DE102008017832B4

DE102008017832B4 - Eingabevorrichtung zur Ansteuerung von Elementen grafischer Benutzerschnittstellen

Info

Publication number: DE102008017832B4
Application number: DE102008017832A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Glaser-Seidnitzer; Johannes Knoxville Kling
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2028-04-09
Also published as: US8350809B2; US20090273564A1; DE102008017832A1

Abstract

Eingabevorrichtung zur Ansteuerung von Elementen grafischer Benutzeroberflächen mit:
mindestens einem mehrere Tasten aufweisenden Eingabeelement (13, 15),
mindestens einem drehbaren Eingabeelement (12, 16), wobei das drehbare Eingabeelement jeweils um eine im Wesentlichen horizontale Achse drehbar ist,
gekennzeichnet durch
mindestens eine Erhebung (18), die sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Eingabevorrichtung erstreckt, wobei die Erhebung mit mindestens einem weiteren Eingabeelement (14, 17) versehen ist, das um eine im Wesentlichen vertikale Achse drehbar ist, und
ein Eingabeelement (19) aus einem elastischen Material, bei dem eine Gewichtsverlagerung der Hand zu einer Kippbewegung der Eingabevorrichtung (10) führt, die durch mehrere Drucksensoren erfasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung zur Ansteuerung von Elementen grafischer Benutzerschnittstellen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei der Durchführung bildgebender Verfahren in der Medizintechnik wie z. B. der Magnetresonanztomografie, Computertomografie etc. werden regelmäßig große Mengen an Daten, respektive radiologische Datensätze bzw. Datenobjekte, aufgenommen. Für die notwendige Betrachtung, Bearbeitung und Befundung dieser aufgenommenen Daten sind verschiedene Verfahren aus dem Stand der Technik, sog. Browser bekannt. Diese Browser für radiologische Datensätze erlauben dem Benutzer (Radiologe, MRTA) die Darstellung der Datensätze in verschiedenen Ansichten.
Diese Browser werden in der Regel über eine Grafische Benutzeroberfläche (Graphical User Interface – GUI) bedient. Die hohe Funktionalität aktueller Browseranwendungen spiegelt sich dabei oft in ausgefeilten und aufwendigen GUIs wider. Diese GUIs zeichnen sich jedoch auch dadurch aus, dass sie meist nur einen geringen Teil der verfügbaren Funktionen anzeigen. Die meisten weiteren verfügbaren Funktionen können nur über Umwege zur Anzeige gebracht werden z. B. über (Kontext-)Menüs oder weitere ein- und ausblendbare grafische Elemente (sog. Panels).
Das derzeit übliche Eingabegerät für GUIs ist in erster Linie die Maus (bzw. verwandte Geräte wie Trackballs oder Touchpads), die mit einer, in der Regel der dominanten, Hand bedient wird. In bestimmten Situationen wird die Tastatur hinzugezogen. Dies geschieht in erster Linie zur Texteingabe, oft aber werden auch Tastatur-Kürzel (Shortcuts/Hotkeys) verwendet. Diese Tastatur-Kürzel werden meist zur Direktansteuerung von schwer zugänglichen oder häufig benötigten Funktionen verwendet. Den Großteil des Arbeitsprozesses über beruht die Eingabe jedoch ausschließlich auf der (einhändigen) Verwendung der Maus oder vergleichbarer Eingabegeräte.
Diese Arbeitsweise wird oft nicht nur subjektiv von den Anwendern als nicht optimal empfunden, sondern widerspricht auch objektiv wissenschaftlichen Modellen, nach denen der Mensch bevorzugt und effizienter beide Hände in einem parallelen oder seriellen asymmetrischen Arbeitsprozess (dominante Hand: Manipulation; nicht-dominante Hand: Kontext/Darreichung von Werkzeugen) einsetzt.
Da die Bedienung von GUIs mittels einer asymmetrisch-einhändigen Eingabe ihre Schwächen hat (u. a. geringere Effizienz, aber auch einseitige physische Belastung des Körpers, geringer Komfort), werden für bestimmte Anwendungsbereiche (3D-Navigation) Eingabegeräte für die nichtdominante Hand entwickelt. Diese Eingabegeräte weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie nicht für die Verwendung bei den oben genannten Browsern einsetzbar sind.
Vorrichtungen der genannten Art sind u. a. beschrieben in der DE 600 31 928 T2 , die eine Eingabeeinrichtung und Informationsverarbeitungsvorrichtung betrifft. Die Eingabeeinrichtung umfasst ein Griffteil und ein Zeigerteil. Das Griffteil weist ein Rotationsteil auf, das durch einen beliebigen Finger des Benutzers niedergedrückt werden kann.
Eine multidimensionale Eingabevorrichtung ist aus der DE 11 2006 001 161 T5 bekannt, die einen ersten, zweiten und dritten Sensor aufweist, die jeweils einem Freiheitsgrad entsprechen und mehrere Signale erzeugen.
Aus WO 99/42919 A1 ist eine Zeigeransteuerung mit einem Steuerstift und einer Handauflage bekannt. Die Vorrichtung ist mit einer Handauflage ausgestattet, die die Hand und die Finger in eine Position bringt, die sich für die Betätigung des Steuerstifts eignet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine ergonomisch optimierte Eingabevorrichtung zur Ansteuerung von Elementen grafischer Benutzeroberflächen zu schaffen, mit der der Benutzungskomfort erhöht wird und mit der die Manipulation zusätzlicher Freiheitsgrade intuitiv ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Eingabevorrichtung zur Ansteuerung von Elementen grafischer Benutzeroberflächen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Grundgedanke der Erfindung beruht darauf, dass die Eingabevorrichtung zur Ansteuerung von Elementen grafischer Benutzeroberflächen mehrere, verschiedene Eingabeelemente aufweist, denen bestimmte Funktionen so zugeordnet werden, so dass die Bedienung/Ansteuerung eines Browsers in einem parallelen oder seriellen asymmetrischen Arbeitsprozess erfolgen kann.
Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung zur Ansteuerung von Elementen grafischer Benutzeroberflächen ist Gegenstand von Anspruch 1.
Vorzugsweise sind in den Ausführungsformen des Verfahrens eines oder – soweit technisch möglich und sinnvoll – mehrere der folgenden Merkmale verwirklicht:

