DE19858647A1 - Ergonomische Maussteuerung - Google Patents

Abstract

Angegeben ist ein verbessertes Verfahren zum Bewegen eines Zeigesymbols (PTR) über eine auf einem Bildschirm (MON) dargestellte graphische Benutzeroberfläche (GUI). Zur Auswahl eines von mehreren graphischen Objekten (ICN1-ICN3) der Benutzeroberfläche (GUI) wird das Zeigesymbol (PTR) mittels einer Zeigeeinrichtung (ZE) über den Bildschirm (MON) bewegt. Als Proportionalitätsfaktor für die Umsetzung von physikalischer Bewegung der Zeigeeinrichtung (ZE) zu angezeigter Bewegung des Zeigesymbols (PTR) dient ein Geschwindigkeitsfaktor, der in Abhängigkeit eines ersten vom Abstand des Zeigesymbols (PTR) zum nächstgelegenen graphischen Objekt abhängigen Kriteriums beeinflußt wird, wenn ein zweites, vom Abstand des Zeigesymbols (PTR) zum nächstgelegenen graphischen Objekt unabhängiges Kriterium erfüllt ist. Als zweites Kriterium kann z. B. die physikalische Geschwindigkeit der Zeigeeinrichtung (ZE) verwendet werden. Dadurch wird erreicht, daß nach einer Grobpositionierung für eine Feinpositionierung und um ein versehentliches Verrutschen zu vermeiden, eine Einfangfunktion aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewegen eines Zeigesymbols über eine graphische Benutzeroberfläche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine graphisch gesteuerte Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 und eine Zeigeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

Aus der Patentschrift US 5,508,71 7 ist eine Zeigeeinrichtung für Computersysteme bekannt, mit der ein Zeiger über den Bildschirm des Computersystems bewegt wird. Dabei wird geprüft, ob sich der Zeiger in einer Kontrollzone eines auf dem Bildschirm dargestellten Objektes, z. B. eines Icons, befindet. Ist dies der Fall, so wird der Geschwindigkeitsfaktor für die Mausbewegung reduziert. Dadurch soll es für einen Benutzer vereinfacht werden, ein Icon auszuwählen. Bei einer derartigen Maussteuerung hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, daß die Mausbewegung auch bei großzügigen Bewegungen des Mauszeigers, d. h. beim "Überfliegen" des Bildschirms mit dem Mauszeiger, beeinflußt werden, was eine intuitive Bedienung erschwert.

Aus der Patentschrift US 5,808,601 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Mauszeiger über einen Bildschirm bewegt wird und dabei mit auf dem Bildschirm angezeigten auswählbaren Objekten wechselwirkt. Dazu wird mathematisch ein abstandsabhängiges, gravitationsähnliches Feld auf dem Bildschirm generiert, welches eine anziehende oder abstoßende Kraft auf den Mauszeiger ausübt, je nachdem ob ein Objekt auswählbar ist oder nicht. Dem Mauszeiger wird dazu ein mathematischer Massenwert zugeordnet. Gelangt der Mauszeiger in den Aktionsradius eines auswählbaren Objektes, so wird der Mauszeiger durch die Wirkung mit dem Feld angezogen und eingefangen. Nachteilhaft und störend wirkt sich bei diesem Verfahren jedoch aus, daß der Mauszeiger bei Bewegungen über den Bildschirm durch die Feldwirkung eine Zickzack-Bewegung ausführt. Außerdem kann der Mauszeiger auch von nicht zur Auswahl beabsichtigten Objekten versehentlich eingefangen werden und klebt dann daran. Dadurch wird eine intuitive Bedienung erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Bewegen eines Zeigesymbols über eine graphische Benutzeroberfläche anzugeben, bei dem eine ergonomischere Bedienung möglich ist. Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, eine graphisch gesteuerte Vorrichtung anzugeben, die in verbesserter Weise und ergonomischer als bisher mittels einer Zeigevorrichtung bedienbar ist, sowie eine Zeigevorrichtung die besonders zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Durch die Erfindung soll insbesondere erreicht werden, daß ein schnelles Überfliegen des Bildschirms mit einem Zeigesymbol ungestört möglich ist.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens gelöst durch die Merkmale des Anspruch 1, hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 7 und hinsichtlich der Zeigeeinrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß eine besonders benutzerfreundliche Bedienung ermöglicht wird und daß das erfindungsgemäße Verfahren äußerst einfach, z. B. durch einen neuen Maustreiber, implementiert werden kann.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die virtuelle Wechselwirkung des Zeigesymbols mit einem auswählbaren graphischen Objekt für den Benutzer physikalisch erfahrbar gemacht, indem eine physikalische Kraft auf die Zeigeeinrichtung ausgeübt wird. Dadurch wird eine besonders intuitive Bedienung ermöglicht. Die erfindungsgemäße Zeigeeinrichtung ist zur Ausführung dieser vorteilhaften Ausgestaltung konstruiert.

