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Title:
CONTACT-SENSITIVE MULTIPLE TURNING KNOB FOR AN ADAPTIVE DIALOG METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/009909
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and device which allow a user to make a selection from the range of functions of a technical system. A system of several concentric, contact-sensitive turning knobs (1, 2, 3) is used for selecting functions from a range of functions which is progressively widened and represented on a variable optical display device (11). The desired function is selected through an additional input action. For users who are non-trained or who are interested only in basic functions, the number of turning knobs can be reduced to one so that the complexity of the dialog can be decreased. With progressive training, the user can gradually use the other turning knobs and include functions associated to said buttons in the interaction. On the contrary, the trained user can optionally access all of the turning knobs immediately. Said turning knobs are provided with contact sensors (7, 9, 9) so that the representation on the variable optical display corresponds to the turning knob which is under contact. According to the contact time of each turning knob, which is determined by the contact sensors, help information can be made available to the user, in the form of acoustic and/or optical information and optionally with a stepped intensity.

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Inventors:
GEISER GEORG (DE)
BUBB PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/007200
Publication Date:
February 08, 2001
Filing Date:
July 26, 2000
Export Citation:
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Assignee:
GEISER GEORG (DE)
BUBB PETER (DE)
International Classes:
G05G1/01; G05G1/08; G06F3/0362; G06F3/0482; H01H19/14; (IPC1-7): H01H19/14; G06F3/033
Foreign References:
EP0366132A21990-05-02
EP0822119A21998-02-04
GB962098A1964-06-24
EP0644566A11995-03-22
EP0059378A11982-09-08
Attorney, Agent or Firm:
Geiser, Georg (Reinhold-Schneider-Str. 71H Karlsruhe, DE)
Geiser, Georg (Reinhold-Schneider-Str. 71H Karlsruhe, DE)
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Claims:
Patentanspruche
1. Verfahren und Vorrichtung für einen an den Benutzer adaptierbaren MenschMaschine Dialog, bestehend aus Eingabeelement und variabler optischer Anzeige, dadurch gekennzeichnet, dass ein System von mehreren konzentrischen berührungssensitiven Drehknöpfen verwendet wird, mit denen Funktionen aus einem schrittweise erweiterten Funk tionsangebot angewählt werden können, das auf einer variablen optischen Anzeige dargestellt wird. Mit einer zusätzlichen Eingabeaktion wird die angewählte Funktion ausgewählt.
2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von innen nach aul3en auf ein schrittweise erweitertes Funk tionsangebot zugegriffen werden kann.
3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von auben nach innen auf ein schrittweise erweitertes Funk tionsangebot zugegriffen werden kann.
4. Verfahren und Vorrichtung nach Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äul3eren Drehknöpfe versenkt und bei Bedarf manuell oder automatisch ausgefahren werden können, damit für den ungeübten oder nur an Grundfunk tionen interessierten Benutzer eine Verringerung der Komplexität des Dialogs durch Be schränkung des Funktionsangebotes erreicht wird.
5. Verfahren und Vorrichtung nach Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Drehknöpfe versenkt und bei Bedarf manuell oder automatisch ausgefahren werden können, damit für den ungeübten oder nur an Grund funktionen interessierten Benutzer eine Verringerung der Komplexität des Dialogs durch Beschränkung des Funktionsangebotes erreicht wird.
6. Verfahren und Vorrichtung nach Ansprüchen 1,2 oder 3,4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Drehknöpfe mit Drückfunktion ausgestattet sind, so dass neben der Anwahl der Funktion auch ihre Auswahl erfolgen kann ("Enter"Funktion).
7. Verfahren und Vorrichtung nach Ansprüchen 1,2 oder 3,4 oder 5,6 dadurch gekennzeichnet, dass die Drehknöpfe mit Ziehfunktion ausgestattet sind, so dass neben der Anwahl der Funktion auch ihre Auswahl rückgängig gemacht werden kann ("Undo"Funktion).
8. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein einziger Drehknopf verwendet wird, der taktil/haptisch unterscheidbar in mehrere, z. B. 3 Zonen unterteilt ist, so dass durch die mit Berührungs sensoren ausgestatteten Zonen ein virtueller Mehrfachdrehknopf entsteht.
9. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem der Drehknöpfe anund ausgewählte Funktion nicht nur auf der variablen optischen Anzeige angezeigt wird, sondern auch akustisch durch eine Sprachausgabe übermittelt wird.
10. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Hilfe der Berührungssensoren erfasste Berührzeit des jeweiligen Drehknopfes dazu benutzt wird, dem Benutzer HilfeInformation in optischer und/oder akustischer Form und gegebenenfalls in abgestuftem Umfang darzubieten.
11. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrfachdrehknopf und die variable optische Anzeige räumlich benachbart angeordnet werden, entweder nebeneinander oder in der Weise, dass die variable optische Anzeige den im Zentrum positionierten Mehrfachdrehknopf umgibt.
12. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrfachdrehknopf und die variable optische Anzeige räumlich getrennt angeordnet werden.
13. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrfachdrehknopf und die variable optische Anzeige räumlich getrennt angeordnet werden und die variable optische Anzeige so positioniert wird, dass sie dicht unterhalb der normalen Blickrichtung des Fahrers liegt.
Description:
Erfindungsbeschreibung : Berührungssensitiver Mehrfachdrehknopf für adaptierbares Dialog- verfahren 1 Anwendungsgebiet Die Erfindung betriff ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des An- spruchs 1. Sie ermöglicht dem Benutzer die an seine individuellen Bedürfnisse angepasste Be- nutzung von Dialogsystemen, wie sie bei der Interaktion mit technischen Systemen verwendet werden, beispielsweise bei Kraftfahrzeuginformations-, Telekommunikations-und Unterhaltungs- elektroniksystemen. Diese Systeme sind durch zunehmenden Funktionsumfang und damit verbun- dener anwachsender Komplexität gekennzeichnet. Schwerpunktmäßig betrifft die Erfindung das Gebiet der Kraftfahrzeuginformationssysteme, bei denen neben dem Ziel der an den Benutzer an- gepassten Bedienbarkeit noch die Forderung nach möglichst geringer Ablenkung des Fahrers von der Beobachtung des Verkehrsgeschehens hinzukommt, d. h. es soll weitgehend Blindbedienung möglich sein.