– die drehbaren Eingabeelemente erfassen mindestens eine im Wesentlichen rotatorische und/oder mindestens eine im Wesentlichen translatorische Bewegung,
– die weiteren Eingabeelemente erfassen mindestens eine im Wesentlichen rotatorische und/oder mindestens eine im Wesentlichen translatorische Bewegung,
– die mehreren Tasten der Eingabevorrichtung sind frei konfigurierbar,
– mehrere Tasten der Eingabevorrichtung bilden einen numerischen Tastenblock.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die auf einer grafischen Benutzeroberfläche verwendeten Anzeigeelemente (Symbole, Icons, Panels, Fenster etc.) mittels der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung direkt, d. h. ohne die Eingabe von Tastaturkürzeln bzw. Hotkeys manipuliert werden können.
Ferner unterstützt die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung eine beidhändig asymmetrische Arbeitsweise innerhalb grafischer Benutzeroberflächen und erlaubt gleichzeitig unter Berücksichtigung des aktuellen Kontextes die Direktansteuerung spezifischer Elemente (z. B. Werkzeuge, Listen, Panels, Eingabefelder etc.).
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung sind ferner:

– Effizienteres Arbeiten: Nachgewiesenermaßen ist das beidhändig asymmetrische Arbeiten schneller als eine vergleichbare einhändige Interaktion.
– Geringere kognitive Belastung: Durch die Einsparung von Interaktionen und die bessere Nutzung eines vereinfachten User Interfaces (durch einfacheres Aus- und Einblenden von Elementen) wird die kognitive Belastung des Benutzers wesentlich reduziert.
– Geringere physische Belastung: Durch die Verteilung der Arbeitslast auf zwei Arme/Hände werden entsprechende Überstrapazierungen bei dem Nutzer vorgebeugt.
– Höherer Benutzerkomfort: Der gleichzeitige Einsatz von zwei Händen findet seine Entsprechung auch in realen Arbeitssituationen. Der Benutzer kann seine Körperwahrnehmung besser einsetzen und empfindet den Arbeitsprozess wesentlich angenehmer.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, mit dem es möglich ist, die Tasten und/oder Eingabeelemente der Eingabevorrichtung zu konfigurieren, wenn es auf einem Rechengerät abläuft.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen, bei der Bezug genommen wird auf die beigefügte Zeichnung. Es zeigen
1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung;
3 eine Detailansicht mehrerer Eingabeelemente; und
4 eine weitere Detailansicht mehrerer Eingabeelemente.
Die Darstellung in den Figuren ist nicht maßstäblich, gleiche oder gleich wirkende Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung nutzt die Möglichkeiten mehrere Eingabeelemente ergonomisch so anzuordnen, dass die Eingabeelemente auf effiziente Weise bedient werden können.
Die Umsetzung dieser technischen Lehre wird im Folgenden anhand der Figuren erläutert.
1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 10. Die Eingabevorrichtung 10 umfasst eine im Wesentlichen ebene Fläche 11 die einen im Wesentlichen kreisförmigen Umfang aufweist. Die Eingabeeinrichtung 10 weist ferner mehrere Eingabeelemente 12–16 und 17 (2) auf. Die Eingabeelemente 13a–13i bilden einen 3 × 3 Tastenfeld ähnlich eines numerischen Tastenblocks. Die Eingabeelemente 12, 14 und 16 sind dabei als sog. Scrollräder ausgebildet.
Mittels Scrollrädern kann der Bildlauf bei grafischen Benutzeroberflächen und/oder in Listen der Fokus bewegt werden ohne die Eingabevorrichtung 10 zu bewegen. Die Scrollräder können auch weitere Freiheitsgrade in horizontaler und/oder vertikaler Richtung aufweisen. Die Eingabevorrichtung 10 weist ferner – wie in 2 gezeigt – noch eine Erhebung 18 auf, die im Wesentlichen kegelförmig ausgebildet ist. Auf der Erhebung 18 ist eine weitere Eingabeeinrichtung 17 angeordnet. Die Eingabeeinrichtung 17 ist um eine im Wesentlichen vertikale Achse drehbar angeordnet.
