DE20080275U1 - Taktiles Mausgerät - Google Patents

Taktiles Mausgerät

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DE20080275U1
DE20080275U1 DE20080275U DE20080275U DE20080275U1 DE 20080275 U1 DE20080275 U1 DE 20080275U1 DE 20080275 U DE20080275 U DE 20080275U DE 20080275 U DE20080275 U DE 20080275U DE 20080275 U1 DE20080275 U1 DE 20080275U1
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Description

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Claims (51)

1. Maus mit taktiler Rückkopplung, die mit einem Host- Computer verbunden ist, der ein Host-Anwendungspro­ gramm implementiert, wobei die Maus von einem Benutzer in einer ebenen Arbeitsfläche gehandhabt wird, wobei die Maus folgende Merkmale aufweist:
ein von dem Benutzer physisch berührtes und bewegtes Gehäuse,
ein mit dem Gehäuse der Maus verbundenes Sensorgerät, wobei das Sensorgerät die Bewegung der Maus in der e­ benen Arbeitsfläche erfasst und Sensorsignale ausgibt, welche die Bewegung wiedergeben, und
einen mit dem Gehäuse der Maus verbundenen Aktor, wo­ bei der Aktor betrieben wird, um eine Trägheitskraft in Bezug auf ein Trägheitsfundament auszugeben, wobei die Trägheitskraft annähernd entlang einer Achse rechtwinklig zu der ebenen Arbeitsfläche ausgegeben wird, wobei die Trägheitskraft durch das Oszillieren einer Trägheitsmasse annähernd entlang der Achse in Bezug auf das Gehäuse erzeugt wird, wobei die Träg­ heitskraft durch das Gehäuse auf den das Gehäuse be­ rührenden Benutzer übertragen wird.
2. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Aktor ein linearer Aktor ist, der einen bewegli­ chen Abschnitt aufweist, der sich in Bezug auf einen nicht beweglichen Abschnitt des Aktors linear bewegt, wobei der lineare Aktor die Trägheitsmasse bidirektio­ nal entlang einer linearen Achse bewegt, die im wesentlichen rechtwinklig zu der ebenen Arbeitsfläche ist.
3. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Aktor ein rotatorischer Aktor ist, der eine Welle dreht.
4. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 3, wobei der rotatorische Aktor die Trägheitsmasse annähernd linear bewegt, indem die Trägheitsmasse bidirektional um einen kleinen Bruchteil einer vollen Umdrehung der Welle gedreht wird.
5. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei die Trägheitskraft zu einer durch den Host-Computer dargestellten grafischen Wiedergabe in Bezug gesetzt wird, wobei die Position der Maus in der ebenen Ar­ beitsfläche einer Position eines in der grafischen Wiedergabe dargestellten Zeigers entspricht.
6. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei die Trägheitskraft ein Impuls ist, der mit der Inter­ aktion eines benutzergesteuerten Zeigers mit einem Grafikobjekt in Bezug gesetzt wird, das durch den Host-Computer in einer grafischen Benutzerschnittstel­ le dargestellt wird.
7. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 6, wobei der Impuls mit einer Amplitude ausgegeben wird, die von einer Eigenschaft des Grafikobjektes abhängt, mit dem der Zeiger interagiert.
8. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 7, wobei die Eigenschaft des Grafikobjektes ein Typ des Grafik­ objektes ist, wobei der Typ ein Symbol, ein Fenster und einen Menüpunkt umfasst.
9. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 7, wobei der Impuls ausgegeben wird, wenn sich der Zeiger zwi­ schen Menüpunkte in einem dargestellten Grafikmenü be­ wegt.
10. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei die Kraft in einer Kraftempfindung enthalten ist, wo­ bei die Kraftempfindung ein Impuls, eine Vibration und eine Texturkraft sein kann.
11. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wei­ terhin enthaltend einen Mikroprozessor, der von dem Host-Computer getrennt ist und mit dem Sensor und dem Aktor verbunden ist, wobei der Mikroprozessor betrie­ ben wird, um Rost-Befehle von dem Host-Computer zu empfangen und Kraftsignale zur Steuerung der Träg­ heitskraft an den Aktor auszugeben und betrieben wird, um Sensorsignale von den Sensoren zu empfangen, die Sensorsignale zu verarbeiten und Positionsdaten an den Host-Computer zu berichten, die aus den Sensorsignalen abgeleitet sind und die Bewegung der Maus angeben.
12. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Aktor die Kraft als Antwort auf einen Befehl aus­ gibt, der durch die Maus von dem Host-Computer empfan­ gen wurde.
13. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei das Sensorgerät eine Kugel umfasst, die eine Oberflä­ che reibmäßig berührt, auf der die Maus von dem Benut­ zer bewegt wird.
14. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei das Sensorgerät einen optischen Sensor enthält, der eine Bewegung einer Oberfläche, auf der die Maus be­ wegt wird, relativ zu dem Gehäuse der Maus erfasst.
15. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Aktor innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
16. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 15, wo­ bei zwischen einem Abschnitt tes von dem Benutzer be­ rührten Gehäuses und der Bodenfläche, auf der die Maus bewegt wird, ein nachgiebiges Teil vorgesehen ist.
17. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 16, wo­ bei das nachgiebige Teil eine flexible Unterlage ent­ hält, die auf der Bodenfläche ruht, wobei die Maus auf der flexiblen Unterlage bewegt wird.
18. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 16, wo­ bei das nachgiebige Teil ein flexibles Verbindungsteil enthält, das einen mit dem Aktor verbundenen Abschnitt des Gehäuses mit einem die Bodenfläche berührenden Ab­ schnitt des Gehäuses verbindet.
19. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei die Trägheitskraft eine periodische Kraftempfindung mit einer Frequenz ist.
20. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 19, wo­ bei die periodische Kraftempfindung eine Amplitude aufweist, die von dem Host-Computer angegeben werden kann.
21. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 19, wo­ bei die periodische Kraftempfindung als Sinuswel­ lensteuersignal oder als Rechtecksteuersignal vorgege­ ben wird.
22. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 19, wo­ bei eine Folge von auszugebenden Kraftwerten als peri­ odische Trägheitskraft von dem Host-Computer an die Maus mit taktiler Rückkopplung gestreamed wird.
23. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wei­ terhin umfassend ein mit dem Aktor verbundenes Ener­ giespeichergerät, wobei das Energiespeichergerät Ener­ gie speichert und die Energie dem Aktor liefert, wenn es angemessen ist, um Trägheitskräfte auszugeben.
24. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung, das mit einem Host-Computer verbunden ist, der eine Gra­ fikumgebung implementiert, wobei das Schnittstellenge­ rät von einem Benutzer physisch gehandhabt wird, wobei das Schnittstellengerät aufweist:
ein bewegliches Objekt, das von dem Benutze r physisch berührt und bewegt wird,
ein mit dem beweglichen Objekt des Schnittstellengerä­ tes verbundenes Sensorgerät, wobei das Sensorgerät die Bewegung des beweglichen Objektes in einer ebenen Arbeitsfläche erfasst und Sensorsignale ausgibt, welche die Bewegung wiedergeben und
einen mit dem beweglichen Objekt des Schnittstellenge­ rätes verbundenen Aktor, wobei der Aktor betrieben wird, um eine Trägheitskraft im wesentlichen entlang einem bestimmten Freiheitsgrad in Bezug auf ein Träg­ heitsfundament auszugeben, wobei die Trägheitskraft durch Oszillieren einer Trägheitsmasse annähernd line­ ar in dem Freiheitsgrad in Bezug auf das Gehäuse er­ zeugt wird, wobei die Trägheitskraft durch das beweg­ liche Objekt auf den das bewegliche Objekt berührenden Benutzer übertragen wird und wobei die Trägheitskraft zu einer Interaktion eines benutzergesteuerten Grafik­ objektes mit einem anderen irr der Grafikumgebung dar­ gestellten Grafikobjekt in Bezug gesetzt wird.
25. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 24, wobei das bewegliche Objekt eine Maus ist und die Maus in einer ebenen Arbeitsfläche bewegt wird und wobei der Aktor mit dem Gehäuse der Maus verbunden ist.
26. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 25, wobei der Aktor die Trägheitsmasse bidi­ rektional entlang einer linearen Achse bewegt, die im wesentlichen rechtwinklig zu der ebenen Arbeitsfläche ist.
27. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 26, wobei der lineare Aktor ein Schwingspule­ naktor ist.
28. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 25, wobei das benutzergesteuerte Objekt ein Zeiger ist und wobei die Trägheitskraft ein Impuls ist, der mit der Interaktion des Zeigers mit dem ande­ ren in der Grafikumgebung dargestellten Grafikobjekt in Beziehung steht.
29. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 28, wobei der Impuls ausgegeben wird, wenn sich der Zeiger in einem dargestellten Grafikmenü zwi­ schen Menüpunkten bewegt.
30. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 24, wobei die Trägheitskraft in einer Kraft­ empfindung enthalten ist, wobei die Kraftempfindung ein Impuls, eine Vibration oder eine Texturkraft ist.
31. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 24, weiterhin umfassend einen von dem Host- Computer getrennten Mikroprozessor, der mit dem Sensor und dem Aktor verbunden ist, wobei der Mikroprozessor betrieben wird, um Host-Befehle von dem Host-Computer zu empfangen und Kraftsignale zur Steuerung der Träg­ heitskraft an den Aktor auszugeben und betrieben wird, um die Sensorsignale von den Sensoren zu empfangen, die Sensorsignale zu verarbeiten und Positionsdaten an den Host-Computer zu berichten, die aus den Sensorsig­ nalen abgeleitet sind und die Bewegung des beweglichen Objektes angeben.
32. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 31, wobei das Sensorgerät einen optischen Sensor enthält, der relativ zu dem beweglichen Objekt die Bewegung einer Oberfläche erfasst, auf der das be­ wegliche Objekt bewegt wird.
33. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 26, wobei der Aktor innerhalb des Gehäuses der Maus angeordnet ist.
34. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 33, wobei das nachgiebige Teil zwischen einem von dem Benutzer berührten Abschnitt der Maus und ei­ ner Auflagefläche vorgesehen ist, über die die Maus bewegt wird.
35. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 34, wobei das nachgiebige Element eine fle­ xible Unterlage enthält, die auf der Bodenfläche ruht, wobei die Maus auf der flexiblen Unterlage bewegt wird.
36. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 34, wobei das nachgiebige Element ein flexib­ les Verbindungsteil enthält, das einen mit dem Aktor verbundenen Abschnitt des Gehäuses und einen die Bo­ denfläche berührenden Abschnitt des Gehäuses verbin­ det.
37. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 26, wobei der Aktor ein linearer Aktor ist, der einen beweglichen Abschnitt aufweist, der sich in Bezug auf den nicht beweglichen Abschnitt des Aktors linear bewegt.
38. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 24, wobei der Aktor ein rotatorischer Aktor ist, der ein Drehmoment ausgibt, wobei das Drehmoment die Trägheitsmasse um einen Bruchteil einer vollstän­ digen Umdrehung bewegt, um eine lineare Bewegung anzu­ nähern.
39. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 26, wobei die Trägheitskraft eine periodische Kraftempfindung ist.
40. . Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 39, wobei die periodische Kraftempfindung mindestens eine Frequenz oder eine Amplitude aufweist, die von dem Host-Computer bestimmt werden kann.
