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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Hand-
oder Taschengerät,
wie z. B. ein Mobiltelefon, ein tragbarer Computer etc., aufweisend
eine Anzeigeeinheit und eine Berührungsfläche, die
in zwei Richtungen zur Steuerung des Gerätes lageempfindlich ist.
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Die
Erfindung wurde besonders für
ein mit einem Web-Browser kombiniertes Mobiltelefon entwickelt und
wird in Verbindung hiermit beschrieben, aber sie ist im Allgemeinen
auf alle Typen von elektronischen Hand-Geräten anwendbar, bei denen es bevorzugt
ist, die Anzahl von konventionellen alphanumerischen Tastaturen,
individuellen physikalischen Funktionstasten, einer Maus, eines
handgehaltenen Zeigerstifts etc. zum Eingeben von Text, Steuern
eines Cursors, Aktivieren von Funktionen etc. zu eliminieren oder
zu reduzieren.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Es
ist bekannt, ein elektronisches Hand-Gerät oder -Endgerät, wie z.
B. ein Mobiltelefon oder einen tragbaren Computer, mittels einer
konventionellen physikalischen Tastatur, individueller physikalischer
alphanumerischer Tasten und Funktionstasten, einer Rändelscheibe
(thumb-wheel) oder einer Maus zu steuern. Die Benutzung einer Tastatur
und individueller Wahlknöpfe,
die in das Gerät
selbst eingebaut sind, hat den Nachteil, dass diese per se sperrig
sind und das Platzprobleme auftreten, wenn die Anzahl von Funktionen
vergrößert wird.
Sowohl eine separate alphanumerische Tastatur als auch eine Maus
haben die Nachteile, eine Extra-Komponente für den Benutzer zu bilden und
eine separate Arbeitsfläche zu
erfordern.
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Um
diese Nachteile zu verringern, wurde ein elektronisches Gerät entwickelt,
das zumindest teilweise mittels eines Berührungsbildschirms und/oder eines
Berührungs-Tabletts
(touchpanel)/Berührungsfeldes
(touchpad) gesteuert werden kann. Diese Eingabeeinrichtungen sind
verfügbar
in analogen oder digitalen Ausführungen.
Unter Verwendung eines Fingers und/oder eines separaten, handgehaltenen Instruments – oft als "Taststift" bezeich net – kann der Benutzer
einen Punkt auf der Berührungsfläche des Berührungsbildschirms
oder Berührungs-Tabletts auswählen, zum
Zweck eines Auswählens
eines entsprechenden Punktes auf dem Anzeigebereich der Anzeigeeinheit.
Der Benutzer kann somit verschiedene Funktionen aktivieren, wie
z. B. "virtuelle" Wahlknöpfe zum
Eingeben von Text, Wählen
von Nummern, Aktivieren von Funktionen etc. Eine Bewegung eines
Fingers über
die Berührungsfläche kann
in einer entsprechenden Bewegung eines Cursors über den Anzeigebereich der
Anzeigeeinheit resultieren. Jedoch besteht keine Notwendigkeit für einen
Cursor und stattdessen können
die virtuellen Funktionstasten beleuchtet werden, z. B. wenn entsprechende Bereiche
auf dem Anzeigebereich aktiviert werden.
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Ein
Berührungsbildschirm
wird dadurch gekennzeichnet, dass er transparent ist und komplett oder
teilweise den Anzeigebereich der Anzeigeeinheit bedeckt. Der Benutzer
drückt
oder klickt direkt auf die Berührungsfläche mit
seinem Finger oder mit einem Taststift bei den virtuellen Wahlknöpfen oder Feldern,
die durch die Anzeigeeinheit angezeigt werden, und kein beweglicher
Cursor wird hierfür
benötigt.
Ein Berührungs-Tablett
oder Berührungsfeld
wird dadurch gekennzeichnet, dass es nicht mit dem Anzeigebereich
zusammenfällt
und wird häufig
benutzt, um eine gewisse Form von Cursor über den Anzeigebereich zu steuern.
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Es
ist ebenso bekannt, Berührungsbildschirme
und Berührungsfelder
empfindlich auf den Grad des Drucks zu machen, sodass durch ein
ausreichend hartes Drücken
auf die Berührungsfläche ein Benutzer
einen ausgewählten
Wahlknopf oder eine Funktion aktivieren, d. h. "anklicken" kann.
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Bekannte
Berührungsbildschirme
und Berührungsfelder
können
bis zu einem gewissen Grad die oben genannten Nachteile von alphanumerischen
Tastaturen, physikalischen Tasten, einer Maus und einer Rändelscheibe
verringern, aber sie bringen verschiedene andere Probleme mit sich:
- 1. Ein Berührungsbildschirm
beeinträchtigt
den Kontrast und die Auflösung
des Bildes, da er vor dem Anzeigebereich angelegt ist. Dieses Problem ist
besonders offensichtlich in reflektierenden Anzeigeeinheiten, wo
das Licht zweimal durch den Berührungsbildschirm
hindurch geht. Es ist besonders schwierig, Glas oder Plastik mit
der leitfähigen
Schicht bereitzustellen, die für
eine Tätig keit
des Berührungsbildschirms
notwendig ist, ohne die Transparenz des Berührungsbildschirms zu beeinträchtigen.
- 2. Ein anderer Nachteil mit Berührungsbildschirmen ist, dass
ein Teil des Anzeigebereichs durch den eigenen Finger des Benutzers
verdeckt wird.
- 3. Ein weiterer Nachteil mit Berührungsbildschirmen und Berührungsfeldern
ist, dass die Positionierungsgenauigkeit als ein Ergebnis der großen Ausmaße des Fingers
in Bezug auf die Berührungsfläche beschränkt ist,
ein Nachteil, der besonders offensichtlich wird mit kleinen Berührungsflächen. Dieses
Problem kann teilweise verringert werden durch Verwendung eines
separaten, dünnen
Taststifts, um den Finger zu ersetzen, aber dies hat den Nachteil,
dass eine Extra-Komponente erforderlich wird, die der Benutzer beobachten
muss. Der Nachteil eines dürftigen
Kontrastes wird jedoch nicht verringert, und ebenso ein Taststift
verdeckt den Anzeigebereich zu einem gewissen Grad.
- 4. Ein anderer wichtiger Nachteil von Berührungsbildschirmen ist, dass
sie dreckig oder verkratzt werden durch den Finger, der über die
Oberfläche hinweggeht,
was die Sichtbarkeit weiter beeinträchtigt. Ein Platzieren einer
separaten Kratz-Schutzschicht oben auf den Berührungsbildschirm drauf ist
keine Lösung,
da dies weiter den Kontrast beeinträchtigen würde.
