln ohne separate Beleuchtung auszukommen. Dementsprechend
ist weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Navigationsgerät, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Anzeigeeinheit, gefertigt aus elektronischem Papier, selbstleuchtend
ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist mit der Anzeigeeinheit, gefertigt
aus elektronischem Papier, eine Anzeigeeinheit gemeint, welche sich
durch (a) flache Bauweise, Dicke typischerweise weniger als ein
Zentimeter, insbesondere Dicke höchstens
zwei Millimeter oder höchstens
ein Millimeter, sowie (b) durch ihre Flexibilität auszeichnet. Unter Flexibilität ist hier
zu verstehen, daß die
Anzeigeeinheit reversibel beliebig häufig gebogen bzw. gewölbt werden kann,
ohne hierbei beschädigt
oder zerstört
zu werden. Typischerweise beträgt
der maximal zulässige Biegungsradius
weniger als 100 cm, bevorzugt weniger als 20 cm, besonders bevorzugt
weniger als 5 cm oder weniger als 2 cm.
In einer besonderen Ausführungsform
ist die Anzeigeeinheit mit einer Beleuchtung ausgestattet, so daß das erfindungsgemäße Navigationsgerät auch bei
schlechten Lichtverhältnissen
oder sogar in völliger
Dunkelheit ohne Nutzung einer externen Lichtquelle einsetzbar ist.
Geeignet hierfür
erscheint beispielsweise die Kombination aus Weißlicht-LEDs, welche sich durch
eine sehr hohe Lichtausbeute auszeichnen und daher bei großer Helligkeit
eine geringe Leistungsaufnahme aufweisen, in Verbindung mit geeigneten,
insbesondere polymerischen Lichtleitern. Bevorzugterweise sind diese
mit der Anzeigeneinheit derart verbunden bzw. in diese eingearbeitet,
daß eine über die
gesamte Fläche
der Anzeige hinweg im wesentlichen gleichmäßig helle Beleuchtung erzielt wird.
Hierbei soll die gegebenenfalls vorhandene Flexibilität der Anzeigeeinheit
nicht aufgehoben werden Weiterhin besonders bevorzugt ist der Einsatz
sogenannter bistabiler oder multistabiler Anzeigen, also von Anzeigen,
welche sich durch einen Schaltvorgang in einen bestimmten Anzeigezustand,
etwa die Anzeige einer gewünschten
Landkarte oder eines aufgerufenen Texts, versetzen lassen und zur
Aufrecherhaltung dieses Anzeigezustands über mindestens mehrere Sekunden,
bevorzugt mehrere Minuten oder mehrere Stunden, keine weitere Energiezufuhr benötigen. Beispielsweise
beschreibt die
US-A 6,323,989 bistabiles
bzw. multistabiles elektronisches Papier. Bistabile oder multistabile
Anzeigen sind für
den Einsatz in erfindungsgemäßen tragbaren Navigationsgeräten besonders
vorteilhaft, da sie sich durch einen besonders geringen Stromverbrauch auszeichnen
und daher die Lebensdauer eines Batteriesatzes deutlich erhöhen können.
Die Größe der Anzeigeeinheit beträgt in einer
bevorzugten Ausführungsform
mindestens 5 × 5 cm,
mindestens 10 × 10
cm oder mindestens 20 × 20 cm,
wobei Breite und Länge
der Anzeigeeinheit nicht identisch sein müssen und wobei sich die angegebenen
Maße auf
die für
eine Anzeige nutzbare Fläche der
Anzeigeneinheit beziehen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
beträgt
die Größe der Anzeigeneinheit
zwischen etwa 8 × 10
cm und etwa 15 × 20
cm.
Bei den anzuzeigenden Landkarten
kann es sich um beliebige zur Orientierung einsetzbare Karten handeln,
insbesondere topographische Karten, Wanderkarten, Stadtpläne, Straßenkarten,
Lagepläne
und dergleichen, selbstverständlich
können
aber auch See- oder Luftwege enthaltende Karten zum Einsatz kommen.
Weiterhin ist es denkbar, Pläne
von künstlich
angelegtem Gelände,
Innenräumen
von Bauwerken etc. zur Anzeige zu verwenden.
