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Patent Searching and Data


Title:
CONTROL AND INPUT DEVICE WITH A SEAT ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/025531
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a control and input device (1) with a seat element (2), for machines (3) and computers (4), the control and input device (1) being movable in all three dimensions and about the corresponding rotational axes. The respective movements or movement changes are recorded mechanically or optically by light scanning using light or laser diodes and transmitted to a computer or other electronic circuitry.

Inventors:
GLÖCKL, Josef (Ammerseestr. 6, Kirchheim, 85551, DE)
Application Number:
EP2007/007543
Publication Date:
March 06, 2008
Filing Date:
August 29, 2007
Export Citation:
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Assignee:
GLÖCKL, Josef (Ammerseestr. 6, Kirchheim, 85551, DE)
International Classes:
G05G1/52; G06F3/033; G06F3/01; G06F3/0338
Domestic Patent References:
1992-10-15
2003-11-27
1996-01-18
Foreign References:
DE20008085U12000-08-24
DE10004340A12001-08-02
DE20017953U12001-03-15
US5613690A1997-03-25
DE29704478U11997-04-24
DE102006006725A12006-11-09
Other References:
S. BECKHAUS, K. J. BLOM, M. HARINGER: "A new gaming device and interaction method for a First-Person-Shooter" INTERNET ARTICLE, [Online] 19. Dezember 2005 (2005-12-19), XP002460986 Gefunden im Internet: URL:http://web.archive.org/web/20051219094057/http://imve.informatik.uni-hamburg.de/publications/ChairIO_FPS-CSam2005-BeckhausBlomHaringer.pdf> [gefunden am 2007-12-03]
Attorney, Agent or Firm:
SPERLING, Rüdiger (Staeger & Sperling, Müllerstr. 3, München, 80469, DE)
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Claims:
Ansprüche:

1. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) mit einem Sitzelement (2) für Maschinen (3) und Computer (4), wobei die Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) in allen drei Dimensionen und entsprechenden Rotationsachsen bewegbar ist, wobei die entsprechenden Bewegungen bzw. Bewegungsänderungen mechanisch oder optisch über Lichtscannung unter Verwendung von Leucht- oder Laserdioden erfasst und einem Rechner oder an andere elektronische Schaltkreise weitergegeben werden.

2. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Sitzelement (2) ein Koordinatenkreuz (5) definiert und das Sitzelement (2) um jede der Koordinatenachsen schwenkbar und/oder rotierbar gehalten ist.

3. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens eine Lichtquelle (6) und mindestens eine Reflektorfläche (7) an Teilen der Steuerungs- und Eingabe- Vorrichtung (1) angeordnet ist, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei die

Reflektorfläche (7) im Strahl des Lichts angeordnet ist.

4. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (8) zur Erfassung des von der Lichtquelle ausgesendeten und der Reflektorfläche (7) reflektierten Streulichts vorgesehen ist.

5. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) die Bewegungsänderungen in Signale umwandelt und an den Rechner oder elektronische Schaltkreise weiterleitet.

6. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle ein LED geeigneten Spektrums ist.

7. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle ein Laser ist.

8. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzelement (2) eine Platte (9) aufweist, deren Verschiebung von einem örtlich festgelegten Detektor (10) erfassbar ist.

9. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Platte an einer das Sitzelement (2) tragenden Pendelsäule

(1 1) angeordnet ist.

10. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelsäule (11) in einem Pendelgelenk (12) an einem Fuß gehalten ist.

11. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelsäule (11) an einem Fuß (13) gehalten ist und die Platte den Fuß bzw. einen Teil des Fußes zumindest teilwei- se überdeckt.

12. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fuß einen Kranz aufweist und die Pendelsäule (1 1) mittels mindestens eines Verbindungsstegs an dem Kranz gehalten ist, wobei der De- tektor an dem Verbindungssteg angeordnet ist und die Platte den Verbindungssteg zumindest im Bereich des Detektors überdeckt.

13. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzelement (2) mittels einer Welle (14) drehbar an der Pendelsäule (11) gehalten ist und die Drehbewegung der

Welle (14) mittelbar oder unmittelbar durch mindestens einen an der drehfesten Säule angeordneten Detektor oder Sensors erfassbar ist.

14. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) in der Pendelsäule (11) federnd aufgenommen ist und der Federweg über einen Detektor (10') mittelbar oder unmittelbar erfassbar ist.

15. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren die Qualität der Bewegung (schnell, langsam, Beschleunigung) in entsprechende Signale umsetzen kann.

16. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen bzw. Bewegungsänderungen mittels Beschleunigungssensoren, Neigungssensoren oder Dehnungsmessstreifen (15) erfassbar ist.

17. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Pendelgelenk (12) der Pendelsäule

(11) als ein Gummigelenk ausgebildet ist.

18. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmessstreifen (15) an oder innerhalb des Gummigelenks angeordnet sind.

19. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Beschleunigungssensoren oder Neigungssensoren (20) im Bereich der Pendelsäule (1 1) oder des Sitzelement (2) angeordnet sind.

20. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1 ) mit einem Sitzelement (2) für Maschinen und Computer, wobei die Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) in allen drei Dimensionen und entsprechenden Rotationsachsen bewegbar ist, wobei die ent- sprechenden Bewegungen bzw. Bewegungsänderungen über eine mechanische

Bewegungserfassung mit Hilfe eines Track-Ball- oder Computermaus-Prinzips (16) erfasst und einem Rechner oder an andere elektronische Schaltkreise weitergegeben werden.

21. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) mit einem Sitzelement (2) für Maschinen und Computer, wobei die Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) in allen drei

Dimensionen und entsprechenden Rotationsachsen bewegbar ist, wobei die entsprechenden Bewegungen bzw. Bewegungsänderungen über eine Bewegungserfassung mit Hilfe des Computerlasermausprinzips erfasst und einem Rechner oder an andere elektronische Schaltkreise weitergegeben werden.

22. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) mit einem Sitzelement (2) für Maschinen und Computer, wobei die Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) in allen drei Dimensionen und entsprechenden Rotationsachsen bewegbar ist, wobei das Sitzelement (2) nach Art einer Taumelscheibe gehalten ist und die Taumel- und Drehbewegung über einen an dem Sitzelement (2) angeordneten Zapfen an ei- nen Trackball übertragbar ist.

23. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) mit einem Sitzelement (2), einem Fußteil und einem zwischen dem Sitzteil (2) und dem Fußteil im unbelasteten Zustand im wesentlichen vertikal angeordnetem Zwischenteil, wobei das Sitzteil (2) gegenüber dem Fußteil gefedert vertikal und drehbar beweglich ist, und wobei das Zwi- schenteil kipp- und rückstellbar mit dem Fußteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzvorrichtung unmittelbar oder mittelbar Mittel aufweist, mit denen eine räumliche Lageänderung des Sitzteils (2) und/oder des Zwischenteils, oder zumindest Teile derer, feststellbar ist.

24. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1 ) nach Anspruch 23, dadurch gekenn- zeichnet, dass die räumliche Lageänderung die Bewegungen des Sitzteils (2) und/oder des Zwischenteils in vertikaler, horizontaler, drehender und zu allen Seiten kippender Richtung umfasst.

25. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lageänderung extern an der Sitzvorrichtung angeordnet sind und der Bewegung der Sitzvorrichtung entsprechend mitbewegbar sind.

26. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lageänderung ein Magnetfeld erzeugen, das durch die räumliche Lageänderung des Sitzteils (2) und/oder des Zwischenteils gestört wird.

27. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lageänderung als Sensoren (17) ausgebildet sind.

28. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren Drucksensoren, resistive Sensoren, Induktionsauf- nehmer, Differentialtransformator, Induktive Sensoren, Wirbelstromaufnehmer, induktiver Näherungsschalter, Magnetfeldsensoren, magnetoelastische Sensoren, kapazitive Sensoren, piezoelektrische Sensoren, optoelektronische Sensoren, Temperatursensoren oder Bimetall-Sensoren sind.

29. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lage ein Signal bezüglich der Lage oder der Lageänderung des Sitzteil (2) und/oder Zwischenteils erzeugen.

30. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal an einen Rechner oder eine Steuerungsvorrichtung übertragbar und von diesen verwertbar ist.

31. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 27 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal von dem Rechner oder der Steuerungsvorrichtung als ein Steuerungssignal umsetzbar ist.

32. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die übertragung (18) des Signals mittels einer Kabel-, Bluetooth-, Infrarot- oder Funkverbindung verwirklicht ist.

33. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lageänderung an dem Sitzteil (2), dem Zwischenteil oder der Aufnahme des Zwischenteils im Fußteil angeordnet sind.

34. Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Feststeilung der räumlichen Lageänderung an bestehende Steuerungs- und Eingabevorrichtungen nachrüstbar sind.

35. Verwendung der Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) der Ansprüche 1 bis 34 als Steuerungs- und Eingabemittel für Rechner, vorzugsweise als Ersatz für die Richtungstasten eines Keyboards, die Bewegung einer Maus oder die Bewegung eines Joysticks oder Gamepads und als Ersatz für mindestens eine Aktionstaste.

36. Verwendung der Steuerungs- und Eingabevorrichtung (1) der Ansprüche 1 bis 35 als Steuerungs- und Eingabemittel für Maschinen (3) und Computer (4).

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Description:

STAEG E R & S P E RLI NG

PATENTANWäLTE - EU ROPEAN PATENT ATTORNEYS EUROPEAN TRADEMARK ATTORN EYS

MüLLERSTR. 3, 8O469 MüNCHEN

TEL: + + 49-89-266O6O

FAX: + + 49-89-26O37O6

E-MAIL: MAIL@STAEGER-SPERLI NG.DE

Josef Glöckl

G 425 PCT SP/hae

Steuerungs- und Eingabevorrichtung mit einem Sitzelement

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Steuerungs- und Eingabevorrichtung mit einem Sitzelement für Maschinen und Computer, wobei die Steuerungs- und Eingabevorrichtung in allen drei Dimensionen und entsprechenden Rotationsachsen bewegbar ist und die entsprechenden Bewegungen bzw. Bewegungsänderungen mechanisch oder optisch über Lichtscannung unter Verwendung von Leuchtoder Laserdioden erfasst und einem Rechner oder an andere elektronische Schaltkreise weitergegeben werden.