2 Stand der Technik Es ist bekannt, im Bereich der geometrischen Arbeitsplatzgestaltung dem Benutzer die Möglich- keit zu geben, die Arbeitsbedingungen an seine individuellen Bediirfnisse anzupassen (verstellbare Stühle, Autositze, Rückspiegel usw.). Dagegen ist die Anpassbarkeit bei der informationstechni- schen Arbeitsplatzgestaltung kaum gegeben, lediglich Lautstärke und Klangparameter beim Radio oder die Helligkeit bei aktiven optischen Anzeigen sind hier zu erwähnen. Weiter gibt es vorwie- gend bei Rechnern die Möglichkeit, sogenannte Benutzerprofile einzurichten, mit denen der Be- nutzer Einfluss auf die Gestaltung des Mensch-Maschine-Dialogs nehmen kann.

3 Nachteile des Standes der Technik Ein Mangel der heute verfügbaren Dialogverfahren ist darin zu sehen, dass sie einen starren Dia- log für alle Benutzer bieten, so dass die Dialogeigenschaften von Informationssystemen nicht oder nur in sehr eingeschränkter Weise auf die Erfordernisse der verschiedenen Benutzer abgestimmt werden. Die Möglichkeit der Abspeicherung persönlicher Dialogeinstellungen in einem Benutzer- profil ist nur einem begrenzten Kreis von Benutzern zugänglich ist, der in der Lage ist, ein solches Benutzerprofil zu erstellen. Als wichtige Aufgabe stellt sich daher die Entwicklung von Verfahren für anpassbare Informationssysteme, entweder in Form adaptierbarer, d. h. vom Benutzer gesteu- erter, oder adaptiver, d. h. automatischer sich entsprechend der Bedürfnisse des Benutzers verän- dernder Systeme. Im folgenden wird ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen adaptierbaren Dialog beschrieben, die es dem Benutzer erlauben, den Dialog entsprechend seinem Übungsgrad zu verändern. Dabei wird angenommen, dass der Benutzer mit zunehmendem Übungsgrad in der Lage ist, einen Dialog wachsender Komplexität zu beherrschen und dass die Komplexität eines Dialogs wesentlich durch die Zahl der verfügbaren Funktionen bestimmt wird.