Diese Landkarten liegen in Form von
Dateien vor, welche vom Navigationsgerät gelesen bzw. verarbeitet
und von der Anzeigeeinheit angezeigt werden können. Besonders bevorzugterweise
liegen die Dateien in einem Format vor, welches den Austausch mit
externen Geräten
zur elektronischen Datenverarbeitung wie beispielsweise Personal
Computern, Palmtop-Computern
oder sogenannten Personal Digital Assistent (PDA)-Computern erlaubt;
Beispiele für
solche Formate wären
.bmp-, .jpg-, .tif- oder .gif-Dateien. Es wäre aber auch denkbar, spezielle Dateiformate
einzusetzen. Um einen solchen Datenaustausch zu ermöglichen,
weist das erfindungsgemäße Navigationsgerät in einer
bevorzugten Ausführungsform
eine geeignete Schnittstelle auf. In jedem Fall ist es gewünscht, daß mindestens
optional bestehende gedruckte Karten mittels hierfür geeigneter Geräte eingescannt
und die erhaltenen Daten in ein Format gebracht werden können, welches
nach Transfer in die Speichereinheit des erfindungsgemäßen Navigationsgeräts von diesem
verarbeitbar ist und unter Berücksichtigung
der geographischen Koordinaten der eingescannten Karte in eine Anzeige der
Karte oder eines Ausschnitts hiervon umgewandelt werden kann. Hierbei
wird in der Regel der Maßstab
der angezeigten Karte ebenfalls angezeigt. Ferner ist bevorzugt,
daß die
Anzeige einer gegebenen Karte in verschiedenen Maßstäben erfolgen
kann, also beispielsweise ein "Zoomen" auf eine interessierende
Region möglich
ist. Dies kann wahlweise durch eine vergrößerte Anzeige ein und derselben
Datei oder durch Zugriff auf eine andere Datei, welche dieselbe
Ausgangskarte oder eine andere Karte (in anderem Maßstab) derselben
Region enthält,
geschehen Auch in diesem Fall soll der jeweilige Kartenmaßstab dem
Benutzer angezeigt werden. Alternativ zum Scannen in gedruckter
Form vorliegender Karten können
selbstverständlich
in elektronischer Form vorliegende Karten, beispielsweise mittels
hierfür
geeigneter Software erzeugte Karten, direkt, also ohne einen Druck
als Zwischenstufe, in ein geeignetes Dateiformat umgewandelt werden.
Die Anzeige von Karten kann zweifarbig, beispielsweise schwarzweiß, erfolgen,
bevorzugt ist jedoch eine mehrfarbige Anzeige. Es ist weiterhin
denkbar, zusätzlich
zu Landkarten auch die Anzeige von Luftaufnahmen und/oder Satellitenaufnahmen
zu ermöglichen.
Voraussetzung hierfür
ist hinreichende Speicherkapazität
und/oder ausreichende Kompression der diese Aufnahmen in codierter
Form enthaltenden Dateien. Somit umfaßt im folgenden der Begriff
der "Landkarte" oder "Karte" auch Luftaufnahmen
bzw. Satellitenaufnahmen Bei den Positionsdaten handelt es sich um
Daten, die die aktuelle Position des Navigationsgeräts beschreiben.
In einer bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich um Angaben geographischer Breite und Länge (Angaben
in der Regel bezogen auf das Gradnetz, das UTM-Gitter oder das Gauß-Krüger-Gitter),
optional zusätzlich
der WGS84-Höhe
oder der Höhe über Normalnull.
Nähere
Einzelheiten zur Angabe von Positionsdaten können Linke, Orientierung mit
Karte, Kompaß,
GPS 10. Auflage, Herford 2000, entnommen werden. Es kann sich neben
terrestrischen Angaben aber auch um Angaben innerhalb eines geeigneten
anderen Koordinatensystems handeln, beispielsweise um die Position
innerhalb eines über
ein Bauwerk oder eine künstlich
geschaffene Anlage gelegten Koordinatensystems. In einer bevorzugten
Ausführungsform
erfolgt die Angabe der Positionsdaten mittels einer alphanumerischen
Anzeige. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Angabe
der Positionsdaten durch eine entsprechend gekennzeichnete Marke in
der aktuell angezeigten Karte, wobei auch eine Kombination beider
Ausführungsformen
denkbar ist.