In 2 ist die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung 10, mit einem Schnitt entlang der Linie A-A in 1, aus einer anderen Perspektive gezeigt. Durch den Schnitt entlang der Linie A-A ist zu erkennen, dass die im Wesentlichen ebene Fläche 11 eine Veränderung des Durchmessers aufweist. Durch diese Veränderung wird einerseits die Stabilität der Fläche 11 erhöht und andererseits ermöglicht diese Veränderung eine ergonomische Ausgestaltung der Fläche 11. Auf der der Eingabeeinrichtung 13 gegenüberliegenden Seite der Fläche 11 sind in einem Eingabeelement 19 mehrere Drucksensoren (nicht gezeigt) angeordnet. Das Eingabeelement 19 besteht aus einem elastischen Material. Durch Ausübung von Druck in verschiedene Richtungen (rechts, links, vorne, hinten) auf die Eingabevorrichtung 10, kann die Eingabevorrichtung 10 um eine im Wesentlichen senkrecht zu einer Bezugsebenen stehenden Achse leicht gekippt werden. Die Bezugsebene kann dabei jeder Untergrund sein, auf dem sich die Eingabevorrichtung 10 befindet. Durch gezielte Gewichtsverlagerung der Hand und das daraus resultierende Kippen der Eingabevorrichtung 10 werden Drucksensoren (nicht gezeigt) ausgelöst. Mittels der von den Drucksensoren ausgegebenen Signale können beispielsweise Elemente auf grafischen Oberflächen, wie z. B. Panels am linken bzw. rechten Bildschirmrand, oder häufig verwendete Dialogboxen, Kleinanwendungen unter anderem ein- und ausblendet werden.
3 zeigt eine Detailansicht des Tastenblocks 13. Der Tastenblock 13 besteht aus 9 Tasten 13a–13i. Die Tasten ermöglichen abhängig vom aktuellen Benutzungskontext die Eingabe von Zahlen (1–9) oder programmspezifischer, beziehungsweise benutzerspezifischer Hotkeys oder Makros. Ein Makro ist dabei eine vorab gespeicherte Abfolge von Befehlen. Ein Hotkey ist eine vorab gespeicherte beliebige Tastenkombination (auch Tastenkürzel, Tastensequenz, Tastaturkombination, Tastaturbefehl). In dem Bereich des Tastenblocks befindet sich ebenfalls ein Scrollrad 16. Dieses Scrollrad 16 kann wahlweise durch Zeige- oder Mittelfinger erreichbar und betätigbar sein. Somit können mit dem Scrollrad 16 die am häufigsten benutzten Werkzeuge direkt ausgewählt werden.
In 4 ist eine weitere Detailansicht der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung 10 gezeigt. Aus 4 ist zu erkennen, dass die Scrollräder 12 und 14 im Wesentlichen rechtwinkelig zueinander angeordnet sind. Durch diese Anordnung ist es möglich mit dem einen Scrollrad den horizontalen Bildlauf und mit dem anderen Scrollrad den vertikalen Bildlauf zu steuern. Es ist auch möglich, andere Befehle/Ansteuerungen den Scrollrädern 14, 16 zuzuordnen.
Es wurde eine Eingabevorrichtung zur Ansteuerung von Elementen grafischer Benutzeroberflächen mit mindestens einem mehrere Tasten aufweisenden Eingabeelement, mindestens einem drehbaren Eingabeelement, wobei das drehbare Eingabeelement mindestens entlang einer im Wesentlichen horizontalen Achse betätigt wird, mindestens einer Erhebung, die sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Eingabevorrichtung erstreckt, wobei die Erhebung mit mindestens einem weiteren Eingabeelement versehen ist, und das weitere Eingabeelement mindestens entlang einer im Wesentlichen vertikalen Achse betätigt wird, beschrieben.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorgeschlagenen Lösungen entsprechend den oben genannten Ausführungsformen als Softwaremodule und/oder Hardwaremodule in den entsprechenden Funktionsblöcken implementiert werden können. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auch bei anderen Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung einer medizinischen Untersuchung über eine Benutzerschnittstelle angewendet werden kann.
Aus dem Vorstehenden wird deutlich, dass, während bevorzugte und beispielhafte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, verschiedene Änderungen vorgenommen werden können ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Erfindung nicht durch die detaillierte Beschreibung der bevorzugten und beispielhaften Ausführungsformen auf diese beschränkt werden.