Bisherige Eingabevorrichtungen wie Keyboards, Joysticks, eine Computermaus oder sonstige manuell zu bedienende Steuermittel sind aus verschiedenen Gründen nachteilig. Zum einen werden die Tätigkeiten meist im Sitzen ausgeführt, wobei der Mensch im statischen Zustand verweilt und insbesondere der Rücken nachhaltig geschädigt werden kann. Dies führt bei vielen überwiegend im Sitzen arbeitenden Menschen zu chronischen Rückenschmerzen und für die Arbeitgeber kostenintensiven Ausfällen. Zum anderen werden in vielen Tätig- keitsbereichen die Hände für die eigentlich zu verrichtende Arbeit benötigt, bei-

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spielsweise bei der Bedienung von Maschinen oder bei gestalterischen Tätigkeiten, gleichzeitig müssen sie jedoch häufig eine vergleichsweise simple Eingabeaufforderung von Richtungsbewegungen erledigen. Folglich können die Richtungseingabe und die eigentliche Arbeit nur nacheinander ausgeführt wer- den.

Ausgehend von den beschriebenen Nachteilen ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Steuerungs- und Eingabevorrichtung bereitzustellen, zu deren Bedienung keine Hände benötigt werden.

Nachfolgend werden vielseitige mögliche Variationen und vorteilhafte Ausge- staltungen der Erfindung erläutert, die untereinander kombinierbar sind, soweit dies technisch möglich ist und die Merkmale nicht im Widerspruch zueinander stehen.

Die Steuerungs- und Eingabevorrichtung definiert an dem Sitzelement ein Koordinatenkreuz und das Sitzelement ist um jede der Koordinatenachsen schwenkbar und/oder rotierbar gehalten.

Bei der Steuerungs- und Eingabevorrichtung kann jeweils mindestens eine Lichtquelle und mindestens eine Reflektorfläche an Teilen der Steuerungs- und Eingabevorrichtung angeordnet sein, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Reflektorfläche im Strahl des Lichts angeordnet ist.

Die Steuerungs- und Eingabevorrichtung kann mindestens einen Sensor zur Erfassung des von der Lichtquelle ausgesendeten und der Reflektorfläche reflektierten Streulichts vorsehen.

Vorteilhafterweise wandelt der Sensor der Steuerungs- und Eingabevorrichtung die Bewegungsänderungen in Signale um und leitet diese an den Rechner oder elektronische Schaltkreise weiter.

Die Lichtquelle der Steuerungs- und Eingabevorrichtung kann ein LED geeigneten Spektrums oder ein Laser sein.

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Es ist auch von Vorteil, dass das Sitzelement eine Platte aufweisen kann, deren örtliche Verschiebung von einem örtlich festgelegten Detektor erfassbar ist und die Platte an einer das Sitzelement tragenden Pendelsäule angeordnet sein kann.

Vorteilhafterweise kann die Pendelsäule der Steuerungs- und Eingabevorrichtung in einem Pendelgelenk an einem Fuß gehalten sein.

Auch kann die Pendelsäule an einem Fuß gehalten sein und die Platte den Fuß bzw. einen Teil des Fußes zumindest teilweise überdecken.

Der Fuß der Steuerungs- und Eingabevorrichtung kann einen Kranz aufweisen und die Pendelsäule mittels mindestens eines Verbindungsstegs an dem Kranz halten, wobei der Detektor an dem Verbindungssteg angeordnet sein kann und die Platte den Verbindungssteg zumindest im Bereich des Detektors überdek- ken.

Das Sitzelement kann mittels einer Welle drehbar an der Pendelsäule gehalten sein und die Drehbewegung der Welle mittelbar oder unmittelbar durch mindestens einen an der drehfesten Säule angeordneten Detektor oder Sensors erfassbar sein.

Die Welle kann in der Pendelsäule federnd aufgenommen und der Federweg über einen Detektor mittelbar oder unmittelbar erfassbar sein.

Die Detektoren der Steuerungs- und Eingabevorrichtung können die Qualität der Bewegung (schnell, langsam, Beschleunigung) in entsprechende Signale umsetzen.

Auch können bei einer weiteren Ausführungsform die Steuerungs- und Eingabevorrichtung die Bewegungen bzw. Bewegungsänderungen mittels Beschleu-

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nigungssensoren, Neigungssensoren oder Dehnungsmessstreifen erfassbar sein.

In einer besonderen Ausführungsform kann das Pendelgelenk der Pendelsäule der Steuerungs- und Eingabevorrichtung als ein Gummigelenk ausgebildet sein, wobei die Dehnungsmessstreifen an oder innerhalb des Gummigelenks angeordnet sein können.

Bei einer Verwendung von Beschleunigungssensoren oder Neigungssensoren können diese im Bereich der Pendelsäule oder des Sitzelements angeordnet sein.

Die Bewegungen bzw. Bewegungsänderungen der Steuerungs- und Eingabevorrichtung können bei einer weiteren Ausführung über eine mechanische Be- wegungserfassung mit Hilfe eines Track-Ball- oder Computermaus-Prinzips er- fasst und einem Rechner oder an andere elektronische Schaltkreise weitergegeben werden.