4 Aufgabe der Erfindung Die Erfindung verfolgt das Ziel, dem Benutzer einen Dialog mit einem technischen System zu ermöglichen, bei dem er die Benutzung an seine individuellen Bedürfnisse anpassen kann. Als Nebenbedingung wird das weitere Ziel angestrebt, dass der Benutzer weitgehende Blind- betätigung durchführen kann.

5 Lösung Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Verfahren und Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs I gelöst.

Eine Hauptaktivität des Benutzers eines technischen Systems besteht in der Wahl einer Funktion aus einem Angebot von mehreren Funktionen. Diese Wahl umfasst bei Verwendung eines Dreh- knopfes zwei Schritte, nämlich im ersten Schritt die Anwahl der gewünschten Funktion durch Drehung des Knopfes und im zweiten Schritt die Auswahl der angewählten Funktion z. B. durch Drücken des Drehknopfes oder durch Betätigen einer separaten Eingabetaste. Erfindungsgemäß wird dem Benutzer zur An-und Auswahl aus dem Funktionsangebot eines technischen Systems neben einer variablen optischen Anzeige ein System von mehreren (z. B. 3) konzentrischen Dreh- knöpfen mit diskreten, taktil/haptisch wahrnehmbaren Drehstellungen zur Verfügung gestellt, mit denen er auf ein schrittweise erweitertes Funktionsangebot zugreifen kann. Für den ungeübten oder nur an Grundfunktionen interessierten Benutzer können die Drehknöpfe bis auf einen ver- senkt werden, so dass dadurch eine Verringerung der Komplexität des Dialogs erreicht wird. Mit zunehmender Übung kann der Benutzer schrittweise die anderen Drehknöpfe herausziehen und die mit ihnen verknüpften Funktionen in seine Interaktion einbeziehen. Der geübte Benutzer dage- gen kann sofort wahlfrei auf sämtliche Drehknöpfe zugreifen. Die Drehknöpfe sind mit Berüh- rungssensoren ausgestattet, so dass die Darstellung auf der variablen optischen Anzeige an den gerade berührten Drehknopf angepasst wird. In Abhängigkeit von der mit Hilfe der Berührungs- sensoren ermittelten Berührzeit des jeweiligen Drehknopfes kann dem Benutzer Hilfe-Information in optischer und/oder akustischer Form sowie gegebenenfalls in abgestuftem Umfang dargeboten werden.

6 Vorteile der Erfindung Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen berührungssensitiven Mehrfachdrehknopf ergeben sich folgende Vorteile : Ungeübte Benutzer werden zu Beginn nur mit einer eingeschränkten Funktionalität kon- frontiert.

* Mit zunehmender Übung kann das zugreifbare Funktionsangebot schrittweise erweitert werden.

Geübte Benutzer können das zugreifbare Funktionsangebot uneingeschränkt nutzen.

* Durch mehrere Drehknopfe an Stelle von nur einem wird das Funktionsangebot stärker parallel dargeboten, d. h. der Zugriff erfordert eine geringere Anzahl von Auswahlaktionen. w Die mehreren Drehknöpfe sind in hohem Maße fiir Blindbetätigung geeignet. Das Auffinden und Auswählen der Drehknöpfe erfordert keine Auge-Hand-Koordination. Lediglich die An- und Auswahl der auf dem Bildschirm dargestellten Funktionen erfordert dies. Im Vergleich zur Verwendung eines einzigen Drehknopfes ist somit die visuelle Ablenkung erheblich reduziert.

* Durch Ansage der mit den Drehknöpfen angewählten Funktionen per Sprachausgabe kann die Möglichkeit der Blindbetätigung zusätzlich gesteigert werden.

* Durch Ermittlung der Berührzeit mit Hilfe der Berührungssensoren kann dem Benutzer Hilfe- Information in optischer und/oder akustischer Form und gegebenenfalls in abgestuftem Um- fang dargeboten werden.