- 5. Ein allgemeiner Nachteil mit druckempfindlichen Berührungsbildschirmen
ist, dass die Berührungsfläche in Richtung
ihrer Tiefe flexibel sein muss und der Anzeigebereich in seiner
Gesamtheit somit empfindlich auf externe Einflüsse wird.
- 6. Ein Berührungsbildschirm
oder Berührungsfeld wird
normalerweise von zwei Schichten aufgebaut, die in einem relativen
Abstand voneinander durch Rand-Abstandhalter
gehalten werden. Ein Problem ist, dass die äußere Schicht, die die Berührungsfläche bildet,
gespannt ist und deshalb gestreckt wird, wenn sie gedrückt wird.
Dieses Problem ist besonders bedeutend wenn der Abstand zwischen
den Rand-Abstandhaltern klein ist, und besonders in deren Nähe. Dies
bringt ebenso den Nachteil mit sich, dass die Druckempfindlichkeit über die
Berührungsfläche hinweg
variiert.
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US-A-5
729 219 (Motorola Inc.) beschreibt einen handgehaltenen Funkrufempfänger mit
einem Gehäuse,
einer Anzeigeeinheit, die auf der Vorderseite des Gehäuses angeordnet
ist, und einer planen Berührungsfläche parallel
zu dem Anzeigebereich der Anzeigeeinheit auf der gegenüberliegenden Rückseite
des Gehäuses.
Der Abstand zwischen dem Bildschirm und der parallelen Berührungsfläche entspricht
der Dicke des Gehäuses.
Der Bildschirm und die Berührungsfläche haben
dieselbe Größe und eine
Bewegung des Fingers des Benutzers über das Tablett von links nach
rechts resultiert in einer entsprechenden links-nach-rechts Bewegung eines
Cursors auf dem Bildschirm und umgekehrt. Eine Fingerbewegung auf
der Berührungsfläche resultiert
in einer Cursorbewegung mit einer entsprechenden Entfernung auf
dem Bildschirm.
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Dokument
WO 98/08241 beschreibt in 2 einen
Berührungsbildschirm
mit einem externen, aktiven Oberflächenbereich, der sich in drei
physikalische Dimensionen erstreckt, um dem Benutzer zu erlauben,
eine fühlbare
Rückkopplung
zu empfangen, z. B. von der Spitze seines Fingers, die über den
aktiven Oberflächenbereich
gleitet. Der Berührungsbildschirm
in 2 hat eine U-förmige Ausgestaltung.
Es beschreibt weiterhin (12a)
ein konventionelles Mobiltelefon, in dem die auf der Vorderseite des
Mobiltelefons angeordneten Tasten benachbart zu der Vorderseiten-Anzeige
in der Form eines Berührungsbildschirms
mit einer U-förmigen
Ausgestaltung sind.
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Dokument
WO 98/08241 beschreibt ebenso (11a)
eine separate Eingabeeinrichtung mit drei unterschiedlichen U-förmigen Berührungsbildschirmen,
die auf einer Vorderseite der Einrichtung angeordnet sind und in
vorgegebene separate Bereiche aufgeteilt sind.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen oder mehrere der
Nachteile von bekannten Berührungsbildschirmen
und Berührungs-Tabletts, die
oben beschrieben sind, zu eliminieren oder zumindest zu reduzieren.
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Um
diesen Zweck zu erreichen, stellt ein erster Aspekt der Erfindung
ein elektronisches Hand- oder Taschengerät bereit, wie z. B. ein Mobiltelefon, wie
in dem unabhängigen
Patentanspruch 1 definiert ist.
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Der
Begriff "Berührungsfläche" bedeutet hier eine
Oberfläche
auf einem Berührungs-Tablett
(vom Berührungsfeld-Typ), über die
ein Benutzer seinen Finger zu einer gewünschten Position hin bewegen kann,
um einen Cursor zu führen,
z. B. über
den Anzeigebereich der Anzeigeeinheit und/oder um virtuelle Tasten,
die auf dem Anzeigebereich gezeigt sind, etc. zu aktivieren. Diese
Basisfunktionen eines Berührungs-Tabletts
sind einem Fachmann per se bekannt und müssen somit nicht in weiteren
Einzelheiten beschrieben werden.
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Normalerweise
entspricht die Bewegung eines Fingers in den zwei Richtungen der
Berührungsfläche einer
Positionierung auf dem Anzeigebereich der Anzeigeeinheit in zwei
Richtungen in rechten Winkeln zueinander, vorzugsweise parallel
zu der Richtung einer Bewegung des Fingers auf der Berührungsfläche.
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Ein
besonderer Vorteil mit der in Übereinstimmung
mit der Erfindung auf einer Randseite des Geräts angeordneten Berührungsfläche ist,
dass das Gerät
einfach unter Verwendung einer Hand gesteuert werden kann, während das
Gerät auf
eine Art und Weise gehalten wird, die für einen Benutzer natürlich ist,
der ein Objekt studiert, das in der Hand gehalten wird. Weiterhin,
von einem ergonomischen Blickpunkt aus, wird eine Steuerung des
Geräts
auf eine vorteilhafte Art und Weise bewirkt. Zusätzlich weist das Gerät keines
der Probleme von bekannten Berührungsbildschirmen
auf, die oben in der Art von dürftiger
Auflösung
und Kontrast oder Verschmutzung beschrieben sind, während zur
selben Zeit die Erfindung das Problem löst, dass der Anzeigebereich teilweise
durch den Finger des Benutzers oder einen Taststift verdeckt wird.
Die Anzeigeeinheit kann also hart gemacht werden und weniger empfindlich
auf externe Einflüsse.
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Ein
anderer Vorteil der Erfindung ist, dass die Anzeige in Bezug auf
die Größe des Geräts groß ist. Das
heißt,
dass die Anzeige benutzt werden kann, um detaillierte Informationen,
Grafiken oder Ähnliches
zu präsentieren
und das zur selben Zeit das Gerät
relativ klein sein kann.
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Ein
Vorteil der Berührungsfläche, die
gemäß der Erfindung
zu einer konvexen Form in einer ersten Richtung gekrümmt ist,
ist schematisch in den 10a und 10b illustriert. Der Kontaktbereich 50 zwischen
der Spitze des Fingers 51 und der gekrümmten Berührungsfläche 52 (10b) wird gemäß der Erfindung
durch zwei konvexe Oberflächen gebildet,
an Stelle von einer konvexen Oberfläche (Fingerspitze) und einer
planen, nicht gekrümmten Berührungsfläche, wie
in der bekannten Technologie (10a).
Die Erfindung reduziert den Kon taktbereich zwischen Fingerspitze
und Berührungsfläche stark
und ermöglicht
somit, eine große
Positionierungsgenauigkeit in der Richtung der Breite der Berührungsfläche zu erzielen,
auch mit einer relativ schmalen, länglichen Berührungsfläche.