Ein weiterer Vorteil läßt sich durch die Integration von Braille-Elementen in die Zeigeeinrichtung erzielen. Hierdurch wird eine Bedienung durch Blinde ermöglicht, indem die Wechselwirkung zwischen Zeigesymbol und nächstgelegenem Objekt physikalisch erfahrbar wird und so eine Orientierung über die Position des Mauszeigers auf dem Bildschirm ermöglicht wird und indem gleichzeitig eine Information über Art und Charakter des entsprechenden Objektes über die Braille-Elemente auf die Zeigevorrichtung übertragen werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1: Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Bildschirm und Zeigeeinrichtung;

Fig. 2: eine besonders bevorzugte, für Blinde geeignete Zeigeeinrichtung und

Fig. 3: ein Flußdiagram eines Ausführungsbeispiels für das Verfahren.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Computersystem, welches aus einem Bildschirm MON, einer Rechnereinheit VOR und einer Zeigeeinrichtung ZE besteht. Eine eventuell zusätzlich vorhandene Tastatur ist in der Figur nicht gezeigt. Von der Rechnereinheit wird auf dem Bildschirm eine graphische Benutzeroberfläche GUI dargestellt, die mehrere graphische Objekte ICN1-ICN3 enthält. Die graphischen Objekte sind mit einem Zeigesymbol PTR auswählbar, indem das Zeigesymbol mit der Zeigeeinrichtung ZE auf eines der Objekte positioniert wird und dann durch ein- oder zweimaliges Drücken einer Auswahltaste der Zeigeeinrichtung ZE ausgewählt wird.

Bei den graphischen Objekten handelt es sich um übliche Icons. Die Zeigeeinrichtung ist im Ausführungsbeispiel eine Computermaus. Das Zeigesymbol ist ein Mauszeiger. Anstelle einer Computermaus kann aber auch ein Trackball, ein Joystick oder ein Bedienstift für Laptops verwendet werden. Andere graphische Objekte können beispielsweise Bildlaufleisten, Buttons oder einzelne Menüpunkte in einem Pullup-Menü sein. Das Zeigesymbol kann auch ein Cursor, ein Faden kreuz oder ein ähnliches geeignetes Symbol sein.

Eine Grundidee der Erfindung besteht nun darin, das Zeigesymbol durch Bewegen der Zeigeeinrichtung so über die Benutzeroberfläche zu bewegen, daß ein Positionieren erleichtert wird und eine versehentlich falsche Auswahl beispielsweise eines benachbarten graphischen Objektes vermieden wird. Insbesondere soll vermieden werden, daß das Zeigesymbol beim Drücken der Auswahltaste verrutscht. Dazu wird entweder ein virtuelles anziehendes Potential zwischen Zeigesymbol und nächstgelegenem graphischen Objekt berechnet um das Zeigesymbol einzufangen oder es wird ein Geschwindigkeitsfaktor für Bewegungen des Zeigesymbols reduziert, wen n das Zeigesymbol sich in einem Wirkungsradius eines graphischen Objektes befindet. Bei beiden Maßnahmen wird also in Abhängigkeit eines abstandsabhängigen Kriteriums der Geschwindigkeitsfaktor beeinflußt, entweder herabgesetzt oder sogar negativ gemacht, wie im Fall des anziehenden Potentials. Beide Maßnahmen können im weiteren Sinne als "Einfangfunktion" für das Zeigesymbol bezeichnet werden. Diese Maßnahmen sind aus dem eingangs beschriebenen Stand der Technik bekannt.

Um störende Effekte beim Bewegen des Zeigesymbols zu vermeiden, besteht eine weitere Grundidee der Erfindung darin, den Geschwindigkeitsfaktor nur dann zu beeinflussen, wenn ein zweites Kriterium erfüllt ist, das nicht vom Abstand zum nächstgelegenen graphischen Objekt abhängt. Durch dieses zweite Kriterium kann sichergestellt werden, daß bereits eine grobe Positionierung stattgefunden hat und lediglich eine Feinpositionierung gewünscht ist oder ein Verrutschen des Zeigesymbols beim Drücken der Auswahltaste verhindert werden soll.