* Durch die Unterstützung der Blindbetätigung eignet sich die Erfindung besonders für den Anwendungsfall Kraftfahrzeuginformationssysteme.

Das adaptierbare Dialogverfahren erfüllt die Forderung, zwischen den Ausprägungsformen mög- lichst plausible Übergänge zu bieten, damit der Benutzer beim allmählichen Übergang vom Zu- stand des Ungeübten zu dem des Geübten unterstützt wird. Mit dem vorgestellten generischen Konzept für einen adaptierbaren Dialog werden dem Benutzer Dialogformen angeboten, die vom Minimal-bis zum Maximalumfang des Funktionsangebotes reichen. Mit wachsender Übung kann er von einer zunehmenden Anzahl von Funktionen Gebrauch machen, oder er kann bei Überforde- rung zu einer vorhergehenden Stufe zurückkehren. Wichtig ist, dass die Anpassungsstufen auf- wärtskompatibel sind und dass die Übergänge zwischen ihnen keine Brüche darstellen. Ein in die- ser Weise adaptierbarer Dialog erscheint insbesondere auch für ältere Benutzer nützlich, da sie vorwiegend in die Gruppe der Benutzer eingeordnet werden können, die geringe Übung besitzen oder die einen Dialog mit geringer Komplexität wünschen. Dadurch dass die Anpassung des Dia- logs vom Benutzer gesteuert wird, kann unterschiedlicher Lerngeschwindigkeit Rechnung getragen werden.

7 Beschreibung von Ausführungsbeispielen Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall von drei konzentrischen Drehknöpfen (Drei- fachdrehknopf) ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 : Schnitt durch das System der drei konzentrischen Drehknöpfe.

Figur 2 : Versenkung der äußeren Drehknöpfe.

Figur 3 : Virtueller Mehrfachdrehknopf, realisiert durch drei mit Berührungssensoren ausgestattete Zonen.

Figur 4 : Auf der variablen optischen Anzeige dargestellte Information bei Berühren des inneren, mittleren und äußeren Drehknopfes.

In der Figur 1 ist der Dreifachdrehknopf mit drei Drehknöpfen 1,2 und 3 dargestellt. Für die Erfassung von Drehbewegungen sind Sensoren 4 vorhanden, die beispielsweise mechanisch oder optisch ausgebildet sein können. Weitere Merkmale des Dreifachdrehknopfes : * Bei Übergang von Drehknopf 1 über 2 nach 3 wird wachsender Funktionsumfang zugreifbar.

Die Drehknöpfe 2 und 3 sind in den Räumen 5 versenkbar, so dass ein Ungeübter nur Dreh- knopf 1 vorfindet.

* Die Federn 6 unterstützen das Herausziehen der Drehknöpfe 2 und 3 für den Fall der Benut- zung durch Geübte.

* Die Drehknöpfe sind mit Berührungssensoren 7,8 und 9 ausgestattet, so dass nur die Dre- hung des (mit z. B. 2-Finger-Griff) berührten Drehknopfes ausgewertet wird. Ein Beispiel für solche Berührungssensoren sind Elektroden, die am Umfang der Drehknöpfe in axialer Rich- tung angeordnet sind. Beim Berühren mit den Fingern werden durch die Haut leitende Verbin- dungen zwischen mindestens zwei Elektroden hergestellt, die durch Messung des elektrischen Widerstandes erfasst werden konnen.

* Die Drehknöpfe sind taktil (unterschiedliche Riffelungen grob, mittel, fein) und farblich unter- scheidbar.

* Die Drehknöpfe weisen diskrete, taktil/haptisch wahrnehmbare Drehstellungen auf.

* Der jeweils berührte Drehknopf führt zu einer veränderten Darstellung der wählbaren Funktio- nen auf der variablen optischen Anzeige.

* Die Drehköpfe führen zu einem von innen nach außen zunehmenden Funktionsangebot ; auch die umgekehrte Richtung ist möglich.

* Das Funktionsangebot wird von innen nach außen zunehmend spezieller ; auch die umgekehrte Richtung ist möglich.

* Die Drehknöpfe erlauben ein wahlfreies Wechseln zwischen Menüebenen ohne Umschaltauf- wand in Form von Tastenbetätigung.