Bei einer weiteren Ausführung können die Bewegungen bzw. Bewegungsänderungen der Steuerungs- und Eingabevorrichtung über eine Beweg ungserfas- sung mit Hilfe des Computerlasermausprinzips erfasst und einem Rechner oder an andere elektronische Schaltkreise weitergegeben werden.

Bei einer noch weiteren Ausführung kann das Sitzelement der Steuerungs- und Eingabevorrichtung nach Art einer Taumelscheibe gehalten und die Taumel- und Drehbewegung über einen an dem Sitzelement angeordneten Zapfen an einen Trackball übertragbar sein.

Die Erfindung betrifft auch eine Steuerungs- und Eingabevorrichtung mit einem Sitzelement, einem Fußteil und einem zwischen dem Sitzteil und dem Fußteil im unbelasteten Zustand im wesentlichen vertikal angeordnetem Zwischenteil (z.B. eine Pendelsäule), wobei das Sitzteil gegenüber dem Fußteil gefedert ver- tikal und drehbar beweglich ist, und wobei das Zwischenteil kipp- und rückstell-

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bar mit dem Fußteil verbunden ist, wobei die Sitzvorrichtung unmittelbar oder mittelbar Mittel aufweisen kann, mit denen eine räumliche Lageänderung des Sitzteils und/oder des Zwischenteils, oder zumindest Teile derer, feststellbar ist.

Die räumliche Lageänderung der Steuerungs- und Eingabevorrichtung kann die Bewegungen des Sitzteils und/oder des Zwischenteils in vertikaler, horizontaler, drehender und zu allen Seiten kippender Richtung umfassen.

Die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lageänderung können extern an der Sitzvorrichtung angeordnet und der Bewegung der Sitzvorrichtung entsprechend mitbewegbar sein.

Eine andere Ausführung der Steuerungs- und Eingabevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lageänderung ein Magnetfeld erzeugen können, das durch die räumliche Lageänderung des Sitzteils und/oder des Zwischenteils gestört wird.

Auch können die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lageänderung als Sen- soren ausgebildet sein.

Die Sensoren können unter anderem Drucksensoren, resistive Sensoren, Induktionsaufnehmer, Differentialtransformator, Induktive Sensoren, Wirbelstromaufnehmer, induktiver Näherungsschalter, Magnetfeldsensoren, magnetoelastische Sensoren, kapazitive Sensoren, piezoelektrische Sensoren, optoelektroni- sehe Sensoren, Temperatursensoren oder Bimetall-Sensoren sein.

Vorteilhaft ist, dass die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lage ein Signal bezüglich der Lage oder der Lageänderung des Sitzteils und/oder Zwischenteils erzeugen können, wobei das Signal an einen Rechner oder eine Steuerungsvorrichtung übertragbar und von diesen verwertbar ist.

Auch ist das Signal von dem Rechner oder der Steuerungsvorrichtung als ein Steuerungssignal umsetzbar.

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Die übertragung des Signals der Steuerungs- und Eingabevorrichtung kann mittels einer Kabel-, Bluetooth-, Infrarot- oder Funkverbindung oder anderen dem Fachmann bekannten Datenübertragungsvarianten verwirklicht sein.

Alternativ können die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lageänderung der Steuerungs- und Eingabevorrichtung an dem Sitzteil, dem Zwischenteil oder der Aufnahme des Zwischenteils im Fußteil angeordnet sein.

Vorteilhaft ist auch, dass die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lageänderung an bestehende Steuerungs- und Eingabevorrichtungen nachrüstbar sein können.

Weiter ist es vorteilhaft dass die Steuerungs- und Eingabevorrichtung zur Verwendung als Steuerungs- und Eingabemittel für Rechner, vorzugsweise als Ersatz für die Richtungstasten eines Keyboards, die Bewegung einer Maus oder die Bewegung eines Joysticks oder Gamepads und als Ersatz für mindestens eine Aktionstaste geeignet sind.

Auch günstig ist, dass die Steuerungs- und Eingabevorrichtung zur Verwendung als Steuerungs- und Eingabemittel für Maschinen und Computer geeignet sind.

Weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Die Darstellung in den beigefügten Figuren erfolgt beispielhaft und schematisch. In den Figuren sind jeweils gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ferner sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Steuerungs- und Eingabevorrichtung in der Seitenansicht;

Fig. 2a eine schematische Darstellung einer Steuerungs- und Eingabevorrichtung verbunden mit einem Rechner;

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Fig. 2b eine schematische Darstellung einer Steuerungs- und Eingabevorrichtung verbunden mit einer Maschine;

Fig. 3 eine weitere Ausführung der Steuerungs- und Eingabevorrichtung in der Seitenansicht;

Fig. 4 eine Pendelsäule mit vertikal beweglicher Welle in einer Schnittansicht;

Fig. 5 einen oberen Teil einer Steuerungs- und Eingabevorrichtung in der Seitenansicht;

Fig. 6a eine Querschnittsansicht einer Ausführung des Pendelgelenks mit Pendelsäule;

Fig. 6b eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführung des Pendelgelenks mit Pendelsäule;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführung der Pendelsäule mit Welle;