Bei den zusätzlichen Daten kann es sich
um beliebige den Benutzer des Navigationsgeräts interessierende oder potentiell
interessierende Daten handeln. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfassen die zusätzlichen
Daten den innerhalb einer vorzugebenden Zeit, insbesondere seit dem
Zeitpunkt des letzten Anschaltens des Navigationsgeräts oder
seit einem anderen vom Benutzer gewählten Zeitpunkt, zurückgelegten
Weg, welcher auf geeignete Weise, insbesondere durch eine meist
farbige, dem Wegverlauf folgende Linie gekennzeichnet, innerhalb
der aktuell angezeigten Karte angezeigt wird. In einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
umfassen die zusätzlichen
Daten eine oder mehrere mögliche
Wegstrecken innerhalb des von der Karte erfaßten Bereichs, beispielsweise empfohlene
Routen oder vom gegenwärtigen
oder einem früheren
Nutzer des erfindungsgemäßen Navigationsgeräts oder
eines mit diesem kompatiblen, d.h. zum Austausch von Positionsdaten
befähigten Navigationsgeräts bereits
zurückgelegte
Routen, wobei auch diese bevorzugterweise innerhalb der aktuell
angezeigten Karte angezeigt werden können. Weiterhin kann es sich
bei den zusätzlichen
Daten um die Himmelsrichtung, in die die vom Navigationsgerät angezeigte
Karte weist, handeln. In diesem Fall ist das Navigationsgerät mit einem
digitalen Kompaß oder
einer vergleichbaren Einrichtung ausgestattet, welche den Verlauf
der Erdmagnetfeldlinien detektieren kann. In einer weiteren besonders
bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich bei den zusätzlichen
Daten um Punkte von Interesse, deren Lage durch geeignete, beispielsweise
farblich hervorgehobene oder durch Symbole ("Icons") gekennzeichnete, Markierungen auf
der angezeigten Karte gekennzeichnet wird. Beispiele für Punkte
von Interesse sind Sehenswürdigkeiten,
Bauwerke, Orte historischer Bedeutung, Orte naturhistorischer Bedeutung,
Aussichtspunkte, landschaftlich herausragende Orte, Landmarken,
Haltestellen öffentlicher
Verkehrsmittel, Geschäfte
einer ausgewählten
Branche, gastronomische Betriebe, Krankenhäuser, Arztpraxen, Tankstellen
und dergleichen. Beim Einsatz erfindungsgemäßer Navigationsgeräte in Innenräumen, beispielsweise
in Museen oder sonstigen Sammlungen, kann die Position besonders
hervorhebenswerter zur Sammlung gehöriger Stücke angezeigt werden; eingeschlossen
sind hier selbstverständlich
auch unter freiem Himmel untergebrachte Sammlungen. In einer besonderen
Ausführungsform
kann der Benutzer alle einer bestimmten Gruppe angehörigen Punkte
von Interesse, beispielsweise alle Aussichtspunkte oder alle Orte
historischer Bedeutung innerhalb des angezeigten Kartenausschnitts,
auf der Karte anzeigen lassen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfassen die zusätzlichen
Daten weitere Informationen zu Punkten von Interesse, welche in Form
von zu lesendem oder gegebenenfalls auch als Klangdatei abrufbarem
Text, Grafiken, tabellarischen Darstellungen, photographischen Darstellungen
und dergleichen vorliegen können.
Um den Abruf von Klangdateien zu ermöglichen, welche sowohl inhaltsgleich
mit von der Anzeigeeinheit optisch anzeigbaren zusätzlichen
Daten als auch von diesen verschieden sein können, weist das erfindungsgemäße Navigationsgerät in einer
besonderen Ausführungsform eine
Anschlußmöglichkeit
für Kopfhörer oder
Ohrhörer
auf. Hierbei ist neben einer Kabelverbindung auch eine drahtlose
Verbindung, beispielsweise eine Infrarot-Verbindung oder eine Funkverbindung,
denkbar. Gut geeignet für
eine drahtlose Verbindung wäre
zum Beispiel die Bluetooth-Technik. Auch wäre denkbar, mittels drahtloser
Anbindung an ein Computer oder Computernetzwerk abrufbare Daten
anzuzeigen. Hierzu würde
das Navigationsgerät
eine Vorrichtung zur drahtlosen Verbindung mit dem Internet oder
einem anderen, beispielsweise lokalen, Computernetzwerk aufweisen.