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Ein
anderer Vorteil einer Reduzierung des Kontaktbereichs zwischen Finger
und Berührungsfläche ist,
dass weniger Kraft für
den Anwender erforderlich ist, um die dieselbe Kraft pro Flächeneinheit zur
Aktivierung der Berührungsfläche zu erzielen. Dies
wird ebenso klar aus 10b.
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Ein
anderer Vorteil der Erfindung ist, dass die Berührungsfläche auf solche eine Art und
Weise ausgestaltet werden kann, dass der Benutzer seinen Finger
nicht so viel in die Richtung bewegen muss, in der die Oberfläche gekrümmt ist
(Richtung der Krümmung).
In gewissen Fällen
kann es sogar sein, dass der Finger sich noch nicht einmal bewegen
oder über die
bogenförmige
Oberfläche
in die Richtung der Krümmung
gleiten muss, sondern nur über
die bogenförmige
Oberfläche "rollt".
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In Übereinstimmung
mit bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung kann das Gerät
wie folgt gesteuert werden: falls z. B. die gekrümmte Berührungsfläche entlang des rechten Seitenrandes des
Geräts
verläuft
und der Benutzer das Gerät
in seiner rechten Hand mit der Handfläche gegenüber der Rückseite des Geräts hält, kann
der Benutzer das Gerät
durch Bewegen seines Daumens entlang und über die gekrümmte Berührungsfläche auf
dem rechten Seitenrand bedienen. Offensichtlich kann die gekrümmte Berührungsfläche stattdessen
entlang des linken Seitenrandes verlaufen und das Gerät kann mit
irgendeinem bevorzugten Finger bedient werden. Falls das Gerät sowohl
auf dem rechten als auch auf dem linken Seitenrand des Geräts mit einer
gekrümmten
Berührungsfläche versehen
ist, können Objekte
auf der Anzeige in drei Dimensionen gesteuert werden. Funktionen
zum Drehen von Objekten in drei Dimensionen können z. B. implementiert werden.
Das Objekt kann dann entlang einer Achse bei rechten Winkeln zu
der Anzeige durch den Benutzer, der seine Finger entlang beider
Berührungsflächen in Längsrichtung
des Geräts
bewegt, gedreht werden, wobei der Finger, der entlang der linken
Berührungsfläche bewegt
wird, in entgegengesetzter Richtung zu dem Finger bewegt wird, der
entlang der rechten Berührungsfläche bewegt
wird. Auf ähnliche
Art und Weise kann das Objekt um die Längsrichtung des Geräts gedreht
werden durch eine Bewegung der Finger auf jeder Berührungsfläche schräg über die Berührungsfläche und
in entgegengesetzter Richtung zueinander. Weiterhin kann das Objekt
um die Querrichtung des Geräts
gedreht werden durch eine Bewe gung der Finger auf jeder Seite in
die Längsrichtung
der Berührungsflächen und
in dieselbe Richtung.
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Ein
wichtiger Vorteil der Erfindung ist, was Ausführungsformen vom Membran-Typ
betrifft, dass eine gekrümmte
Berührungsfläche von
einer gewissen Membran weniger Widerstand auf ein Herabdrücken bietet,
da die Membran, die die Berührungsfläche bildet,
nicht gestreckt werden muss. Die erforderliche Aktivierungskraft
ist somit geringer als mit bekannten Berührungsflächen. In bekannten Berührungsflächen steigt
die erforderliche Aktivierungskraft je näher man zu dem Rand kommt und
das bedeutet, dass die Genauigkeit beträchtlich weniger verlässlich ist
als ein Ergebnis einer Deformierung der Spitze des Fingers (siehe 11b). Eine Reduzierung der Aktivierungskraft
ist ebenso bevorzugt, da die Folie oder ein Äquivalent hierzu, das die Berührungsfläche ausbildet,
einer geringeren Beanspruchung unterworfen wird. Diese Probleme
haben bedeutet, dass eine lange, schmale Berührungsfläche nicht unter Verwendung
einer bekannten Technologie erhalten werden kann. Dies ist jedoch
mit der Erfindung möglich,
dank des niedrigeren Kontaktdrucks.
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Noch
ein anderer Vorteil mit einer gekrümmten Berührungsfläche ist, dass der Kontaktdruck
linearer, d. h. einheitlicher sein wird, im Gegensatz zu den bekannten,
planen Berührungsflächen. Die
Linearität
resultiert darin, unter anderen Vorteilen, dass die Auflösung der
Berührungsfläche wächst und
dass eine Schutzschicht oder Membran außerhalb der Berührungsfläche platziert
werden kann, ohne das die Funktion und/oder die Auflösung der
Berührungsfläche deutlich
beeinträchtigt
wird. Dies ist nicht möglich mit
bekannten Berührungsflächen. Mit
bekannten Berührungsflächen des
Membran-Typs wächst
der Kontaktdruck, je näher
man zu dem Rand kommt, während
mit der gekrümmten
Berührungsfläche gemäß der Erfindung
der Kontaktdruck im Wesentlichen konstant in der Richtung der Krümmung ist.
Dieser Vorteil der Erfindung wird klar aus einem Vergleich zwischen
den 11a und 11b, die jeweils eine Eingabeeinrichtung
gemäß der Erfindung
und ein bekanntes Berührungsfeld
vom Membran-Typ zeigen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Berührungsfläche länger in
der zweiten Richtung als in der ersten Richtung (Richtung der Krümmung) und insbesondere
kann die Berührungsfläche um eine
lineare geometrische Achse einfach gekrümmt sein, die parallel zu der
zweiten Richtung ist. In diesem Fall wird die Positionierungsgenauigkeit
in der Längsrichtung
der Berührungsfläche durch
die physikalische Ausdehnung der Berührungsfläche in Längsrichtung bestimmt. Die Positionierungsgenauigkeit
in Längsrichtung
wird deshalb im Wesentlichen unverändert sein im Vergleich zu
bekannten planen, nicht-gekrümmten
Berührungsflächen, aber
da die Anzeige nicht verdeckt wird, kann die Genauigkeit in Längsrichtung
in der Praxis vergrößert werden
durch eine visuelle Rückkopplung über die
Anzeige, z. B. mit einer Cursor-Bewegung.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die gekrümmte
Berührungsfläche in ihrer
Gesamtheit an dem Seitenrand des Geräts angeordnet. In dieser Ausführungsform
hat die Berührungsfläche zwei
parallele Längsränder, zwischen denen
die gekrümmte
Berührungsfläche verläuft, und wobei
die Längsränder jeweils
mit der Vorderseite und Rückseite
des Geräts
verbunden sind. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass im Wesentlichen
die Gesamtheit der Vorderseite für
die Anzeigeeinheit benutzt werden kann und die Anzeigeeinheit kann
sich maximal bis zu den Längsrändern der
Vorderseite ausdehnen.