Fig. 8 eine Ansicht eines unteren Abschnitts der Pendelsäule in einer weiteren alternativen Ausführung;

Fig. 9a eine Draufsicht auf eine Pendelsäule mit daran angeschlossener Bewe- gungserfassungsmimik;

Fig. 9a eine Seitenansicht der Pendelsäule von Fig. 9a;

Fig. 10 eine Seitenansicht auf einen oberen Teil der Steuerungs- und Eingabe- Vorrichtung in einer alternativen Ausführung;

Fig. 11 eine weitere Ausführung der Bewegungserfassung der Pendelsäule in der Seitenansicht;

Fig. 12 eine Schnittansicht eines Hockers mit einer Bewegungserfassung im Fußteil; und

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Fig. 13 eine Schnittansicht eines Steh-Sitzes mit einer weiteren alternativen Erfassung der Bewegung der Pendelsäule.

In Fig. 1 ist eine Steuerungs- und Eingabevorrichtung 1 in der Seitenansicht dargestellt. Die Steuerungs- und Eingabevorrichtung 1 ist bei der gezeigten Ausführung wie eine Art Hocker ausgebildet und umfasst ein Sitzelement 2, das von einer unterseitig angeordneten Pendelsäule 11 , die vorzugsweise mittig befestigt ist, getragen wird. Die Pendelsäule 11 erstreckt sich in vertikaler Richtung senkrecht in ein am Fuß 13 angeordnetes Pendelgelenk 12. Mittels dem Pendelgelenk 12 ist es der Steuerungs- und Eingabevorrichtung 1 ermög- licht, das Sitzelement 2 mit der Pendelsäule 11 in allen Dimensionen des Koordinatenkreuzes 5 zu bewegen. Somit kann das Sitzelement 2 mit der Pendelsäule 11 zum Beispiel in seitliche Richtung ausgelenkt werden, wie es durch die strichpunktierten Linien dargestellt ist. Neben der ermöglichten Pendelbewegung in der aufgespannten X,Y-Ebene kann das Sitzelement 2 mit der Pendel- säule 11 ferner um eine Vertikalachse Z rotieren und auch beispielsweise durch Verwendung einer Gasdruckfeder die Position der eingestellten Höhe in Z- Richtung variieren. Das Fußteil 13 ist bei dieser Ausführung als eine Art Platte ausgebildet, es können jedoch auch Streben mit Rollen vorgesehen sein, so dass die gesamte Eingabevorrichtung 1 in X- und Y-Richtung beweglich ist.

In den Fig. 2a und 2b ist die Steuerungs- und Eingabevorrichtung 1 mittels einer übertragung 18 an einen Computer 4 bzw. eine Maschine 3 angekoppelt, so dass die jeweiligen Bewegungen an dem Sitzelement 2 mittelbar an die Maschine 3 bzw. den Computer 4 übertragen werden können. Bei einer übertragung der Bewegung auf einen Computer 4 können beispielsweise die Bewe- gungsrichtungen eines Cursors oder von Figuren in Computerspielen durch eine entsprechenden Bewegung des Sitzelements 2 erzielt werden, ohne dass eine entsprechende Verwendung von Joysticks, einer Computermaus oder des Keyboards vonnöten wäre. Bei einer übertragung der Bewegung des Sitzelements 2 auf eine Maschine 3 gemäß Fig. 2b kann beispielsweise das Werkzeug gemäß der Bewegung des Sitzelements 2 in den verschiedenen Richtungen

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des Koordinatensystems bewegbar sein. Zur Erfassung der Bewegungen kann innerhalb des Pendelgelenks 12 eine Sensorik verbaut sein, die die jeweilige Bewegung der Pendelsäule in entsprechende Signale an den Computer 4 oder die Maschine 3 umwandelt.

In Fig. 3 ist eine Ausführung der Steuerungs- und Eingabevorrichtung 1 dargestellt, bei der zwischen dem Pendelgelenk 12 und dem Fußteil 13 eine Platte 9 gelagert ist. Bei einer Auslenkung des Sitzelements 2 mit der Pendelsäule 11 verschiebt sich die Platte in die der Pendelbewegung gegenüberliegende Richtung, wobei diese Verschiebung von einem auf dem Fuß 13 angeordneten, ört- lieh festgelegtem Detektor 10 erfasst und als entsprechendes Signal zur übertragung 18 bereitgestellt wird. Zur Gewährleistung der seitlichen Verschiebung der Platte 9 können beispielsweise Rollen vorgesehen sein. Der übersichtlichkeit wegen ist auf zusätzliche, die Bewegung der Platte 9 begrenzende Einrichtungen in Fig. 3 verzichtet. Der Detektor 10 weist vorzugsweise eine Licht- quelle auf, die ein auf der Unterseite der Platte 9 aufgebrachtes Erkennungsmuster scannt und so die entsprechende Bewegung erfasst. Zusätzlich weist die den Fuß 13 teilweise überdeckende Platte 9 einen Drucksensor (nicht gezeigt) auf mittels dem Druckbewegungen durch das Sitzelement 2 und die Pendelsäule 11 auf die Platte 9 erfassbar sind. Somit kann beispielsweise eine Ak- tivität im Sinne einer Maustaste bei der Computermaus, des "Feuerknopfes" bei einem Joystick oder der "Enter"-Taste auf dem Keyboard bestätigt werden. Alternativ kann der Drucksensor auch im Bereich der Rollen am ' Fuß 13 vorgesehen sein.