* Die Drehknöpfe können gegebenenfalls auch mit einer Driickfunktion in axialer Richtung zur Auswahl einer angewählten Funktion ausgestattet werden ("Enter").

* Die Drehknöpfe können gegebenenfalls auch mit einer Ziehfunktion in axialer Richtung zur Rückgängigmachung der ausgewählten Funktion ausgestattet werden ("Undo").

* Die Drehknöpfe können gegebenenfalls auch mit einer Driickfunktion in radialer Richtung zur Auswahl einer angewählten Funktion ausgestattet werden ("Enter").

* Die Drehknöpfe können gegebenenfalls auch mit einer Auslenkfunktion in radialer Richtung nach Art eines Steuerknüppels zur Auswahl einer angewählten Funktion ausgestattet werden ("Enter").

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Drehknöpfe 2 und 3 für Geübte automatisch ausgefahren werden können. In Figur 2 ist dargestellt, wie die beiden äußeren Dreh- knöpfe versenkt werden können.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass nur ein einziger Drehknopf verwendet wird, der taktil/haptisch unterscheidbar in mehrere, z. B. 3 Zonen unterteilt ist (Figur 3), so dass mit an den Zonen angebrachten Berührungssensoren ein virtueller Mehrfachdrehknopf entsteht.

Die Form des virtuellen Mehrfachdrehknopfes ist so zu wählen, dass die Erfassung der jeweils berührten Zone mit den Berührungssensoren zweifelsfrei möglich ist. Die gleichzeitige Berührung mehrerer Zonen kann verhindert werden durch an den Abmessungen der Finger orientierte Wahl der Größe der Zonen und durch stufenformige Übergänge zwischen den Zonen des Drehknopfes (Figur 3). Für ungeübte Benutzer können äußere Zonen des virtuellen Mehrfachdrehknopfes elektrisch deaktiviert werden.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die mit Hilfe der Berührungssensoren erfasste Berührzeit des jeweiligen Drehknopfes dazu benutzt, dem Benutzer Hilfe-Information in optischer und/oder akustischer Form und gegebenenfalls in abgestuftem Umfang darzubieten. Als Berühr- zeit wird dabei die Zeitspanne bezeichnet, während der ein Drehknopf ohne Unterbrechung be- rührt, aber nicht gedreht wird. Wenn mittels eines gerade berührten Drehknopfes ein Funktion angewählt wurde, können beispielsweise in Abhängigkeit von der Berührzeit T folgende Inhalte auf der variablen optischen Anzeige und mittels einer zusätzlichen akustischen Anzeige (Sprach- ausgabe) dargestellt werden : BerührzeitTInhaltdervariablenInhaltderakustischeAnzeige optischeAnzeige(Sprachausgabe) T < T, Funktionsbezeichnung T,<T<T2FunktionsbezeichnungFunktionsbezeichnung T>T2FunktionsbezeichnungHilfe-Information:Erläuterungder Funktion Figur 4 zeigt den Dreifachdrehknopf mit den Drehknöpfen 1,2 und 3 zusammen mit der variablen optischen Anzeige 11 bei Zugriff auf die drei Funktionsebenen Primär-, Sekundär-und Tertiär- funktionen. Im folgenden werden diese Funktionsebenen fur dans Beispiel eines Autoradios in Klammern angegeben. Der jeweils berührte Drehknopf ist schwarz dargestellt. Im oberen Teil der Figur 4 wird der innere Knopf berührt und dementsprechend werden auf der variablen optischen Anzeige verschiedene Primärfunktionen (Sender i-1, Sender i und Sender i+1) zur Auswahl darge- stellt. Im mittleren Teil der Figur 4 wird der Inhalt der variablen optischen Anzeige bei Berührung des mittleren Drehknopfes gezeigt. Dadurch werden Sekundärfunktionen (Abruf gespeicherter Sender, CD-und Kassettenbetrieb) zugreifbar. Die Berührung des äußeren Drehknopfes schließ- lich ermöglicht die Benutzung von Tertiärfunktionen (Sender speichern, Filter setzen und Klang einstellen), wie der untere Teil von Figur 4 zeigt.