Fingerbewegungen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zum Erfassen von

Daumenbewegungen für ein Eingabegerät zum Erfassen von Hand- und/oder Fingerbewegungen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Eingabegerät zum

Erfassen von Hand- und/oder Fingerbewegungen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen von Hand- und/oder Fingerbewegungen.

Aus der Druckschrift DE 198 36 805 A1 ist ein Datenhandschuh bekannt, wobei dieser aus flexiblem Stoff genäht ist, sodass sich der Handschuh an die

menschliche Hand anpasst und wobei dessen Handrückenseite aus einem oberen und einem unteren Stoff besteht und zwischen diesen beiden Stoffen eine

Sensorschicht liegt, deren Dehnungssensoren in einen Leitgummi eingebettet sind und wobei sich an mindestens einem Sensor eine oder mehrere Messleitungen zur Datenweiterleitung befindet.

Der aus der Druckschrift DE 198 36 805 A1 bekannte Datenhandschuh weist in einer Ausführung sechs Sensorstreifen sowie einen querliegenden Sensorstreifen auf. Dabei nimmt beispielsweise ein Sensorstreifen eine Krümmung und Biegung eines Mittelfingers auf, ein Sensorstreifen die des Daumens und der querliegende Sensorstreifen die der Spreizung der einzelnen Finger untereinander auf. Am Daumen werden die drei Bewegungsarten Flexion, Abduktion und Rotation gemessen. Eine Signalverarbeitung besteht prinzipiell aus einem Datalogger und einer Transducerbank mit Hard- und Software. Aus der Druckschrift DE 10 2008 058 218 A1 ist eine Vorrichtung bekannt zur Kopplung eines Endeffektors mit einem Aktuator einer Maschine an einer Mensch- Maschine-Schnittstelle, mit einer Kupplung mit einem ersten Kupplungsteil, das an dem Endeffektor angeordnet ist, mit einem zweiten Kupplungsteil, das an dem Aktuator angeordnet ist, wobei das erste und zweite Kupplungsteil im gekoppelten Zustand eine Kraft in mindestens eine Richtung und/oder ein Drehmoment in mindestens eine Richtung übertragen kann, wobei die Kraft und/oder das

Drehmoment zumindest teilweise durch Formschluss übertragbar ist, wobei das erste Kupplungsteil mindestens zwei erste Flächen aufweist, wobei das zweite Kupplungsteil mindestens zwei zweite Flächen aufweist, wobei die zweiten

Flächen an die ersten Fläche angepasst sind, und wobei im gekoppelten Zustand die ersten Flächen des ersten Kupplungsteils an den zweiten Flächen des zweiten Kupplungsteils anliegen, wobei das erste und/oder das zweite Kupplungsteil Befestigungsmittel zum Erzeugen einer Haftkraft zwischen den ersten und zweiten Flächen aufweist, derart, dass die ersten und zweiten Flächen beim Überschreiten eines Schwellenwertes der zu übertragenden Kraft und/oder des zu übertragenden Drehmoments zum Lösen der Kupplung voneinander lösbar sind.

Die aus der Druckschrift DE 10 2008 058 218 A1 bekannte Vorrichtung weist eine Öffnung auf, durch die ein Daumen durchsteckbar ist. Dadurch wird ermöglicht, dass bei beispielsweise Verwendung eines Datenhandschuhs auch Bewegungen des Daumens zur Erzeugung von zusätzlichen Steuersignalen genutzt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte

Sensoranordnung baulich und/oder funktional zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Eingabegerät baulich und/oder funktional zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Sensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Eingabegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Sensoranordnung kann zum Erfassen von Bewegungen des

Daumensattelgelenks, des Daumengrundgelenks und/oder des

Daumenendgelenks dienen. Die Sensoranordnung kann zum Erfassen von einachsigen Rotationsbewegungen dienen. Die Sensoranordnung kann zum Erfassen von Bewegungen eines Scharniergelenks dienen. Die Sensoranordnung kann zum Erfassen von zweiachsigen Rotationsbewegungen dienen. Die