Fig. 4 zeigt eine Pendelsäule 11 mit vertikal beweglicher Welle 14 in einer Schnittansicht. Die Welle 14 ist vorgesehen, um die Vertikalbewegung (Z- Richtung) und die rotierende Bewegung des Sitzelements 2 zu ermöglichen, wobei zur Erfassung der jeweiligen Bewegung unterschiedliche Lösungen an der Pendelsäule 11 vorgesehen sein können. Beispielsweise kann die Pendelsäule 11 eine Kammer aufweisen, in der ein Ball gemäß des Computer- mausprinzips 16 rollbar gelagert ist, so dass eine Bewegung der Welle 14 in

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vertikaler oder rotierender Richtung eine entsprechende Gegenbewegung des Balles auslöst, die wiederum von einem Detektor erfasst wird und in ein entsprechendes Signal zur übertragung umwandelbar ist. Alternativ kann an der Pendelsäule 11 eine Lichtquelle 6 angeordnet sein, die zur Lichtscannung auf eine auf der Welle 14 angeordnete Reflektorfläche 7 strahlt und über eine Musterung der Reflektorfläche 7 die jeweilige Bewegung der Welle 14 in entsprechende Signale zur übertragung umwandelt. Alternativ kann an der Pendelsäule 11 ein Sensor 8 zur Erfassung des von der Lichtquelle 6 ausgesendeten und von der Reflektorfläche 7 reflektierenden Streulichts vorgesehen sein, wo- bei über den Sensor 8 die Bewegungsänderung der Welle 14 als Signal übertragbar ist. Die Reflektorfläche 7 ist auf der Welle 14 so dimensioniert, dass sie sich auch in den Extrempositionen der Welle 14 noch immer im Strahl der Lichtquelle 6 befindet. Als Lichtquelle 6 kann vorzugsweise ein LED geeigneten Spektrums oder ein Laser verwendet werden, so dass sowohl die Vertikal- als auch die Drehbewegung der Welle 14 mittelbar oder unmittelbar durch einen an der drehfesten Säule angeordneten Detektor oder Sensor erfassbar ist.

In Fig. 5 ist das Sitzelement 2 mit der darunter angeordneten Pendelsäule 11 dargestellt, wobei die Welle 14 der Pendelsäule 11 beispielsweise als eine Gasdruckfeder ausgebildet ist und federnd aufgenommen ist. über einen au- ßenseitig an der Welle 14 angeordneten Detektor 10' ist der Federweg der

Welle 14 mittelbar oder unmittelbar erfassbar und in ein Signal für Rechner oder andere elektronische Schaltkreise umwandelbar.

Grundsätzlich sind als Sensoren oder Detektoren solche zu einzusetzen, die die Qualität der Bewegung in entsprechende Signale umsetzen können. Unter Qualität der Bewegung ist die Art der Bewegung, d.h. eine schnelle, langsame oder auch beschleunigte Bewegung zu verstehen. Als Sensoren oder Detektoren können folglich vorzugsweise Beschleunigungssensoren, Neigungssensoren oder Dehnungsmessstreifen 15 verwendet werden.

In Fig. 6a ist eine Querschnittsansicht einer Ausführung des Pendelgelenks mit darin aufgenommener Pendelsäule 11 dargestellt. Die Pendelsäule 11 weist

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außenseitig Sensoren 17 zur Erfassung der Bewegung in vertikaler und rotierender Richtung auf. In der gezeigten Ausführung ist das Pendelgelenk 12 als ein Gummigelenk ausgebildet, das gemäß der Pendel-, Dreh- und Vertikalbewegungen des Sitzelements 2 entsprechend zusammengedrückt wird. Diese Lageänderungen des Gummigelenks werden erfasst und in Signale zur übertragung umgewandelt. Beispielsweise sind an dem Gummigelenk in Umfangs- richtung im Abstand von ca. 90° Sensoren 17 zur Erfassung der Neigung bzw. Pendelbewegung der Pendelsäule 11 angeordnet. Alternativ können an oder innerhalb des Gummigelenks Dehnungsmessstreifen 15 vorgesehen sein, die ebenfalls die Bewegung der Pendelsäule 11 erfassen.