41. Schnittstellengerät mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 39, wobei die periodische Kraftempfindung durch ein Sinuswellensteuersignal oder ein Rechteck­ wellensteuersignal bereitgestellt wird.
42. Maus mit taktiler Rückkopplung, die mit einem Host- Computer verbunden ist, der eine Grafikumgebung imple­ mentiert, wobei die Maus von einem Benutzer in einer ebenen Arbeitsfläche physisch gehandhabt wird, wobei die Maus aufweist:
ein Gehäuse, das von dem Benutzer physisch be­ rührt und bewegt wird,
ein mit dem Gehäuse der Maus verbundenes Sensor­ gerät, wobei das Sensorgerät die Bewegung der Maus in der ebenen Arbeitsfläche erfasst und Sensorsignale ausgibt, welche die Bewegung wiedergeben, und
einen mit dem Gehäuse der Maus verbundenen Aktor, wobei der Aktor betrieben wird, um eine oszillierende Kraft auf das Gehäuse entlang einer Achse im wesentli­ chen rechtwinklig zu der ebenen Arbeitsfläche auszu­ üben, wobei die oszillierende Kraft in Bezug auf eine Trägheitsmasse ausgeübt wird, die als Trägheitsfunda­ ment wirkt, wobei die oszillierende Kraft über das Ge­ häuse auf den Benutzer übertragen wird, der das Gehäu­ se berührt.
43. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 42, wo­ bei der Aktor ein linearer Aktor ist, der einen beweg­ lichen Abschnitt aufweist, der sich in Bezug auf den nicht beweglichen Abschnitt linear bewegt, wobei der lineare Aktor die Trägheitsmasse bidirektional entlang einer linearen Achse bewegt, die im wesentlichen rechtwinklig zu der ebenen Arbeitsfläche ist.
44. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 42, wo­ bei der Aktor ein rotatorischer Aktor ist, der eine Welle dreht, wobei der rotatorische Aktor die Träg­ heitsmasse annähernd linear bewegt, indem er die Träg­ heitsmasse bidirektional um einen kleinen Bruchteil einer vollen Umdrehung der Welle dreht.
45. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 42, wo­ bei die Trägheitskraft ein Impuls ist, der mit der In­ teraktion eines benutzergesteuerten Zeigers mit einem in der Grafikumgebung dargestellten Grafikobjekt in Beziehung steht.
46. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 45, wo­ bei der Impuls mit einer Amplitude ausgegeben wird, die von einer Eigenschaft des Grafikobjektes abhängt, mit dem der Zeiger interagiert.
47. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 42, wo­ bei die Kraft in einer Kraftempfindung enthalten ist, wobei die Kraftempfindung ein Impuls, eine Vibration oder eine Texturkraft ist.
48. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 42, wei­ terhin umfassend einen von dem Host-Computer getrenn­ ten Mikroprozessor, der mit dem Sensor und dem Aktor verbunden ist, wobei der Mikroprozessor betrieben wird, um Host-Befehle von dem Host-Computer zu empfan­ gen und Kraftsignale zur Steuerung der Trägheitskraft an den Aktor auszugeben und betrieben wird, um die Sensorsignale von den Sensoren zu empfangen, die Sen­ sorsignale zu verarbeiten und Positionsdaten an den Host-Computer zu berichten, die aus den Sensorsignalen abgeleitet werden und die Bewegung der Maus angeben.
49. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 42, wo­ bei der Aktor innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
50. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 49, wo­ bei zwischen einem durch den Benutzer berührten Ab­ schnitt des Gehäuses und einem Bodenabschnitt, über den die Maus bewegt wird, ein nachgiebiges Teil vorge­ sehen ist.
51. Maus mit taktiler Rückkopplung gemäß Anspruch 42, wo­ bei eine Folge von Kräften, die als periodische Träg­ heitskraft ausgegeben sind, von dem Host-Computer zu der Maus mit taktiler Rückkopplung gestreamed wird.
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