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Die
Berührungsfläche hat
vorzugsweise eine größere Ausdehnung
in ihrer Längsrichtung
als quer. Insbesondere die Breite der Berührungsfläche in der Richtung der Krümmung kann
deutlich schmaler gemacht werden als das äquivalente Ausmaß des Anzeigebereichs
der Anzeigeeinheit. Das gewünschte Verhältnis zwischen
einer Fingerbewegung auf der Berührungsfläche und
einer resultierenden Bewegung auf dem Anzeigebereich (proportionale
Rückkopplung)
kann auf eine Art und Weise erzielt werden, die dem Fachmann bekannt
ist. Insbesondere kann solch ein Verhältnis deutlich größer sein
für eine Bewegung
in die Querrichtung der Berührungsfläche. Das
Verhältnis
in Längsrichtung
kann zum Beispiel 1 : 1 sein (absolute Rückkopplung), sodass eine ausgewählte Position
in der Längsrichtung
von der Berührungsfläche einer
Position in der Längsrichtung auf
dem Anzeigebereich entspricht, die exakt gegenüber der Position auf der Berührungsfläche liegt,
und hierdurch dem Benutzer eine gute visuelle Rückkopplung geben. Diese gute
visuelle Rückkopplung gewährleistet,
dass ein Benutzer auf eine schnellere und zuverlässigere Art und Weise einen
Cursor positionieren oder einen Bereich auf der Anzeige zur Aktivierung
einer gewünschten
Funktion auswählen kann.
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Die
Berührungsfläche muss
nicht, aber kann, annähernd
dieselbe Länge
wie das entsprechende Ausmaß auf
dem Anzeigebereich der Anzeige haben. Alternativ kann die Berührungsfläche irgendwie länger als
das entsprechende Ausmaß des
Anzeigebereichs sein.
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Die
Berührungsfläche kann
in die zweite Richtung in zwei oder mehr Bereiche oder Felder aufgeteilt
sein. Die Aufteilung kann durch bauliche Mittel und/oder logische
Mittel, d. h. aus schließlich
Software-gesteuert, gemacht werden. Eine Aufteilung durch bauliche
Mittel könnte
erzielt werden mittels elektrisch getrennter Felder, die in ein
und derselben Eingabeeinrichtung mit einer gemeinsamen Berührungsfläche erzeugt
werden können.
Zwei benachbarte Felder, die durch bauliche Mittel aufgeteilt sind, können jedoch
als ein einzelnes, logisch kohärentes Feld
benutzt werden. Eine logische Aufteilung kann mit Software erzielt
werden, die unterschiedliche Druckflächen oder Felder auf der Berührungsfläche über die
Anzeigeeinheit anzeigt.
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Im
Allgemeinen sollte jeweils nur eine Position auf einer Berührungsfläche aktiviert
werden, oder für
jedes Feld, falls die Berührungsfläche durch
bauliche Mittel wie oben stehend in Felder aufgeteilt ist.
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In
einer Ausführungsform
umfasst die Berührungsfläche einen
oberen Teil und einen unteren Teil, von denen nur der obere Teil – der normalerweise durch
den Daumen gesteuert wird – aktiv
ist, wenn das Gerät
in der Hand des Benutzers gehalten wird. Dies verhindert, dass der
untere Teil der Berührungsfläche aus
Versehen durch die Handfläche
des Benutzers aktiviert wird. Der untere Teil der Berührungsfläche kann
z. B. zur direkten Steuerung von Funktions-Wahlknöpfen in
einer Liste benutzt werden, durch Drücken der richtigen Längsposition
auf dem unteren Teil der Berührungsfläche. In
anderen Worten kann der obere Teil der Berührungsfläche für eine zwei-dimensionale Steuerung
benutzt werden, während
der untere Teil für
eine ein-dimensionale Steuerung benutzt werden kann.
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Auf
bekannte Art und Weise kann die Berührungsfläche ebenso in der Richtung
senkrecht zu der Berührungsfläche empfindlich
gemacht werden, um eine Aktivierung von verschiedenen Funktionen
zu erlauben, z. B. die Fähigkeit,
in der Lage zu sein, auf verschiedene Wahlknöpfe auf der Anzeige zu klicken.
Ein Weg der Implementierung hiervon ist es, eine dritte Folie innerhalb
der oben genannten inneren Folie einzuführen. Eine Positionssteuerung
tritt auf durch ein Zusammendrücken
der äußeren und
inneren oben beschriebenen Folien. Die Klick-Funktion wird erzielt
durch einen vergrößerten Druck,
sodass die innere Folie in Kontakt mit der dritten Folie gebracht
wird. Der letztere Kontakt kann elektrisch registriert werden als
ein galvanisches Schließen
eines Kontakts. Diese Lösung
bietet eine mechanische Rückkopplung
für den
Benutzer. Die Folien können unterschiedliche
Steifigkeiten haben, um dem Benutzer das richtige Druckgefühl zu geben.
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Ein
anderer Weg zum Implementieren einer Aktivierung von Funktionen,
die auf der Anzeige präsentiert
werden, ist z. B. ein Festlegen, dass die Aktivierung "Klicken" auftreten soll,
wenn der Druck auf die Berührungsfläche freigegeben
wird.
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Es
gibt verschiedene bekannte Wege zur Erzielung einer Detektion/Bestimmung
der Koordinaten einer herabgedrückten
Position auf der Berührungsfläche. Eine
bekannte Technologie verwendet z. B. Widerstandsverfahren, kapazitive
Verfahren und auf Oberflächenwellen
basierte Verfahren. Am Bevorzugtesten sind wahrscheinlich Verfahren,
die eine Membran oder eine Folie benutzen, um die Berührungsfläche auszubilden.
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In Übereinstimmung
mit einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Hand-gesteuerte
Eingabeeinrichtung vom Berührungsfeld-Typ
bereitgestellt, aufweisend eine Berührungsfläche, die in einer ersten und
einer zweiten Richtung lageempfindlich ist und wobei ein Benutzer
einen Finger über
die Berührungsfläche hinweg
bewegt, und eine Einrichtung zum Fühlen der Position des Fingers
auf der Berührungsfläche, wobei
die Berührungsfläche um eine
lineare geometrische Achse parallel zu der zweiten Richtung einfach
konvex gekrümmt
ist und wobei die Eingabeeinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass
die Berührungsfläche durch
eine Außenseite
einer elastischen äußeren Folie
gebildet wird, die zwei Ränder
aufweist, die parallel zu der linearen geometrischen Achse angeordnet
sind, und an denen die elastische äußere Folie so eingeklemmt ist,
dass sie als ein direktes Ergebnis ihres Versuchs, plane Form anzunehmen,
zu einer einfach konvex gekrümmten elastischen
Fläche
gespannt wird.