Fig. 6b zeigt eine alternative Ausführungsform des Pendelgelenks 12, das in dieser Ausführung ebenfalls als ein Gummigelenk ausgebildet ist und Kammern 19 aufweist, in denen Sensoren zur Erfassung des Luftdrucks angeordnet sind. Bei einer Pendelbewegung der Pendelsäule 11 verändert sich der Luftdruck in den Luftkammern 19 je nach der Pendelrichtung. Die Luftdruckunterschiede werden in den über das Gummigelenk verteilten Luftkammern 19 erfasst und als Signale nach außen übertragen. In der gezeigten Ausführung ist lediglich eine Luftkammer 19 dargestellt, diese sind jedoch vorzugsweise an den Seitenrändern übereinander angeordnet, über den Umfang verteilt und auch im Bo- denbereich des Gummigelenks zur Erfassung von vertikalen Druckbewegungen (Aktivtaste) vorgesehen.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführung zur Erfassung der Bewegung der Welle 14 dargelegt, indem um die Welle 14 eine Bewegungserfassungsvorrichtung vorgesehen ist, die in der dargestellten Ausführung sowohl über Lichtscannung und Verwendung von Leucht- oder Laserdioden als auch über eine mechanische Erfassung mit Hilfe von Rollen gemäß des Computermausprinzips 16 verfügt. Zur Erfassung der Pendel- und Drehbewegung ist bodenseitig eine Lichtquelle 6 vorgesehen, die auf eine der übersichtlichkeit wegen in Draufsicht dargestellte Reflektorfläche 7 strahlt und somit die Pendel- und Drehbewegun- gen der Pendelsäule 11 mit der Welle 14 erkennt. Durch die Aufnahme von Er-

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fassungssystemen wie dem Computermausprinzip 16 oder der Sensorik in einer zusätzlichen Bewegungserfassungsvorrichtung ist gewährleistet, dass die Erfassung der Bewegung auch an bestehende Pendelhocker nachrüstbar ist.

In Fig. 8 ist eine alternative Ausführung zur Erfassung der räumlichen Lageän- derung des Sitzelements 2 mit der Pendelsäule 11 dargestellt. Diese Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Feststellung der räumlichen Lageänderung extern an der Sitzvorrichtung angeordnet sind und der Bewegung der Sitzvorrichtung entsprechend mitbewegbar sind. Eine Auslenkung der Pendelsäule 11 um einen Winkel 0 verursacht unmittelbar eine Lageänderung des ex- tern angeordneten Mittels zur Feststellung dieser Lageänderung. Bei der gezeigten Vorrichtung ist dieses Mittel mit einem auf eine Track-Ball 21 einwirkenden elastischen Bügel 21 ausgeführt. Von der "Track-Ball"-Einrichtung 22 wird die Lageänderung der Pendelsäule 11 erfasst und als Signal übertragen. Diese mechanische Erfassung der Bewegung bzw. Bewegungsänderung ist beson- ders kostengünstig zu realisieren. Alternativ könnte anstatt des "Track-Ball"- Prinzips mittels des Bügels 21 auch eine Art Computermaus bewegt werden, die z.B. als Computerlasermaus ausgebildet ist und auf einer entsprechenden Erfassungsberfläche über den Untergrund mitbewegt wird. In einer alternativen nicht gezeigten Ausführung kann das Sitzelement 2 als eine Taumelscheibe ausgebildet sein und die Taumel- und Drehbewegungen mittels eines Zapfens auf den Track-Ball 22 übertragbar sein.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausführung mit einer externen Vorrichtung zur Erfassung der Lageänderung des Sitzelements 2 und der Pendelsäule 11 dargestellt. Der Fußteil 13 ist mittels Streben 24 als Kranz ausgebildet, wobei die Pendel- säule 11 im Zentralbereich im Fußteil 13 angeordnet ist. Von der Pendelsäule 11 erstreckt sich ein Arm 23 radial nach außen über zumindest einen Teil der Strebe 24 des Fußteils 13. Auf der Strebe 24 ist oberseitig eine Vorrichtung zur Erfassung der Lageänderung vorgesehen, die in der gezeigten Ausführung als Kugel gemäß des Computermausprinzips 16 ausgeführt ist. Es ist jedoch auch möglich, in dem oberseitigen Bereich der Streben 24 eine Lichtscannung mit

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einer Lichtquelle und gegenüberliegender Reflektorfläche vorzusehen, um die Lageänderung der Pendelsäule 11 festzustellen.

In Fig. 10 ist das Sitzelement 2 mit der in Z-Richtung einstellbaren Welle 14 in einer Seitenansicht dargestellt, wobei ein Sensor 20 zur Erfassung der Lageän- derung direkt im Sitzteil 2 im Bereich der Befestigung zur Welle 14 vorgesehen ist. Der Sensor 20 kann im Inneren des Sitzelements 2 an beliebiger Stelle positioniert sein. Vorzugsweise werden als Sensor 20 Beschleunigungssensoren und/oder Neigungssensoren verwendet. An der Stelle der Sensoren 20 können alternativ Mittel vorgesehen sein, die ein um die Steuerungs- und Eingabevor- richtung 1 erzeugtes Magnetfeld so stören, dass die räumliche Lageänderung des Sitzteils und/oder des Zwischenteils erfassbar ist.

Das bei den verschiedenen Ausführungsformen durch die erfasste Lageänderung erzeugte Signal kann jeweils an einen Rechner, eine Steuerungsvorrichtung oder andere elektronische Schaltkreise übertragen und von diesen in ent- sprechende Bewegungen verwertet werden. Die übertragung der Signale erfolgt entweder mittels einer Kabel-, Bluetooth-, Infrarot- oder Funkverbindung.