Beispiele solcher drahtloser Verbindungen wären wireless LAN sowie Bluetooth.
Weiterhin können die zusätzlichen
Daten Navigationshilfen umfassen, beispielsweise die aus Navigationsgeräten des
Stands der Technik bekannte "Highway-Darstellung" oder die Anzeige
der Peilung zu einem gewählten
Zielort.
Weiterhin kann es sich bei den zusätzlichen Daten
um Informationen über
Verkehrsverbindungen innerhalb der angezeigten Karte oder innerhalb
einer anzeigbaren Karte oder verbindend Punkte innerhalb der angezeigten
oder anzeigbaren Karte und Punkte außerhalb hiervon handeln. Die
Gruppe möglicher zusätzlicher
anzeigbarer Daten umfaßt
ferner aktuelle Geschwindigkeit und/oder Durchschnittsgeschwindigkeit
des Benutzers, kalendarische Daten sowie die aktuelle Uhrzeit in
analoger oder digitaler Darstellung, wobei bevorzugterweise eine
Auswahl zwischen verschiedenen Zeitzonen getroffen werden kann und
besonders bevorzugt ist, daß die
auf die aktuelle Position zutreffende Zeitzone vom Navigationsgerät selbsttätig ermittelt
und auf die Zeitanzeige angewendet wird. Hierbei kann die Zeitzone
selbst ebenfalls angezeigt werden, beispielsweise in der Form "17.35 MEZ" oder "10:04 pm (MST)". Auch astronomische
Daten können
angezeigt werden, beispielsweise die Zeitpunkte für Sonnenauf-
und Untergang sowie Mondauf- und Untergang oder für das aktuelle
Datum und die aktuelle Position bestimmte Himmelskarten mit eingetragenen
besonders auffälligen
Himmelskörpern
und/oder Sternbildern Darüber hinaus
kann es sich bei den zusätzlichen
Daten um für
die Durchführung
einer Sportart relevante Ortsinformationen, insbesondere bezüglich des
benutzten Parcours oder Spielfelds handeln, beispielsweise um nähere Angaben
zu bestimmten Arealen eines Golfplatzes. Ein weiteres Beispiel für zusätzliche
Daten sind, insbesondere für
den Einsatz des erfindungsgemäßen Navigationsgeräts unter
freiem Himmel, Überlebensinformationen
wie beispielsweise Verhalten bei Gewitter, Gewinnung von Trinkwasser,
Entfachen von Feuer und dergleichen Schließlich kann es sich bei den
zusätzlichen
Daten auch um vom Navigationsgerät
aus Eingaben des Benutzers zu errechnende Größen handeln; beispielsweise
wäre es
bei der Ausführung
der Anzeigeeinheit als touchscreen möglich, daß das Gerät die Luftlinien-Distanz zwischen
zwei vom Benutzer ausgewählten
Punkten auf der Karte errechnet und anzeigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform
wird das erfindungsgemäße Navigationsgerät als Wanderführer eingesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Navigationsgerät als Reiseführer eingesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Navigationsgerät als Städteführer eingesetzt.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Navigationsgerät als Museumsführer eingesetzt.
Abhängig
von dem Einsatzgebiet können
unterschiedliche Datensätze
im Speicher des Geräts
abgelegt und abrufbar sein. Im Falle eines Wanderführers wird
das Gewicht häufig
auf detaillierten topographischen Karten und Angaben über Besonderheiten
des Geländes,
astronomischen Daten etc. liegen Im Fall eines Reiseführers könnten Straßenkarten,
besondere Sehenswürdigkeiten
sowie weitere Informationen hierzu den Schwerpunkt der abrufbaren
Informationen ausmachen. Bei der Ausführungsform als Städteführer könnten vorgeschlagene
Besichtigungsrouten, Sehenswürdigkeiten,
Nahverkehrsverbindungen sowie die Lage von Restaurants im Mittelpunkt
stehen. Beim Einsatz als Museumsführer könnten "Themen-Routen" vorgeschlagen werden, welche den Benutzer
unter einem von ihm auszuwählenden
thematischen Schwerpunkt zu ausgewählten Exponaten des Museums
oder einer anderen Art von Sammlung führen und ihn an den einzelnen
Stationen mit exponatbezogenen Informationen, etwa in Form von Texten
und Grafiken, versorgen.