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Ein
Vorteil dieses Aspekt der Erfindung ist, dass die äußere Folie
erzeugt und zu einer fertigen Folie in einem planen Zustand bearbeitet
werden kann. Die fertige Folie kann dann in die Hand-gesteuerte
Eingabeeinrichtung eingeklemmt werden, und nur dann eignet sie sich
ihre gekrümmte
Form an. Die Folie kann deshalb auf eine relativ einfache Art und Weise
in Übereinstimmung
mit bekannten Verfahren für
eine Herstellung von Folien für
plane Eingabeeinrichtungen bearbeitet werden. Falls anwendbar kann die
Folie zum Beispiel mit geeignet geformten Schichten und Leitern
bereitgestellt werden mittels Drucken.
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Die
Berührungsfläche ist
vorzugsweise länger
in der zweiten Richtung als in der ersten Richtung. Die Eingabeeinrichtung
kann ebenso eine gekrümmte
innere Folie aufweisen, die innerhalb von der äußeren Folie angebracht und
hiervon beabstandet wird. Die innere Folie kann über einer bogenförmigen Basis
angeordnet sein und ist vorzugsweise auf dieser Ba sis abgesichert.
Um den notwendigen Abstand zu erzielen, kann die äußere Folie
eine größere Krümmung aufweisen
als die Oberfläche,
gegen die die äußere Folie
herabgedrückt
werden soll, z. B. die äußere Seite
einer gekrümmten
inneren Folie. Dies kann z. B. dadurch erzielt werden, dass die äußere Folie
in die Querrichtung irgendwie breiter gemacht wird und dass die
Längsseiten
der Folien zusammen bei den Längsrändern der
Berührungsfläche eingeklemmt
werden. Die äußere Folie
wird dann elastisch von der inneren Folie abweichen, um einen Abstand
zwischen den Folien aufrechtzuerhalten, wobei der Abstand durch
den Benutzer reduziert werden kann, der seinen Finger auf die Berührungsfläche drückt. Natürlich kann
der Abstand zwischen den Folien ebenso durch geeignete Abstandhalter
beeinflusst werden, insbesondere an den Rändern.
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Die äußere und
die innere Folie können
aus ein und derselben Folie gemacht werden, die mit den notwendigen
Schichten und Leitern bereitgestellt wird und danach um eine Faltlinie
herum gefaltet wird, um sowohl die innere als auch die äußere Folie auszubilden.
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Die
Eingabeeinrichtung mit einer gekrümmten Berührungsfläche in Übereinstimmung mit der Erfindung
erlaubt eine schmale Berührungsfläche auf einem
begrenzten Bereich. Dies ist nicht mit konventionellen, planen Berührungs-Tabletts
möglich.
Ein konventionelles, planes Berührungs-Tablett
weist Abstandhalterelemente auf, die erfordern, dass das Tablett
vor einer Berührung über einen
Abstand von ungefähr
2 mm von den Abstandhalterelementen weg geschützt wird, da ein konventionelles
Berührungs-Tablett
darauf basiert, dass die äußere Folie bei
einer Aktivierung abwärts
zu der inneren Folie gestreckt wird. Ohne diesen Sicherheitsrand
besteht ein Risiko, dass die äußere Folie
deformiert wird und/oder von dem Abstandhalter abgelöst wird.
Somit geht ein Teil des verfügbaren
Bereichs verloren, d. h. der von den Abstandhalterelementen eingenommene
Bereich (in eine Richtung zumindest 2 + 2 mm) und ebenso der Sicherheitsrand
von 2 + 2 mm (siehe 11b).
Ein inaktiver Bereich von 8 mm ist natürlich inakzeptabel, falls das
Tablett so gemacht werden soll, dass es zum Beispiel nur 12 mm schmal
ist. Dieses Problem wird in der Eingabeeinrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung eliminiert, da kein Strecken auftritt.
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Weiterhin
können
konventionelle Berührungs-Tabletts
nicht zu einer konvexen Form durchgebogen werden und nach wie vor
ihre Funktion beibehalten, da der Abstand zu der äußeren Folie
inkorrekt sein würde.
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Somit
kann in Übereinstimmung
mit der Erfindung ein kompaktes, elektronisches Hand-Gerät erzeugt
werden, wie z. B. ein Mobiltelefon, in dem die relativ schmale Randseite
auf eine ergonomische Art und Weise benutzt werden kann, zum Eingeben
von Text, Zahlzeichen, Bewegungs- und Steuerfunktionen, z. B. eines
Cursors, zwei-dimensionaler Objekte oder zwei-dimensionaler Bilder
von drei-dimensionalen Objekten. Die Möglichkeit einer Verwendung
eines Großteils
der Vorderseite des Geräts
als Anzeigebereich, ohne dass der Anzeigebereich verdeckt wird,
während
die Finger einer Hand benutzt werden können, um das Gerät auf eine
natürliche
Art und Weise zu halten und die Finger der selben Hand zur Steuerung
des Geräts
benutzt werden, wird ebenso bereitgestellt. Dies ist möglich, da
ein Eingeben von Daten keine Bedienung einer separaten Tastatur oder
physikalischer Wahlknöpfe
auf der Vorderseite des Geräts
erfordert. Stattdessen wird das Gerät in Übereinstimmung mit der Erfindung
mit einer oder mehreren druckempfindlichen Berührungsflächen auf den schmalen Randseiten
des Geräts
bereitgestellt. Die Möglichkeit
wird ebenso bereitgestellt, eine Berührungsfläche einzurichten, die sich
entlang der gesamten Länge
der Anzeige ausdehnt und in solch einer Nähe zu der Anzeige ist, dass
eine extrem gute visuelle Rückkopplung
zwischen Berührungsfläche und
Anzeige erhalten wird, ohne dass die Größe des Geräts deutlich beeinträchtigt wird.
Dies bedeutet z. B., dass eine virtuelle Tastatur auf dem Bildschirm präsentiert
werden kann und ein Drücken
der Tasten kann schnell und einfach durch die Berührungsfläche gesteuert
werden.