In Fig. 11 ist eine weitere Ausführung zur Erfassung der Pendel- und Drehbewegung der Pendelsäule 11 mit dem Sitzelement 2 dargestellt. Auf dem Fuß 13 ist eine Bewegungseinrichtung 25 positioniert, die mit der gelagerten Pendel- säule 11 verbunden und sich bezüglich ihrer Pendelbewegung in eine entsprechend Gegenrichtung bewegt. Drehbewegungen werden hingegen gleichfalls durch Drehbewegungen der Erfassungseinrichtung 25 umgesetzt. Den steten Kontakt zum Fuß 13 bei vertikalen Längenänderungen (beispielsweise beim Federn mit der Gasdruckfeder) ist durch eine Verbindungssicherung 26, bei- spielsweise eine Feder, gewährleistet. über die Verbindungssicherung 26 ist es auch möglich, Druckbewegungen auf das Sitzelement 2 auf die Bewegungseinrichtung 25 zu übertragen und entsprechend umsetzen. Wie bereits oben dargelegt können somit auch Eingabefunktionen wie bei einer Aktivtaste (Enter, Maustaste, Feuerknopf) realisiert werden. Als Bewegungseinrichtung 25 ist in der einfachsten Ausführung eine Computermaus mit mechanischer oder La-

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serfunktion vorgesehen.

Grundsätzlich sind die aufgezeigten Lösungen nicht auf die Verwendung eines Hockers beschränkt, vielmehr können beispielsweise auch Steh-Sitze, Stehhilfen oder dergleichen verwendet werden.

Die Fig. 12 zeigt eine weitere alternative Ausführung. Dabei ist vorgesehen, dass bei einer Belastung des Sitzelements 2 die Gasdruckfeder der Pendelsäule 11 nach unten gedrückt wird und sich dabei ein diese vertikale Bewegung ermöglichendes elastisches Element 27 verformt. Die durch die Verformung entstehende Längenänderung des elastischen Elements 27 kann mittels Senso- ren (nicht gezeigt) gemessen und als Signal an einen Rechner oder dergleichen weitergeleitet werden. Zur Messung der Längenänderung können eine Längenmessung mittels Laser-Entfernungsmessung oder eine elektronische Messung eingesetzt werden. Es versteht sich, dass auch bei dieser Ausführung sämtlichen vorstehend aufgezeigten Sensoren und Messeinrichtungen verwen- det werden können. Ferner ist bei einer Ausführung gemäß Fig. 12 eine elektromagnetische Erfassung der Auslenkung bereitgestellt. An einer Verlängerung der Pendelsäule 11 ist ein Magnet 29 angeordnet, dessen Magnetfeld einen an einer runden öffnung des Fußes 13 angebrachten Leiter 28 schneidet. Die durch eine Auslenkung bzw. Drehung der Pendelsäule 11 mit dem Sitzelement 2 erzeugten Störung werden erfasst und als Bewegungssignal weitergeleitet.

Fig. 13 zeigt den unteren Teil eines Stehsitzes, wobei die Pendelsäule 11 in dem Fußteil 13 aufgenommen ist. Die Pendelsäule 11 umfasst eine Gasdruckfeder mit der die Höhe des nicht gezeigten Sitzteils variiert werden kann. Die Pendelsäule 11 ist in einen Konus 30 eingesteckt, durch den die Auslenkungs- bewegungen der Pendelsäule 11 auf das elastische Element 27' übertragen werden. Bei einer Auslenkung wird das elastische Element 27' gequetscht und weicht in die gegebenen Freiräume aus. Zur Erfassung sind Sensoren unterhalb des Fußes 13 vorgesehen (nicht gezeigt), die die Entfernung der Pendelsäule 11 im Konus 30 zum Rand der Platte 31 messen (durch Pfeile darge- stellt). Als Sensorik kann beispielsweise eine Laserabstandsmessung, eine ma-

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gnetische Messung (vgl. Fig. 12) oder eine Messung mittels Drucksensoren an dem elastischen Element 27' verwendet werden. Eine mögliche Ausführung des Konus 30 kann so ausgebildet sein, dass an seiner Unterkante über den gesamten Umfang Sensoren vorgesehen sind, die die seitliche Auslenkung der Pendelsäule 11 gegenüber beispielsweise einer Rasterung auf dem Boden oder einem an dem Fußteil 13 befestigten Bodenblech erfassen und als Bewegungssignal an einen Rechner oder dergleichen weiterleiten. Eine Eingabefunktionen wie bei einer Aktivtaste (Enter, Maustaste, Feuerknopf) kann mittels der Sensoren an dem elastischen Element 27' gewährleistet werden.

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Bezugszeichenliste

1. Steuerungs- und Eingabevorrichtung

2. Sitzelement

3. Maschine 4. Computer

5. Koordinatenkreuz

6. Lichtquelle

7. Reflektorfläche

8. Sensor 9. Platte

10. Detektor 10' Detektor

11. Pendelsäule

12. Pendelgelenk 13. Fuß 14. Welle

15. Dehnungsmessstreifen

16. Computermaus-Prinzip

17. Sensor

18. übertragung 19. Luftkammer

20. Sensor

21. Bügel

22. Track-Ball 23.Arm 24. Strebe

25. Bewegungseinrichtung

26. Verbindungssicherung

27. elastisches Element 27'. elastisches Element

28. Leiter 29. Magnet

30. Konus

31. Platte