Bei dem Empfänger für ein Positionierungssystem
handelt es sich um eine Einrichtung, welche zum Empfang und zur
Verarbeitung von Signalen eines Positionierungssystems geeignet
ist. In einer bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich bei dem Positionierungssystem um ein Satelliten-gestütztes System
wie etwa das "Global
Positioning System" GPS
und sein europäisches
Gegenstück
GALILEO bzw. das "Global
Orbiting Satellite System" GLONASS.
Auch beliebige andere Positionierungssysteme sind einsetzbar, sofern
sie Signale bereitstellen, die zur Positionsbestimmung am Ort des
Empfängers
geeignet sind. Häufig
weist der Empfänger
drei funktionelle Einheiten auf eine Antenne (beispielsweise eine
ACE II GPSTM-Antenne von Trimble Navigation, Ltd.),
den eigentlichen Empfänger
(beispielsweise enthaltend einen SIERRA GPSTM-Chipsatz
von Trimble Navigation) sowie einen Prozessor (beispielsweise einen
von Trimble Navigation vertriebenen GPS-Prozessor).
Die Eingabeeinheit umfaßt mit durch
Farben, Symbole und/oder Zahlen bzw. Buchstaben gekennzeichnete
Tasten oder Eingabefelder und/oder Bedienungselemente, ausgewählt aus
der Gruppe (1) joystick, (2) touchpad, (3) trackball oder dergleichen In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die Anzeigeeinheit als touchscreen ausgestaltet, so daß Eingaben über Berührung gekennzeichneter Felder
(der Eingabefelder) der Anzeigeeinheit vorgenommen werden können. Die
Kennzeichnung der Eingabefelder erfolgt in der Regel über Beschriftung mit
Buchstaben, Wörtern,
Zahlen, Pictogrammen, Symbolen ("Icons") und dergleichen
und kann ein- oder mehrfarbig erfolgen In einer weiteren besonders bevorzugten
Ausführungsform
können
die Eingaben mittels Berührung
der jeweiligen Felder mit einem Finger vorgenommen werden. Es ist
also im Gegensatz zu PDAs nach dem Stand der Technik nicht erforderlich,
einen Eingabestift zu verwenden, was eine wesentlich angenehmere
Handhabung erlaubt. Ermöglicht
wird dies durch die im Vergleich zu PDAs größere Fläche der Anzeigeeinheit, die
auch größere, für die Bedienung
mittels Fingerkuppe geeignete Felder zuläßt. Die Größe der Eingabefelder beträgt bevorzugterweise
mindestens 8 × 8
mm, mindestens 15 × 15
mm oder mindestens 20 × 20
mm, wobei Breite und Höhe
nicht identisch sein müssen.
Auch müssen
die Eingabefelder selbstverständlich
nicht rechteckig sein, sondern können
beliebig gestaltet sein. Allgemein beträgt ihre Fläche bevorzugterweise mindestens
60 mm2, mindestens 100 mm2,
mindestens 200 mm2 oder mindestens 400 mm2. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist mindestens ein Teil der Eingabefelder im wesentlichen entlang
einer Kante der Anzeigeeinheit angeordnet (vgl. 2).
Weiterhin wäre es denkbar, die Eingabeeinheit
derart auszuführen,
daß Spracheingaben
des Benutzers verarbeitet werden können
Die zentrale Recheneinheit (CPU)
integriert die Funktionen der einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Navigationsgeräts. Sie
ist verbunden mit dem Empfänger
für ein
Positionierungssystem, der Eingabeeinheit, der oder den Speichereinheiten,
der Anzeigeeinheit sowie gegebenenfalls weiteren Ausgabeeinheiten.
Eine der Aufgaben der zentralen Recheneinheit ist das Auslesen von
Karteninformation aus der Speichereinheit oder einer der Speichereinheiten,
gefolgt von der Darstellung der Karteninformation mittels der Anzeigeeinheit.