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Falls
die Berührungsfläche in ihrer
Gesamtheit auf dem Seitenrand des Geräts angeordnet werden soll,
kann die Berührungsfläche nicht
breiter sein als die Dicke des Geräts, die in der Größenordnung von
12 mm oder weniger liegen kann. Die Länge der Berührungsfläche ist normalerweise nicht
kritisch, da die gesamte Länge
des Geräts
verfügbar
ist. Ein Drücken
mit einem Finger, insbesondere einem Daumen, auf eine schmale und
plane längliche
Oberfläche
mit einer Breite von nur 12 mm ermöglicht keine annehmbare Genauigkeit
und verlangt zu viel Kraft. Jedoch wird dieses Problem in Übereinstimmung
mit der Erfindung durch die Berührungsfläche gelöst, der eine
konvexe Form in ihrer Querrichtung gegeben wird.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine Ansicht in der
Perspektive der Vorderseite eines Mobiltelefons, die eine Ausführungsform
eines elektronischen Hand-Geräts
in Übereinstimmung
mit der Erfindung bildet,
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2 zeigt die Rückseite
des Mobiltelefons von 1,
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3 ist eine Seitenansicht
eines inneren Gehäuses
oder Rahmens des Mobiltelefons von 1,
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4 ist eine Draufsicht auf
das Gehäuse von 3,
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5 ist ein Querschnitt durch
eine Eingabeeinrichtung, die in 4 gezeigt
ist,
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6 ist eine Vergrößerung eines
Teils der Eingabeeinrichtung, die in 5 gezeigt
ist,
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7 illustriert ein Verfahren
zum Erzeugen einer Eingabeeinrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung,
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8 illustriert ein Verfahren
zum Erzeugen einer zweiten Eingabeeinrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung,
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9 ist eine schematische
Querschnittsansicht, die nicht maßstäblich gezeichnet ist, von den Eingabeeinrichtungen
in den 7 und 8,
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10 illustriert schematisch
einen Aspekt der Funktion der Erfindung,
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11 illustriert schematisch
einen zweiten Aspekt der Funktion der Erfindung,
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12 ist eine Draufsicht auf
ein Mobiltelefon, die ein Beispiel illustriert, wie die Eingabeeinrichtung
eingeklemmt ist.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Ein
kombiniertes Mobiltelefon/Web-Browser 1, das in den 1 und 2 gezeigt ist, hat eine Vorderseite 2,
eine Rückseite 3,
zwei gegenüberliegende Randseiten 4, 5,
eine Unterseite 6 und eine Oberseite 7. Das Mobiltelefon 1 ist
mit einer Kommunikationseinrichtung ausgestattet, aufweisend eine
Antenne 8, ein Mikrofon 9, einen Lautsprecher 10 und
elektronische Sende-/Empfangsschaltungen, die nicht gezeigt sind
und intern in dem Gerät
ange ordnet sind. Die letzteren Schaltungen können vom konventionellen Typ
sein und werden deshalb nicht weiter im Detail beschrieben. Eine
Anzeigeeinheit mit einem rechteckigen Anzeigebereich 12 ist
auf der Vorderseite 2 angeordnet und ein Batteriefach 13 ist
auf der Rückseite 3 angeordnet.
Im Gegensatz zu konventionellen Mobiltelefonen nimmt der Anzeigebereich 12 der
Anzeigeeinheit die komplette Vorderseite 2 fast vollständig ein.
Nur zwei kleine Bereiche über
und unter dem Anzeigebereich 12 sind jeweils frei für den Lautsprecher 10 und
das Mikrofon 9. Das Mobiltelefon/Web-Browser 1 weist
ebenso elektronische Schaltungen (nicht gezeigt) auf, die für verschiedene Funktionen
notwendig sind, wie z. B. Prozessoren, Anzeigeantriebseinheiten,
Speicherschaltungen etc., die denjenigen mit dem Stand der Technik
Vertrauten bekannt sind und deshalb nicht im Detail beschrieben werden. 2 zeigt ebenso eine Kamera 14 auf
der Rückseite 3,
die keineswegs notwendig ist für
die Erfindung und deshalb nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben
wird.
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Das
Mobiltelefon 1 ist ausgestattet mit zwei lang gezogenen
Eingabeeinrichtungen 20, 21 vom "Berührungsfeld"-Typ, die durch die
Finger gesteuert werden und sich jeweils entlang jeder Randseite 4 und 5 ausdehnen,
zum Steuern des Mobiltelefons 1 und seiner Anzeigeeinheit.
Diese Ausführungsform weist
zwei Eingabeeinrichtungen auf, aber eine einfachere Ausführungsform
kann nur eine Eingabeeinrichtung aufweisen, vorzugsweise die Eingabeeinrichtung 20 auf
der rechten Randseite 4 zur Steuerung mit dem Daumen der
rechten Hand.
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Ein
charakteristisches Merkmal des Mobiltelefons 1 in dieser
Ausführungsform
ist das Fehlen von anderen Eingabeeinrichtungen in der Form von physikalischen
Tasten, Rändelscheibe,
etc. Alle Aktivierungen und Steuerungen seitens des Benutzers können mit
der Hilfe von Eingabeeinrichtungen 20, 21 durchgeführt werden.
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Die
Grundauslegung der rechten Eingabeeinrichtung 20 wird nun
beschrieben werden. Die Auslegung ist im Wesentlichen dieselbe wie
für die linke
Eingabeeinrichtung 21. Wie in den 5 und 6 gezeigt
ist, weist die Eingabeeinrichtung 20, von der Innenseite
aus betrachtet, die folgenden drei Basiskomponenten auf: (i) eine
lang gezogene Basis 22 mit einer bogenförmigen Oberfläche 23 und
einer Rückseite 24,
(ii) eine innere Folie 25 und (iii) eine äußere Folie 26.
Die Außenseite
der äußeren Folie 26 kann
die gekrümmte
Berührungsfläche bilden, aber
in einer bevorzugten Ausführungsform
wird sie durch ein flexibles äußeres Gehäuse abgedeckt,
wie unten stehend beschrieben wird. Die 3 und 4 zeigen
das innere Gehäuse 11 des
Mobiltelefons 1 mit der vorgesehenen Eingabeeinrichtung,
aber ohne ein äußeres Gehäuse oder
eine Batterie.
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Gemäß der in
den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform
ist die Eingabeeinrichtung 20, 21 auf der Randseite 4, 5 des
Mobiltelefons derart angeordnet, dass die Oberfläche der Eingabeeinrichtung 20, 21 im
Wesentlichen mit 90 Grad auf eine Normale der Vorderseite 2 gerichtet
ist. Damit ist die Richtung gemeint, die der Normalen zu einer Ebene
entspricht, die sich zwischen den Längsrändern der Eingabeeinrichtung 20, 21 erstreckt. 12 zeigt eine alternative
Ausführungsform,
in der die Hauptrichtung der Oberfläche der Eingabeeinrichtung 20, 21 so
gedreht ist, dass sie im Wesentlichen mit 45 Grad von der Normalen
der Vorderseite 2 abgewickelt ist.