Sensoranordnung kann zum Erfassen von Bewegungen eines Rotationsgelenks dienen. Die Sensoranordnung kann zum Erfassen von Flexions-, Extensions- und/oder Rotationsbewegungen dienen. Die Sensoranordnung kann außerdem zum Erfassen von Bewegungen wenigstens eines weiteren Fingers dienen. Die Sensoranordnung kann außerdem zum Erfassen von Bewegungen einer Hand dienen. Die Sensoren können jeweils dazu dienen, ein Sensorsignal auszugeben, das eine Bewegung repräsentiert. Das Sensorsignal kann ein elektrisches Signal sein oder in ein elektrisches Signal umwandelbar sein. Die Sensoren können jeweils eine Längsachse aufweisen. Die Sensoren können jeweils eine streifenartige Form aufweisen. Die Sensoren können jeweils dazu dienen, eine Bewegung in

Erstreckungsrichtung einer Sensorlängsachse zu erfassen. Die Sensoren können zueinander zumindest annähernd rechtwinklig verkreuzt angeordnet sein. Die Sensoren können zueinander spitzwinklig oder stumpfwinklig verkreuzt

angeordnet sein. Die Sensoren können zueinander mit einem Winkel von ca. 70° bis ca. 1 10°, insbesondere von ca. 90°, verkreuzt angeordnet sein. Eine verkreuzte Anordnung kann sich auch ergeben, wenn sich lediglich die Längsachsen der Sensoren schneiden, auch wenn sich die Sensoren selbst nicht kreuzen.

Die Sensoranordnung kann mehrere zueinander verkreuzt angeordnete, einem Daumensattelgelenk zugeordnete Sensoren aufweisen. Die Sensoranordnung kann mehrere zueinander verkreuzt angeordnete, einem Daumengrundgelenk zugeordnete Sensoren aufweisen. Die Sensoranordnung kann mehrere zueinander verkreuzt angeordnete, einem Daumenendgelenk zugeordnete Sensoren aufweisen. Die Sensoranordnung kann außerdem mehrere zueinander verkreuzt angeordnete, einem Fingergelenk zugeordnete Sensoren aufweisen.

Die Sensoranordnung kann wenigstens einen zu einem

Daumenlängsachsenabschnitt parallel anordenbaren Sensor aufweisen. Die

Sensoranordnung kann wenigstens einen zu einem Daumenlängsachsenabschnitt schräg anordenbaren Sensor aufweisen. Ein Daumenlängsachsenabschnitt kann ein Abschnitt der Daumenlängsachse sein, der dem ersten Mittelhandknochen, dem Fingergrundglied des Daumens oder dem Fingerendglied des Daumens zugeordnet ist.

Die Sensoranordnung kann wenigstens einen an einer Handinnenfläche anordenbaren Sensor aufweisen. Die Sensoranordnung kann wenigstens einen an einer Handaußenfläche anordenbaren Sensor aufweisen. Die Sensoranordnung kann wenigstens einen an einer Daumeninnenseite anordenbaren Sensor aufweisen. Die Sensoranordnung kann wenigstens einen an einer

Daumenaußenseite anordenbaren Sensor aufweisen.

Das Eingabegerät kann eine derartige Sensoranordnung aufweisen. Das

Eingabegerät kann an einer Hand anordenbar sein. Das Eingabegerät kann an einem Daumen anordenbar sein. Das Eingabegerät kann manschettenartig ausgeführt sein. Das Eingabegerät kann handschuhartig ausgeführt sein. Das Eingabegerät kann als Datenhandschuh ausgeführt sein.

Das Eingabegerät kann eine elektronische Recheneinrichtung aufweisen. Das Eingabegerät kann eine Speichereinrichtung aufweisen. Die Sensoranordnung und die Recheneinrichtung und/oder die Speichereinrichtung können miteinander signalleitend verbunden sein. Das Eingabegerät kann eine Signalschnittstelle zur Verbindung mit einem Computer aufweisen.

Mithilfe des Eingabegeräts können Hand- und/oder Fingerbewegungen erfasst werden. Signale eines Eingabegeräts können mithilfe eines selbstlernenden Algorithmus prozessiert werden. Das Verfahren kann mithilfe eines Eingabegeräts und/oder eines Computers durchführbar sein.

Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Verfahren zur Verbesserung der Daumen Genauigkeit bei Datenhandschuhen. Um eine Daumenbasis/-achse können strategisch mehrere Sensoren angebracht sein. Die Sensoren können sowohl axial als auch in radialer Art und Weise platziert sein. Die Sensoren können einer Handinnenseite zugeordnet sein. Auf einer Außenseite des Daumens können sich zusätzliche Sensoren befinden. Mehrere Sensoren können in x- sowie in y-Richtung

angebracht sein.

Sensorinformationen können mithilfe eines intelligenten selbstlernenden

Algorithmus verarbeitet werden. Die Verarbeitung kann mit dem Handschuh selbst oder mit einem Computer erfolgen. Sensordaten können mit dem selbstlernenden Algorithmus derart aufbereitet werden, dass eine Daumenbewegung kinematisch korrekt aufgenommen und eine hoch genaue Übertragung einer menschlichen Bewegung auf einen Roboter oder in eine virtuelle Realität ermöglicht wird.

Mit„kann" sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist. Mithilfe der Erfindung wird eine Genauigkeit bei einem Erfassen einer

Daumenbewegung erhöht. Eine Verarbeitung erfasster Bewegungsdaten wird verbessert. Eine Übertragung einer menschlichen Bewegung auf einen Roboter oder in eine virtuelle Realität wird mit einer erhöhten Genauigkeit ermöglicht.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere

Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen

verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne

Merkmale der Erfindung darstellen. Es zeigen schematisch und beispielhaft:

Fig. 1 eine Anordnung von Sensoren an einer Handinnenfläche und Fig. 2 eine Verarbeitung von Sensorsignalen.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung von streifenförmigen Sensoren 100, 102, 104, 106, 108, 1 10, 1 12, 114 an einer Innenfläche einer Hand 1 16. Die Sensoren 100, 102, 104, 106, 108, 1 10, 1 12, 1 14 gehören zu einer Sensoranordnung 1 18. Die

Sensoranordnung 1 18 dient zum Erfassen von Bewegungen eines Daumens 120. Die Sensoranordnung 1 18 dient zu Anordnung an einem hier nicht näher dargestellten Eingabegerät zum Erfassen von Hand- und/oder Fingerbewegungen, insbesondere Datenhandschuh.

Die Sensoren 100, 104, 108, 1 10, 1 12 sind zu einer Daumenlängsachse in etwa parallel angeordnet. Die Sensoren 102, 106, 1 14 sind zu einer Daumenlängsachse winklig angeordnet. Der Sensor 100 und der Sensor 102 sind zueinander verkreuzt angeordnet. Der Sensor 104 und der Sensor 106 sind zueinander verkreuzt angeordnet. Die Sensoren 108, 1 10, 1 12 und der Sensor 1 14 sind zueinander verkreuzt angeordnet.

Die Sensoren 100, 102, 104, 106 dienen zum Erfassen von Bewegungen des Daumengrundgelenks. Die Sensoren 108, 1 10, 1 12, 1 14 dienen zum Erfassen von Bewegungen des Daumensattelgelenks. Die Sensoren 100, 102, 104, 106, 108, 1 10, 1 12, 1 14 können jeweils ein Sensorsignal ausgeben, das eine Bewegung des Daumens 120 repräsentiert.

Fig. 2 zeigt eine Verarbeitung von Sensorsignalen 200, 202, 204, 206, 208, wie Sensoren 100, 102, 104, 106, 108, 1 10, 1 12, 1 14 gemäß Fig. 1. Die Sensorsignale 200, 202, 204, 206, 208 werden mithilfe eines intelligenten Algorithmus 210 verarbeitet, um eine Bewegung 212 eines ersten Fingergelenks, wie

Daumengrundgelenk, und eine Bewegung 214 eines zweiten Fingergelenks, wie Daumensattelgelenk, zu rekonstruieren. W

7

Bezugszeichen

100 Sensor

102 Sensor

104 Sensor

106 Sensor

108 Sensor

1 10 Sensor

1 12 Sensor

1 14 Sensor

1 16 Hand

1 18 Sensoranordnung

120 Daumen

200 Sensorsignal

202 Sensorsignal

204 Sensorsignal

206 Sensorsignal

208 Sensorsignal

210 Algorithmus

212 Bewegung

214 Bewegung