Die entsprechenden Anweisungen hierfür werden der zentralen Recheneinheit
vom Benutzer über
die Eingabeeinheit erteilt. Ferner werden die vom Empfänger für das Positionierungssystem
bereitgestellten Daten von der zentralen Recheneinheit aufbereitet und
ebenfalls auf geeignete Weise mittels der Anzeigeeinheit dargestellt.
Die Speichereinheit stellt die nach
Auswahl durch den Benutzer auszugebenden Daten bereit. Weiterhin
kann die Speichereinheit ein zum Betrieb des erfindungsgemäßen Navigationsgeräts eingesetztes
Betriebsprogramm bereitstellen. Es kann sich beispielsweise um RAM-Speicher
und/oder um eine beliebige andere Art von Speicher handeln, bevorzugterweise
handelt es sich jedoch um nicht-flüchtige Speicherkomponenten.
Neben der fest eingebauten Speichereinheit kann das erfindungsgemäße Navigationsgerät auch austauschbare
Speichereinheiten enthalten oder aufnehmen, beispielsweise in Form von
Speicherkarten (beispielsweise CompactFlash-Karten) oder miniaturisierten Festplattenlaufwerken
(beispielsweise MicroDrive-Laufwerke), welche über geeignete Steckplätze mit
dem Gerät
verbunden werden können.
Für
weitere Einzelheiten bezüglich
der Komponenten (b) bis (e) wird verwiesen auf die
US-A 6,349,263 .
In einer bevorzugten Ausführungsform
befinden sich die Komponenten (b) bis (e) in einem gemeinsamen Gehäuse. Dieses
kann mit der Anzeigeeinheit starr verbunden, mittels einer gegebenenfalls trennbaren
Drahtverbindung verbunden oder mittels einer drahtlosen Verbindung
verbunden sein. Beispiele für
drahtlose Übertragungssysteme
sind wireless LAN sowie Bluetooth-Systeme. In einer Ausführungsform
ist die Anzeigeeinheit rolloartig aufgewickelt und abwickelbar in
einem ergonomisch geformten Gehäuse
aufbewahrt, in welchem sich außerdem die
Komponenten (b) bis (e) befinden (vgl. 3). Zum Gebrauch läßt sich die Anzeigeeinheit
soweit aus dem Gehäuse
herausziehen, bis sie vollständig abgewickelt
ist, und nach Gebrauch unter Aufrollen dort wieder unterbringen
Die elektrische Verbindung zwischen den im Gehäuse befindlichen Komponenten
und der Spannungsversorgung einerseits und der Anzeigeeinheit andererseits
kann beispielsweise über
Schleifkontakte am Wickelkern und/oder eine induktive Verbindung
erfolgen. In einer anderen Ausführungsform
sind die Komponenten (b) bis (e) mittels flexibler Leiterbahnen
ausgeführt
und sowohl miteinander als auch direkt mit der Anzeigeeinheit verbunden.
In einer weiteren Ausführungsform
sind das die Komponenten (b) bis (e) enthaltende Gehäuse und
die Anzeigeeinheit über
eine drahtlose Verbindung miteinander verbunden. Die drahtlose Verbindung
hat bei dieser Ausführungsform
eine Reichweite von mindestens 1 m, bevorzugterweise von mindestens
5 m oder von mindestens 10 m. In dieser Ausführungsform ist die Empfangseinheit
der drahtlosen Verbindung mit der Anzeigeeinheit verbunden. Weiterhin
zeichnet sich diese Ausführungsform
durch eine weitere Spannungsversorgung für Empfangs- und Anzeigeeinheit
aus. Bei der drahtlosen Verbindung kann es sich etwa um eine Funkverbindung (wireless
LAN, Bluetooth) oder bei hinreichend kleiner zu übertragender Datenmenge um
eine Infrarotverbindung handeln. In einer anderen Ausführungsform
sind das die Komponenten (b) bis (e) enthaltende Gehäuse und
die Anzeigeeinheit mittels einer gegebenenfalls trennbaren Drahtverbindung
verbunden, die beispielsweise als flexibles Spiralkabel ausgeführt sein
kann. Dieses Kabel übernimmt
in der Regel auch die Spannungszufuhr zur Anzeigeeinheit. In einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
befinden sich die Komponenten (b), (d) und (e) in einem gemeinsamen,
meist ergonomisch ausgeführten, Gehäuse, welches
mit der Anzeigeeinheit verbunden ist. Die Anzeigeeinheit ist in