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In
einer Ausführungsform
grenzen die Längsränder der
Eingabeeinrichtung jeweils an die Vorder- und Rückseite 2, 3 des
Mobiltelefons an. In einer anderen möglichen Ausführungsform
grenzt einer der Längsränder an
die Vorder- oder Rückseite des
Mobiltelefons an, während
der andere Längsrand
an eine Randseite 4, 5 des Mobiltelefons angrenzt.
In noch einer anderen realisierbaren Ausführungsform grenzen beide Längsränder an
eine Randseite 4, 5 des Mobiltelefons an.
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Die
Basis 22 in der Ausführungsform,
die in den 1–4 gezeigt ist, ist annähernd 127
mm lang und 13,5 mm breit, wobei diese Ausmaße passend zu den Ausmaßen des
Seitenrandes 4 des Geräts sind.
Die gekrümmte
Oberfläche 23 hat
einen Krümmungsradius
von annähernd
1 cm. Die innere Folie 25 und äußere Folie 26 sind
in dieser Ausführungsform
aus PET-Plastikfolie gemacht, die eine Dicke von 0,05 mm aufweist,
aber andere Materialien und Dicken können natürlich benutzt werden. Der Bereich der
inneren Folie 25 fällt
mit der Größe der gekrümmten Oberfläche 23 der
Basis 22 zusammen und ist auf der gekrümmten Oberfläche 23 der
Basis mittels einer Schicht 27 eines Bindemittels, wie
z. B. eines selbstklebenden Bandes, abgesichert. Die plane Rückseite 24 der
Basis 22 ist auf geeignete Art und Weise an der Randseite 4 befestigt.
In einer alternativen Ausführungsform
kann die Basis 23 statt dessen in einem Stück mit dem
Gehäuse 11 integriert
beziehungsweise aufgebaut werden, wie in den 3 und 4 gezeigt
ist.
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Die äußere Folie 26 ist
von der inneren Folie 25 an beiden Längsrändern 26 mittels Streifen-ähnlicher
Schichten aus Isolierungslack 28 und Kleber elektrisch
isoliert. Die äußere Folie 26 ist
irgendwie breiter (in dem vorliegenden Fall annähernd 13,9 mm) als die innere Folie 25,
sodass dadurch, dass sie an ihren Längsrändern an den Bezeichnungen 29 eingeklemmt
ist, bewirkt wird, dass sie eine schärfere Krümmung als die innere Folie 25 annimmt.
Das Ergebnis ist, dass die äußere Folie 26 von
der inneren Folie 25 abgehoben ist und das eine schmale
Spalte Δ in
der Größenordnung
von 0,25 mm zwischen der inneren und der äußeren Folie in der Mittel-Position P1
gebildet wird und in der Größenordnung
von 0,05 mm an den Randpositionen P2. Diese Spalte Δ wird somit
erzielt ohne die Verwendung von irgendwelchen getrennten Abstandhalterelementen.
Da die äußere Folie 26 elastisch
ist, kann die Spalte Δ vorübergehend
an einem Punkt eliminiert werden, an dem der Benutzer zeitweilig
einen Finger platziert. Die äußere Folie 26 muss
nicht gestreckt werden um einen Kontrakt mit der inneren Folie 25 zu
machen. Die einzigen inaktiven Bereiche der Berührungsfläche sind diejenigen über dem
Isolationsstreifen 28. Wenn der Benutzer den Fingerdruck
freigibt, wird die Spalte Δ wiederhergestellt
werden, als ein Ergebnis der Elastizität der äußeren Folie 26.
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Für eine Widerstands-Registrierung
der Koordinaten für
eine herabgedrückte
Position auf der Berührungsfläche der
Eingabeeinrichtung sind die innere Folie 25 und die äußere Folie 26 in
dieser Ausführungsform
auf eine bekannte Art und Weise mit Widerstandsschichten ausgestattet,
die mit Elektroden ausgestattet sind, auf den Seiten, die aufeinander
gerichtet sind, wobei die Widerstands-Schichten z. B. aus einem
Graphik-Gemisch sind.
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Ein
Verfahren zum Erzeugen der Eingabeeinrichtungen 20 und 21 wird
nun beschrieben werden. Zuerst wird in Kombination auf die 7 und 9 Bezug genommen, die schematisch die
Erzeugung der linken Eingabeeinrichtung 21 des Mobiltelefons illustrieren.
Der Querschnitt in 9 ist
stark verkleinert in der horizontalen Richtung und ist vergrößert in der
vertikalen Richtung. Die linke Eingabeeinrichtung 20 ist
primär
zu einer Verwendung bestimmt, wenn das Gerät 1 in der horizontalen
Lage ist, zum Beispiel während
einer Verwendung als ein Web-Browser. Es ist somit ausreichend für die linke
Eingabeeinrichtung 20, eine einzelne Eingabeeinrichtung
zu sein und nicht in zwei Felder in ihrer Längsrichtung aufgeteilt zu sein
wie die rechte Eingabeeinrichtung 21, wie unten stehend
weiter beschrieben werden wird.
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Der
obere Teil der 7 zeigt
eine kohärente Folie,
die dazu bestimmt ist, entlang einer Längs-Faltlinie L gefaltet zu
werden, um die innere Folie 25 und die äußere Folie 26 zu bilden.
Somit sind in der fertigen Eingabeeinrichtung 21 die innere
und die äußere Folie
an der Faltlinie L miteinander verbunden (s. 6), während
die äußere Folie 26 leicht
von der inneren Folie 25 an dem entgegengesetzten Rand
nach außen übersteht.
Natürlich
müssen
die innere Folie 25 und die äußere Folie 26 nicht miteinander
verbunden sein, sondern können
stattdessen aus zwei separaten Folien bestehen. Der untere Teil
von 7 zeigt ein gedrucktes
Verdrahtungs- und Elektrodenraster 30, zum Beispiel aus
Silber, das direkt auf der nicht-gefalteten Folie 25, 26 angelegt
ist. Das Raster 30 weist zwei relativ lange x-Elektroden 31 auf
der äußeren Folienseite 26 auf, die
parallel zueinander angeordnet sind, und zwei relativ kurze y-Elektroden 32 auf
der inneren Folienseite 25, die parallel zueinander angeordnet
sind, jeweils zum Bestimmen der x-Position und der y-Position eines
Punktes, den der Benutzer mit seinem Finger drückt. Die Elektroden 31 und 32 sind über Leiter mit
Verbindungsanschlüssen 33 verbunden.