Als zweites Kriterium bieten sich folgende Kriterien oder auch eine Kombination folgender Kriterien an:

• 1. Die Geschwindigkeit des Zeigesymbols, die aus der physikalischen Geschwindigkeit, mit der die Zeigeeinrichtung bewegt wird, kann als zweites Kriterium herangezogen werden. In diesem Fall wird der Geschwindigkeitsfaktor nur dann reduziert, wenn der Betrag der phasikalischen Geschwindigkeit oder eine Richtungskomponente der phasikalischen Geschwindigkeit der Zeigeeinrichtung einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet.
• 2. Als zweites Kriterium kann auch geprüft werden, ob das Zeigesymbol nach einer zuvor stattgefundenen Bewegung für eine kurze, vorgegebene Zeitspanne in der Nähe eines graphischen Objektes verweilt hat. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß nach einer Grobpositionierung in der Regel eine kurzer Stop des Zeigesymbols auftritt, der nun zur Aktivierung der erfindungsgemäßen Einfangfunktion verwendet wird.
• 3. Als zweites Kriterium kann geprüft werden, ob ein erster Tastendruck auf die Auswahltaste stattgefunden hat. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn zur Auswahl ein Doppelklick (d.i. kurz aufeinanderfolgendes zweimaliges Drücken der Auswahltaste) vollführt werden muß. Bei einem Doppelklick ist die Gefahr des Verrutschens des Zeigesymbols zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Tastenbetätigungen besonders groß. Um dies zu verhindern, kann die erfindungsgemäße Einfangfunktion nach der ersten Betätigung der Auswahltaste aktiviert werden um ein sicheres zweites Betätigen zu gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zu diesem Zweck Mittel auf, zum Prüfen, ob das zweite, vom Abstand des Zeigesymbols zum nächstgelegenen graphischen Objekt unabhängige Kriterium erfüllt ist. Dies wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel von der CPU der Recheneinheit VOR ausgeführt, indem ein entsprechendes Programmodul, das in einem Speicher der Recheneinheit angelegt ist, ausgeführt wird. Ein solches Programmodul besteht aus von der CPU ausführbaren Steuerbefehlen und stellt eine funktionale Einheit der Betriebssystemsoftware der Rechnereinheit dar. Im vorliegenden Fall ist die Steuerung der Bewegung des Zeigesymbols durch einen Maustreiber realisiert. Erst wenn das zweite Kriterium erfüllt ist, wird der Geschwindigkeitsfaktor der Bewegung des Zeigesymbols in an sich bekannter Weise beeinflußt, um eine bessere Bedienbarkeit zu erreichen.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Geschwindigkeitsfaktor richtungsabhängig und wird nur in Richtungen weg von dem nächstliegenden graphischen Objekt reduziert. Dadurch wird erreicht, daß das Zeigesymbol leicht auf ein zur Auswahl gewünschtes Objekt positioniert werden kann während ein Verrutschen des Zeigesymbols durch den reduzierten Geschwindigkeitsfaktor unterbunden wird. Erst durch größere Bewegung oder durch ein schnelleres Bewegen der Zeigeeinrichtung, wodurch die Fangfunktion wieder deaktiviert wird, ist es möglich das Zeigesymbol wieder von dem nächstliegenden graphischen Objekt zu entfernen.

Die erfindungsgemäße Einfangfunktion kann z. B. nach einer vorgebbaren Zeitspanne wieder deaktiviert werden oder wenn die Zeigeeinrichtung über einen vorgebbaren Schwellenwert beschleunigt wird, wenn die physikalische Geschwindigkeit der Zeigeeinrichtung über einem vorgebbaren Schwellenwert liegt oder nach erfolgreicher Auswahl eines der graphischen Objekte.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die Zeigeeinrichtung ZE Mittel auf, um eine einer Bewegung der Zeigeeinrichtung entgegenwirkende Kraft auszuüben. Diese Mittel werden von der Rechnereinheit VOR derart gesteuert, daß eine entgegenwirkende Kraft dann ausgeübt wird, wenn Bewegungen der Zeigeeinrichtung ausgeführt werden, die zu einer Bewegung des Zeigesymbols weg von dem nächstliegenden graphischen Objekt führen. Dadurch wird die erfindungsgemäße Einfangfunktion für den Benutzer körperlich erfahrbar. Wenn der Benutzer das Zeigesymbol von einem Objekt weg bewegen will, so muß er den Widerstand der entgegenwirkenden Kraft überwinden. Dies führt zu einer wesentlich intuitiveren Bedienbarkeit der Vorrichtung.