dieser Ausführungsform als
touchscreen ausgebildet und bildet somit mit der Eingabeeinheit
eine Einheit. Es ist bevorzugt, daß die Anzeigeeinheit entlang
einer ihrer Kanten mit dem Gehäuse
verbunden ist und die touchscreen-Eingabefelder im wesentlichen
entlang der gegenüberliegenden
Kante der Anzeigeeinheit angeordnet sind (vgl. 2). In einer besonderen Ausführungsform ist
das Navigationsgerät
für Linkshänder wendbar ausgebildet:
Im "Rechtshänder-Betrieb" liegt das Gehäuse in der
linken Hand, und die touchscreen-Bedienung
erfolgt mit der rechten Hand (in der Regel mit dem Daumen, während die
Eingabeeinheit mit den übrigen
Fingern von der Unterseite unterstützt wird). Im "Linkshänder-Betrieb" wird das Gerät um 180° gedreht,
so daß das
Gehäuse
nun in der rechten Hand liegt und die Bedienung mit der linken Hand
erfolgt. Weiterhin enthält
das genannte Gehäuse
in den oben beschriebenen Ausführungsformen
selbstverständlich
die Spannungsversorgung des Navigationsgeräts, in der Regel in Form von
Batterien oder Akkus. Als weitere Spannungsversorgung denkbar wäre eine
externe Spannungsquelle, die über
eine geeignete Anschlußmöglichkeit
mit dem Navigationsgerät verbunden
werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Navigationsgerät
tragbar und als handgehaltenes Gerät ausgeführt. Mittels geeigneter Halterungen kann
das Gerät
weiterhin an oder in Fahrzeugen montiert werden, wobei ggf. eine
Anschlußmöglichkeit
für eine
externe Antenne vorzusehen ist. Weiterhin ist es möglich, daß die Anzeigeeinheit
fest in eine Innenverkleidung, etwa eine Konsole, oder ein Armaturenbrett
eines Fahrzeugs integriert wird. Aufgrund der erzielbaren Flexibilität elektronischen
Papiers ist es ohne weiteres möglich,
die Anzeigeeinheit auch in gewölbte
Bereiche einer Verkleidung zu integrieren. Bei einem solchen Einsatz
in Fahrzeugen erfolgt die Bedienung des Geräts bevorzugt über touchscreen oder
Spracheingabe. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Navigationsgerät tragbar und
in einem Transportbehältnis
wie beispielsweise einer Umhängetasche,
einer Tragetasche, einer Packtasche, einem Koffer, einem Rucksack
oder einem anderen tragbaren Behälter
angebracht oder anbringbar. Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Anzeigeeinheit
und gegebenenfalls die Eingabeeinheit derart in das Material des
Transportbehältnisses eingearbeitet
oder auf andere Weise am Transportbehältnis angebracht ist, daß die Anzeigeeinheit
von außerhalb
des Transportbehältnisses
einsehbar und gegebenenfalls das Navigationsgerät bedienbar ist. Beispielsweise
könnte
es sich bei dem Transportbehältnis
um eine Fahrradlenkertasche oder einen Motorrad-Tankrucksack handeln.
Die Anzeigeeinheit wäre
dann derart in den jeweiligen Deckel der Lenkertasche oder des Tankrucksacks
eingearbeitet, daß der
Fahrer ohne die Tasche zu öffnen
oder von seinem Fahrzeug abzusteigen die angezeigte Karte sowie
weitere gewünschte
Informationen einsehen kann. Im Inneren der Lenkertasche oder des Tankrucksacks
könnte
sich dann ein Fach befinden, welches der Aufnahme des die Komponenten
(b), (d) und (e) enthaltenden Gehäuses dient. Bei dieser Ausführungsform
ist die Ausführung
der Anzeigeinheit als touchscreen besonders bevorzugt. In einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
ist das Navigationsgerät
tragbar und an einem Sportgerät
angebracht oder anbringbar; beispielsweise wäre es denkbar, die Anzeigeeinheit
des Navigationsgeräts
in das Segel eines Surfbretts einzuarbeiten. In einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
ist das Navigationsgerät
tragbar, und die Anzeigeeinheit ist an einem Kleidungsstück, insbesondere
einer Jacke, besonders bevorzugt am unteren Abschnitt eines der Jackenärmel, angebracht.
