CN102257461A - 具有用于输入控制指令的输入装置的设备 - Google Patents

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马丁·保卢斯
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Abstract

本发明涉及一种设备，具有用于将控制指令输入到该设备中的输入装置，其中可探测输入元件的位置并且可从输入元件的位置中产生控制指令，其中输入元件不和设备机械连接，其中输入装置具有至少一个用于发出光束的光源和至少一个用于接收发出的光束的传感器，由此至少一个光源和至少一个传感器这样布置，即至少一个光源的光线可以从输入元件反射至至少一个传感器并且由此输入装置具有分析单元，其从在由光源发出的和由传感器接收的光线之间的区别中确定各个总路程或者和总路程成比例的数值，该总路程是光线从各个光源经由输入元件到达各个传感器所经过的总路程。

Description

具有用于输入控制指令的输入装置的设备
技术领域
本发明涉及一种具有用于输入控制指令的输入装置的设备。在现有技术中已知了这种设备，其中可探测输入元件的位置并且可从输入元件的位置中产生控制指令，其中输入装置具有至少一个用于发出光束的光源和至少一个用于接收发出的光束的传感器。这种光源和传感器例如这样布置在显示器上方，即利用输入元件、例如操作员的手指或输入笔接触显示器并且因此中断在显示器的表面上方经过的一个或多个光束，并且因此可以产生控制指令。
背景技术
在这种实施方式中不利的是，即接触了显示器并且因此当应用操作员的手指时容易使显示器变脏。
发明内容
因此本发明的目的在于，提出一种具有输入装置的设备，其中不污染例如是显示器形式的操作表面。该目的由此实现：至少一个光源和至少一个传感器这样布置，即至少一个光源的光线可以从输入元件反射至至少一个传感器；并且输入装置具有分析单元，分析单元从在由光源发出的和由传感器接收的光线之间的区别中确定各个总路程或者或和各个总路程成比例的数值，该总路程是光线从各个光源经由输入元件到达各个传感器所经过的总路程。由此实现了，即也可在与设备相隔一定距离时探测到输入元件，而输入元件不接触该设备并且特别是不接触可能存在的操作表面或可能存在的显示器。由一个总路程或多个总路程中然后可以测定在输入元件和光源和/或光线传感器之间的路程，该总路程是光线从各个光源到达各个光线传感器所经过的总路程。
在此总体上存在各种不同的可能结构。如果总体上应在操作表面前方探测输入元件的任意的位置，则至少三个光源和一个传感器或至少一个光源和三个传感器是必需的。
在第一种情况下，例如三个光源发出其光束，该光束由输入元件反射并且由传感器接收。因此实现三个总路程；第一个总路程是从第一光源经由输入元件到达传感器的总路程，第二个总路程是从第二个光源经由输入元件到达传感器的总路程并且第三个总路程是从第三个光源经由输入元件到达传感器的总路程。
为了能够区分各个光源，例如可以设计为，对光源不同地进行调制，因此其随后也可能由传感器并行地进行处理。然而特别简单的是这种结构，即光源交替地发出其光线、特别是经过调制的光线，并且因此总路程可依次确定。在此假设，即各个测量的顺序在这样短的时间间隔中进行，即输入元件即使在输入元件运动时也仅仅无关紧要地改变其空间位置。由于在前述的实施例中，输入元件相对于传感器的距离对于所有三个总路程来说是相同的，因此随后还可以从总路程中确定输入元件到各个光源的距离并且因此准确地确定输入元件的空间位置。
前述的结构也可以由此改变，即取代光源设置传感器和取代传感器设置光源，因此例如设有一个光源，其光束由输入元件反射并且由三个传感器接收。但这种结构显得投入很高。
在设有仅仅两个光源和一个传感器或两个传感器和一个光源时，输入元件的位置可以仅仅在一个表面上确定，其中需要监测的表面通过光束在相应平面中的界定来限定。例如该平面可以和设备成直角。
如果设有仅仅一个光源和仅仅一个传感器，则仅仅可以测定输入元件和传感器之间的距离，因此准确的空间位置确定仅仅当光源和/或传感器仅仅在一个确定方向上使光束通过时才是可能的。
当一个光源或多个光源发出经过调制的光线并且从在发出的光线和由一个或多个传感器接收的光线之间的相位移动中可确定各个总路程时，则特别简单地测定各个总路程，这是因为各个相位移动和总路程成比例。
如果可多次在一个限定的时间段内进行位置确定，则因此可以测定输入元件的运动曲线。
如果设有分析装置，在该分析装置中，在存储器中存储了多个运动曲线，并且该运动曲线对应于特定的控制过程，则可以借助于比较装置将输入元件的测定的运动曲线和存储的运动曲线进行比较，其中在相一致时可以激活对应于运动曲线的控制过程。分析装置可以布置在分析单元内部或设计为单独的部件。
如果光源和/或传感器布置在盖板后面，则可以一方面外形美观地设计该设备。当然也需要注意的是，即盖板不过于强烈地抑制光束，因此一个或多个传感器可以接收充足的光量。
如果该盖板设计为液晶显示器，则可能的是，为操作员显示出，当时可以显示哪些控制指令。因此例如可以在屏幕上显示菜单结构并且选择子菜单。液晶单元使得红外光以一种方式和方法经过，即一个或多个传感器接收足够多的光线用于分析。
如果盖板具有符号和/或字符，则操作员也可以阅读被以简单的方式和方法提供给他的控制指令。但和液晶显示器相反，该指示不能改变。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明。图中示出：
图1示出了具有带有三个光源和一个传感器的输入装置的根据本发明的设备的一个实施例，
图2示出了具有两个光源和一个传感器的根据本发明的设备的第二个实施例。
具体实施方式
在图1中可看到具有显示器2的设备1。该设备还具有光源3，4，5、传感器6和分析单元7。此外在图1中可看到输入元件O和路程a，b，c，d。光源3，4，5发出光线，该光线从输入元件O反射至传感器6。光线从各个光源3，4，5到传感器6的路段通过路程a，b，c和d显示。总路程A是光线从光源3经由输入元件O到达传感器6的总路程，该总路程由路程a和d组成，总路程B相应于从光源4到传感器6的路段，其由路程b和d组成，以及总路程C相应于从光源5到传感器6的路段，其由路程c和d组成。光源3，4，5发出依次经过调制的光线，该光线从输入元件O反射至传感器6。分析单元7和光源3，4，5以及传感器6连接并且探测光线的相位移动，该光线离开光源3，4，5并且射入到传感器6中。该相位移动和由光线经过的路程A，B或C成比例。由于在测量之间的距离非常小，并且输入元件O因此几乎不会继续运动，即使其处于运动中，路程d在输入元件O之间在依次测量期间也是相同的或几乎相同的。
如果在一个时间段内多次确定输入元件O的位置，则运动曲线可以被记录并且和存储在分析单元7或其它部件中的运动曲线进行比较。当识别了一个特定的运动曲线时，可以实施对应于该运动曲线的控制指令。在显示器2上可以显示可选择的操作功能或操作菜单，其中该操作菜单取决于输入元件O的探测的位置或输入元件O的探测的运动曲线相应地显示子菜单或上一级的菜单，或执行相应于该位置或操作曲线的控制功能。
图2中的设备1具有显示器2、光源3和4、传感器6和分析单元7。此外又可看到输入元件O，其例如可以是操作员的手指。光源3，4这样设计，即该光源可以仅仅向一个平面中发出光线，其通过路程a和b撑开。由此可以在这个平面内实现输入元件O的明确的位置确定。也可能的是，这样设计传感器6，即传感器仅仅可以从这个平面中接收光线。
取代图1和2中的显示器也可以布置盖板。光源3至5和传感器6也可以布置在显示器2后面或盖板后面，从而形成和谐的总显示图像。盖板例如可以具有符号或字符并且因此为操作员显示了可能的可执行的操作功能。