Diese Ausführungsform läßt sich z. B. dadurch realisieren, daß in der Zeigeeinrichtung, beispielsweise einer Computermaus, zwei orthogonale Rollen angeordnet sind, die jeweils von einem kleinen Elektromotor getrieben werden. Der Elektromotor wird über entsprechende Steuerleitungen von der Rechnereinheit derart angesteuert, daß eine bremsende Kraft auf die Rollen ausgeübt wird. Die Rollen können beispielsweise an der üblichen Rollkugel der Computermaus angeordnet sein und auf diese wirken. Die Elektromotoren können zusätzlich auch so betrieben werden, daß die Computermaus so bewegt wird, daß das Zeigesymbol auf ein graphisches Objekt zentriert wird. Dadurch werden Potentialmulden in einem virtuellen Potentialfeld der graphischen Benutzeroberfläche körperlich erfahrbar. Eine derart ausgestaltete Zeigeeinrichtung kann selbstverständlich auch ohne Prüfung des zweiten Kriterium betrieben werden, doch ist die Verwendung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt. Statt Elektromotoren kann auch ein Druckluftantrieb verwendet werden.

Vorteilhaft können zusätzlich noch Braille-Elemente BRAILLE in die Zeigeeinrichtung ZE integriert werden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Dadurch wird erreicht, daß ein mit dieser Zeigeeinrichtung ausgerüstetes Computersystem auch von Blinden bedient werden kann. Die Positionierung des Zeigesymboles auf einem graphischen Objekt wird durch die einer Bewegung entgegenwirkende Kraft signalisiert und Art und Charakter des Objektes kann über die Braille-Elemente BRAILLE dem Benutzer angezeigt werden. Dazu sind die Braille-Elemente vorzugsweise in den Bedientasten L_BT und R_BT integriert, da der Benutzer seine Fingerkuppen ohnehin auf diese Tasten legt. Durch zusätzliche akustische Unterstützung der Bedienung kann mit dieser besonders ausgestalteten Zeigeeinrichtung als Grundstein ein Computersystem für Blinde oder stark sehbehinderte Benutzer geschaffen werden.

In Fig. 3 ist ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es enthält die folgenden Schritte:

Schrift S1: Durch Bewegen der Zeigeeinrichtung, z. B. einer Computermaus oder eines Trackballs, wird das Zeigesymbol über die auf dem Bildschirm dargestellte graphische Benutzeroberfläche bewegt. Als Proportionalitätsfaktor für die Umsetzung von physikalischer Bewegung der Zeigeeinrichtung zu angezeigter Bewegung des Zeigesymbols dient ein beeinflußbarer Geschwindigkeitsfaktor.

Schritt S2: Für die graphische Benutzeroberfläche wird ein virtuelles Potentialfeld berechnet, welches Minima an Positionen der Benutzeroberfläche aufweist, an denen auswählbare graphische Elemente angeordnet sind. Als erstes Kriterium für die Beeinflussung des Geschwindigkeitsfaktors kann dienen, ob sich das Zeigesymbol in einem voreingestellten Wirkungsradius eines der graphischen Objekte befindet.

Schritt S3: Es wird das zweite vom Abstand unabhängige Kriterium überprüft, z. B. ob die physikalische Geschwindigkeit der Zeigeeinrichtung unter einem voreingestellten Schwellenwert liegt.

Schritt S4: Befindet sich das Zeigesymbol in einem voreingestellten Wirkungsradius eines der graphischen Objekte und ist das zweite Kriterium erfüllt, so wird der Geschwindigkeitsfaktor in Abhängigkeit des Gradienten des Potentialfeldes in einem fünften Schritt S5 reduziert, und zwar in Richtungen mit positivem Feldgradienten, also in Richtungen weg von dem nächstliegenden graphischen Objekt.

Hierbei ist es vorteilhaft, wenn durch den Benutzer die Tiefe der Potentialmulden um die graphischen Objekte voreinstellbar ist. Dadurch kann das Verhalten der Mausbewegung an Benutzerverhalten und Benutzerwünsche angepaßt werden. Wird als Potentialtiefe Null eingestellt, so ist die erfindungsgemäße Einfangfunktion abgeschaltet. Bei Realisierung der Erfindung in Form eines Maustreibers, lassen sich Voreinstellungen wie Potentialtiefe und Wirkungsradius über Schieberegler in einem graphischen Menü des Treibers einstellbar gestalten.