Das die Komponenten (b), (d) und (e) enthaltende Gehäuse ist
dann häufig
in einer hierfür
vorgesehenen Tasche des Kleidungsstücks untergebracht und steht
mit der Anzeigeeinheit in elektrischer Verbindung.
Im übrigen wäre es selbstverständlich möglich, erfindungsgemäße Navigationsgeräte mit weiteren
Funktionen auszustatten. Bedingt durch die fortschreitende Miniaturisierung elektronischer
Baugruppen wäre
es beispielsweise denkbar, die Funktion als Mobiltelefon und/oder
die Funktion als Digitalkamera in erfindungsgemäße Navigationsgeräte zu integrieren.
Bei hinreichender Datenübertragungsrate
wäre es
somit auch von fast beliebigen Orten aus möglich, aktuell benötigte Daten
wie beispielsweise Karten oder andere Informationen zu empfangen
und mittels der Anzeigeeinheit anzuzeigen.
Abbildungen
Es zeigen
1a–d Blockdiagramme
verschiedener Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Navigationsgeräts,
2 eine
bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Navigationsgeräts, wobei
im einzelnen
- 1. das den Empfänger für ein Positionierungssystem,
die zentrale Recheneinheit, mindestens eine Speichereinheit sowie
die Spannungsversorgung enthaltende Gehäuse,
- 2. einen Steckplatz für
einen austauschbaren Speicherbaustein,
- 3. eine Anschlußmöglichkeit
zum Datenaustausch mit externen Computern, beispielsweise ein USB-Anschluß,
- 4. eine Anschlußmöglichkeit
für einen
Kopfhörer oder
einen Ohrhörer,
- 5. die Anzeigeeinheit, gefertigt aus elektronischem Papier,
welche hier den Ausschnitt aus einem Stadtplan zeigt,
- 6. touchscreen-Eingabefelder einschließlich Pfeiltasten zum Bewegen
des Auswahlzeigers (Nr. 10),
- 7. Anzeige der aktuellen Position sowie des zurückgelegten
Weges,
- 8. Anzeige einer Sehenswürdigkeit
oder eines markanten Bauwerks durch ein Symbol,
- 9. Kennzeichnung der Sehenswürdigkeit
durch eine fortlaufende Nummer,
- 10. Auswahlzeiger, mittels dessen zusätzliche Informationen zu ausgewählten Objekten
abgerufen werden können,
- 11. Fenster zur Anzeige zusätzlicher
Informationen wie etwa Texte, Graphiken oder Photographien
darstellt.
3 eine
weitere bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Navigationsgeräts, wobei
im einzelnen
- 1. das den Empfänger für ein Positionierungssystem,
die Eingabeeinheit, die zentrale Recheneinheit, mindestens eine
Speichereinheit sowie die Spannungsversorgung enthaltende Gehäuse,
- 2. die Tasten der Eingabeeinheit,
- 3. einen Steckplatz für
einen austauschbaren Speicherbaustein,
- 4. eine Anschlußmöglichkeit
zum Datenaustausch mit externen Computern, beispielsweise ein USB-Anschluß,
- 5. eine Anschlußmöglichkeit
für einen
Kopfhörer oder
einen Ohrhörer,
- 6. die Anzeigeeinheit, gefertigt aus elektronischem Papier,
welche nach Gebrauch im Gehäuse
aufgerollt werden kann und welche hier im abgewickelten Zustand
den Ausschnitt aus einem Stadtplan zeigt,
- 7. Anzeige der aktuellen Position sowie des zurückgelegten
Weges,
- 8. Anzeige einer Sehenswürdigkeit
durch ein Symbol,
- 9. Kennzeichnung der Sehenswürdigkeit
durch eine fortlaufende Nummer,
- 10. Auswahlzeiger, mittels dessen zusätzliche Informationen zu ausgewählten Objekten
abgerufen werden können,
- 11. Fenster zur Anzeige zusätzlicher
Informationen wie etwa Texte, Graphiken oder Photographien
darstellt.