Claims (10)

1.一种设备(1)，具有用于将控制指令输入到所述设备中的输入装置，
-其中可探测输入元件(O)的位置并且可从所述输入元件(O)的所述位置中产生控制指令，
-其中所述输入元件(O)不和所述设备机械连接，
-其中所述输入装置具有至少一个用于发出光束的光源(3，4，5)和至少一个用于接收所述发出的光束的传感器(6)，其特征在于，
-至少一个所述光源(3，4，5)和至少一个所述传感器(6)这样布置，即至少一个所述光源(3，4，5)的光线可以从所述输入元件(O)反射至至少一个所述传感器(6)，
-所述输入装置具有分析单元(7)，所述分析单元从在由所述光源(3，4，5)发出的和由所述传感器(6)接收的光线之间的区别中确定各个总路程(A，B，C)或者和所述总路程成比例的数值，所述总路程是光线从各个所述光源(3，4，5)经由所述输入元件(O)到达各个所述传感器(6)所经过的总路程。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述分析单元(7)由一个总路程(A，B，C)或多个总路程(A，B，C)中测定在各个所述光源(3，4，5)和/或各个所述传感器(6)与所述输入元件(O)之间的距离。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，各个所述光源(3，4，5)分别发出经过调制的光线并且从在发出的光线和由所述传感器(6)接收的光线之间的相位移动中可确定各个所述总路程(A，B，C)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，其特征在于，存在至少两个光源(3，4，5)，所述光源可交替地控制，并且一个传感器(6)接收多个光源(3，4，5)的光束。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，其特征在于，存在一个光源(3，4，5)，所述光源的光束反射至至少两个传感器(6)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述输入装置这样设计，即可多次在一个时间段内进行位置确定并且因此可探测所述输入元件(O)的运动曲线。
7.根据权利要求6所述的设备(1)，其特征在于，设有分析装置，在所述分析装置中，在存储器中存储了多个运动曲线；所述运动曲线对应于特定的控制过程；比较装置将所述输入元件(O)的测定的运动曲线和存储的运动曲线进行比较；在存储的和测定的运动曲线相一致时，可以激活对应于运动曲线的控制过程。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述光源(3，4，5)和/或所述传感器(6)或多个传感器布置在盖板后面。
9.根据权利要求8所述的设备(1)，其特征在于，所述盖板设计为液晶显示器(2)。
10.根据权利要求8所述的设备(1)，其特征在于，所述盖板具有符号和/或字符。
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