Claims

Eingabevorrichtung zur Ansteuerung von Elementen grafischer Benutzeroberflächen mit: mindestens einem mehrere Tasten aufweisenden Eingabeelement (13, 15), mindestens einem drehbaren Eingabeelement (12, 16), wobei das drehbare Eingabeelement jeweils um eine im Wesentlichen horizontale Achse drehbar ist, gekennzeichnet durch mindestens eine Erhebung (18), die sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Eingabevorrichtung erstreckt, wobei die Erhebung mit mindestens einem weiteren Eingabeelement (14, 17) versehen ist, das um eine im Wesentlichen vertikale Achse drehbar ist, und ein Eingabeelement (19) aus einem elastischen Material, bei dem eine Gewichtsverlagerung der Hand zu einer Kippbewegung der Eingabevorrichtung (10) führt, die durch mehrere Drucksensoren erfasst wird.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die drehbaren Eingabeelemente (12, 14, 16) mindestens eine im Wesentlichen rotatonische und mindestens eine im Wesentlichen translatorische Bewegung erfassen.
Eingabevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die weiteren Eingabeelemente mindestens eine im Wesentlichen rotatonische und mindestens eine im Wesentlichen translatorische Bewegung erfassen.
Eingabevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die mehrere Tasten (13, 15) der Eingabevorrichtung frei konfigurierbar sind.
Eingabevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die mehreren Tasten (13) der Eingabevorrichtung einen numerischen Tastenblock bilden.