Zwei Schichten 34, 35 von Isolierungslack, Dupont
5018G, sind auf dem Raster 30 angelegt. Zwei resistive
Graphik-Schichten 36, 37 werden dann jeweils auf
diesen Schichten angelegt. Die Graphik-Schichten sind jeweils elektrisch
mit den Elektroden 31, 32 verbunden, wie in 9 gezeigt ist, und sind
zueinander isoliert. Deren Breite ist deutlich größer als
in 9 gezeigt ist und
entspricht der Ausdehnung der Berührungsfläche in Querrichtung. Wenn die
Graphik-Schichten 36, 37 angelegt sind, werden
sie in direkten elektrischen Kontakt mit entsprechenden Elektroden 31 und 32 kommen,
wie schematisch durch dünne
Linien in 9 gezeigt
ist. Schließlich werden
die Isolierungsschichten 28 auf den Graphik-Schichten 36 und 37 angelegt,
um diese voneinander isoliert zu halten an deren Längsrändern, wo die
Folie gefaltet ist.
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Die
Folien 25, 26 mit den angelegten Schichten und
Verdrahtungsraster werden dann um die Faltlinie L herum gefaltet,
sodass ein Folienteil 26 über den anderen Folienteil 25 platziert
wird, um die fertige Eingabeeinrichtung 20 zu bilden, die
für eine
Verbindung mit der Antriebselektronik über Verbindungsanschlüsse 33 bereit
ist. In der gezeigten Ausführungsform
sind die Folien entlang der Faltlinie L mit einer Anzahl von Durch-Schlitzen 60 und
Zwischenverbindungen 61 ausgestattet, die während einer
Faltung als "Gelenke" agieren und die
die zwei Folien zusammenhalten. Das Verdrahtungsraster 30 läuft an den äußeren Verbindungen 62 entlang.
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Ein
Vorteil des oben beschriebenen Aufbaus ist, dass die resistiven
Schichten 36, 37 wie eine Autobahn angeordnet
sind, die über
den Elektroden und Leitern beabstandet ist, wodurch außerordentlich Platz
gespart wird. Keine separaten Abstandhalter sind erforderlich und
der Aufbau in seiner Gesamtheit ist kostengünstig und vorteilhaft in Bezug
auf den Erzeugungsaspekt.
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Die
rechte Eingabeeinrichtung 21 wird überwiegend ebenso erzeugt mit
der Ausnahme, dass ihr Bereich in ihrer Längsrichtung in einen oberen
Teil 21-1 und einen unteren Teil 21-2 aufgeteilt
ist, wie in 8 gezeigt
ist. Jeder Teil weist zwei x-Elektroden 31 und zwei y-Elektroden 32 auf.
Ansonsten ist das Herstellungsverfahren dasselbe. Die Aufteilung
erlaubt eine Deaktivierung des unteren Teils 21-2 durch eine
geeignete Software, falls dies gewünscht ist, um eine unfreiwillige
Aktivierung mit der Handfläche
der rechten Hand zu verhindern, während der obere Teil 21-1 durch
den Daumen der rechten Hand gesteuert wird.
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Eine
Implementierung der Positionierungsfunktion der Eingabeeinrichtungen 20, 21 ist
per se bekannt und muss deshalb nicht im Detail beschrieben werden.
Die resistiven Schichten 36, 37 können durch
notwendige Antriebschaltungen abwechselnd mit einer geeigneten Frequenz
unter Spannung gesetzt werden. Wenn der Benutzer die Graphik-Schichten 36, 37 an
einem bestimmten Punkt zusammendrückt, kann der Ort des Punktes
in zwei Richtungen durch eine hochohmige Messung auf der Schicht
bestimmt werden, die vorübergehend
nicht unter Spannung steht. Diese Positionsbestimmung wird dann
benutzt, um die Anzeigeeinheit 11 zu steuern, z. B. um
einen Cursor zu steuern, zur Auswahl von virtuellen Wahlknöpfen etc.,
die auf der Anzeigeeinheit 11 gezeigt sind. Die Funktion
insbesondere der Eingabeeinrichtungen 20, 21 können Anwendungs-gesteuert
werden.
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Die
Anordnung wird vorzugsweise ebenfalls empfindlich auf den Betrag
des Drucks gemacht, wobei dies erzielt wird durch eine widerstandsbehaftete Bestimmung
der Größe des herabgedrückten, effektiven
Kontaktbereichs zwischen den resistiven Schichten 36, 37.
Wenn der Kontaktdruck anwächst, wächst der
Kontaktbereich an, da der Finger deformiert wird. Der Übergangswiderstand
fällt somit
und eine Messung wird dahingehend erhalten, wie hart man am Drücken ist.
Dies kann benutzt werden, um verschiedene Funktionen zu aktivieren,
wenn die richtige Position in x- und y-Richtung ausgewählt wurde.
Eine Klick-Funktion
kann ebenso erhalten werden, wie beschrieben, mit einer dritten
Folie innerhalb der inneren Folie (nicht gezeigt).
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Als
eine Alternative zu dieser oben stehend beschriebenen Ausführungsform
können
die Eingabeeinrichtungen 20, 21 mit einem Matrixsystem
implementiert werden, das einen Satz von sich überschneidenden Leitern aufweist,
z. B. Spalten auf einer Folie und Zeilen auf der anderen. Die herabgedrückte Position
kann einfach bestimmt werden durch ein Abtastverfahren.
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Wie
oben stehend beschrieben wurde, kann die Anzeigeeinheit relativ
unempfindlich auf Schockeinwirkungen gemacht werden, da keine flexible
Berührungsfläche notwendig
ist, die den Anzeigebereich 12 abdeckt. Um das Gerät noch besser
in die Lage zu versetzen, externe Einflüsse wie Feuchtigkeit und Schläge auszuhalten,
kann das Gehäuse 11 des
Gerätes
mit der Ausnahme des Anzeigebereichs 12 und des Batteriedeckels 13 durch
ein geeignetes, wasserdichtes und/oder stoßdämpfendes Material abgedeckt
werden, wie z. B. einer Hülle
aus elasthomerischem Material. Diese Hülle kann insbesondere ebenso
die Eingabeeinrichtungen 20, 21 abdecken und muss
dann so flexibel sein, dass sie deren Funktion nicht beeinträchtigt.
Die Oberfläche
diese Hülle kann
mit einem Raster ausgestattet werden, das physikalisch über der
Berührungsfläche der
Eingabeeinrichtungen 20, 21 gefühlt werden
kann, wie z. B. die in den 1 und 2 gezeigten Längsrippen.
Solch ein Raster könnte
ebenso direkt auf der Außenseite
der äußeren Folie 26 angeordnet
sein. Diese Hülle
kann ebenso durchgängig
mit einer transparenten Schutzfolie oder Platte sein, die den Anzeigebereich 12 abdeckt.
Sollte diese transparente Oberfläche
verkratzt werden, kann sie dann einfach ersetzt werden durch ein
Ersetzen der Hülle
mit einer integrierten, transparenten Schutzfolie oder Platte.