Claims (11)

1. Verfahren zum Bewegen eines Zeigesymbols (PTR) über eine auf einem Bildschirm (MON) dargestellte graphische Benutzeroberfläche (GUI) zwecks Auswahl eines von mehreren graphischen Objekten (ICN1-ICN3) der Benutzeroberfläche (GUI), bei dem das Zeigesymbol (PTR) mittels einer Zeigeeinrichtung (ZE) über den Bildschirm (MON) bewegt wird und bei dem ein Geschwindigkeitsfaktor der Bewegung des Zeigesymbols (PTR) in Abhängigkeit eines ersten vom Abstand des Zeigesymbols (PTR) zum nächstgelegenen graphischen Objekt abhängigen Kriteriums beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsfaktor nur dann beeinflußt wird, wenn ein zweites, vom Abstand des Zeigesymbols (PTR) zum nächstgelegenen graphischen Objekt unabhängiges Kriterium erfüllt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Geschwindigkeitsfaktor nur dann reduziert wird, wenn der Betrag der physikalischen Geschwindigkeit oder eine Richtungskomponente der physikalischen Geschwindigkeit der Zeigeeinrichtung (ZE) einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Geschwindigkeitsfaktor der Bewegung des Zeigesymbols (PTR) richtungsabhängig ist und bei dem der Geschwindigkeitsfaktor in Richtungen weg von dem nächstgelegenen graphischen Objekt reduziert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 mit folgenden Schritten:

• - Bewegen des Zeigesymbols (PTR) über den Bildschirm (MON) mittels der Zeigeeinrichtung (ZE);
• - Berechnen eines virtuellen Potentialfeldes für die graphische Benutzeroberfläche (GUI), wobei das virtuelle Potentialfeld Minima aufweist an Positionen der Benutzeroberfläche, an denen auswählbare graphische Objekte (ICN1-ICN3) angeordnet sind und wobei der Gradient des virtuellen Potentialfeldes als erstes Kriterium zur Beeinflussung des Geschwindigkeitsfaktors dient;
• - Prüfen ob das zweite Kriterium erfüllt ist; und
• - Reduzieren des Geschwindigkeitsfaktors der Bewegung in Richtungen mit positivem Feldgradienten.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zeigeeinrichtung (ZE) eine Computermaus oder ein Trackball ist und bei dem das Zeigesymbol ein Mauszeiger ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem auf die Zeigeeinrichtung (ZE) eine einer Betätigung der Zeigeeinrichtung entgegenwirkende Kraft in Bewegungsrichtungen der Zeigeeinrichtung, die eine Bewegung des Zeigesymbols (PTR) in Richtungen weg von dem nächstgelegenen graphischen Objekt verursachen, ausgeübt wird.

7. Graphisch gesteuerte Vorrichtung (VOR) mit einem Bildschirm (MON) auf dem eine graphische Benutzeroberfläche (GUI) anzeigbar ist, die mehrere graphische Objekte (ICN1-ICN3) aufweist, mit einer Zeigeeinrichtung (ZE) zum Bewegen eines Zeigesymbols (PTR) über die auf dem Bildschirm (MON) angezeigte graphische Benutzeroberfläche (GUI) zwecks Auswahl eines der mehreren graphischen Objekte (ICN1-ICN3) und mit einem ersten Mittel zum Bestimmen eines ersten vom Abstand des Zeigesymbols (ZE) zum nächstgelegenen graphischen Objekt abhängigen Kriteriums zur Beeinflussung eines Geschwindigkeitsfaktors der Bewegung des Zeigesymbols (PTR), gekennzeichnet durch, ein zweites Mittel zum Prüfen, ob ein zweites, vom Abstand des Zeigesymbols (PTR) zum nächstgelegenen graphischen Objekt unabhängiges Kriterium erfüllt ist und zum Beeinflussen des Geschwindigkeitsfaktors wenn das zweite Kriterium erfüllt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 zur Verwendung bei dem Verfahren nach Anspruch 6, bei der die Zeigeeinrichtung (ZE) Mittel zum Ausüben der entgegenwirkenden Kraft aufweist, die von der Vorrichtung (VOR) über Steuerleitungen derart angesteuert werden, daß bei Betätigung der Zeigeeinrichtung (ZE) die entgegenwirkende Kraft in Bewegungsrichtungen der Zeigeeinrichtung, die eine Bewegung des Zeigesymbols (PTR) in Richtungen weg von dem nächstgelegenen graphischen Objekt verursachen, ausgeübt wird.

9. Zeigeeinrichtung (ZE) zur Verwendung bei dem Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel zum Ausüben der entgegenwirkenden Kraft.

10. Zeigeeinrichtung (ZE) nach Anspruch 9, bei der es sich um eine Computermaus handelt, die senkrecht zueinander angeordnete, elektromotorgetriebene Rollen aufweist, wobei die Elektromotoren derart betreibbar sind, daß sie die entgegenwirkende Kraft erzeugen.

11. Zeigeeinrichtung (ZE) nach Anspruch 9 oder 10, bei der zusätzlich Braille-Elemente (BRAILLE) vorgesehen sind.