DE102005020610A1 - Lichtführungsanordnung für eine optische Erfassungseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Lichtführungsanordnung für einen optischen Stift vorgeschlagen, welcher eine Lichtquelle, einen optischen Sensor und eine Lichtführung umfasst. Die Lichtquelle emittiert Licht auf eine äußere Oberfläche, wo der optische Sensor ein reflektiertes Lichtbild erfasst, dessen Bewegungsrichtung von der Richtung des erfassten Lichtes bestimmt wird. Die Lichtführung ist aus einem lichtleitenden Material und umfasst einen Lichteinlass, ein längliches Element und einen Lichtauslass. Der Lichteinlass ist im Bereich der Lichtquelle angeordnet. Das längliche Element erstreckt sich in einem vorbestimmten Abstand von dem Lichteinlass im Wesentlichen entlang einer Richtung parallel und entgegengesetzt zu dem erfassten Licht. Der Lichtauslass ist an einem Ende des länglichen Elements, welches von dem Lichteinlass abgewandt ist, angeordnet. Das durch die Lichtquelle emittierte Licht wird zuerst durch die Lichtführung geführt und dann auf die äußere Oberfläche in einem geneigten Winkel im Bereich etwa von 21 DEG bis 50 DEG gestrahlt, um den Kontrast und die Wiedergabe des reflektierten Lichtbildes zu verbessern.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtführungsanordnung für eine optische Erfassungseinrichtung, insbesondere für einen optischen Stift.
  • Bei elektronischen Datenverarbeitungsgeräten, wie z.B. einem Computer, einem Notebook, einem PDA oder einem Mobiltelefon sind erhebliche Dateneingaben erforderlich, so dass eine Erfassungseinrichtung eine bequeme Alternative zu einer Maus oder zu einer Tastatur ist.
  • Gegenwärtig bekannte Erfassungseinrichtungen können in drei Arten unterteilt werden; eine Art benötigt einen Druckerfassungsbildschirm (touch screen), eine weitere Art benötigt ein elektromagnetisches digitales Erfassungspaneel und eine nächste Art verwendet einen optischen Stift. Der optische Stift wird gegenwärtig als eine Erfassungseinrichtung immer populärer infolge seiner geringen Kosten und der Fähigkeit auf jeder Oberfläche benutzt zu werden.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines bekannten optischen Stiftes 10 als Erfassungseinrichtung, welcher im Wesentlichen eine optische Maus in Form eines Stiftes ist. Der Schaft des optischen Stiftes 11 kann leicht während des Schreibens durch einen Benutzer gehalten werden, wobei die Lichtquelle 12 und ein optischer Sensor 13 an dem Boden des Gehäuses 11 angeordnet sind, während das reflektierte Bild eines kleinen Bereiches 16 auf einer außenliegenden Oberfläche 15 im Bereich der Spitze des Stiftes 14 erfasst werden kann. Wenn der optische Stift 10 bewegt wird, werden die erfassten Bilder kontinuierlich Richtungsveränderungen unterworfen, wodurch die Bewegungsrichtungen und die Geschwindigkeit des optischen Stiftes 10 erfasst werden kann. Durch die Übertragung derartiger Informationen an ein an dem optischen Stift 10 zur Weiterverarbeitung angeschlossenes elektronisches Datenverarbeitungsgerät kann eine Datenerfassung, z.B. durch das Erfassen von handgeschriebenen Text oder dergleichen, ermöglicht werden.
  • Jedoch hat der bekannte optische Stift 10, welcher in 1 dargestellt ist, offensichtlich Nachteile. Beschränkt durch die geringe Breite der Spitze 15 kann die Lichtquelle 12 des optischen Stiftes 10 nicht direkt an der Spitze 14 angeordnet werden, sondern wird in dem Gehäuse 11 des Stiftes in einem bestimmten Abstand von der äußeren Oberfläche 15 angeordnet. Somit ist der Winkel θ1 üblicherweise größer als 70°, wobei θ1 den Winkel zwischen dem von der Lichtquelle 12 ausgesendeten Licht und der äußeren Oberfläche 15 beschreibt. Wenn der Benutzer den optischen Stift senkrecht während des Schreibens hält, wird der Wert des Winkels θ1 auch etwa 90°. Unter dieser direkten Bestrahlung der Lichtquelle 12 in dem großen Winkel wird das Kontrastverhältnis des von der äußeren Oberfläche 15 reflektierten Lichtbildes geringer, wodurch ein Erfassungssignal mit geringer Qualität durch den optischen Sensor 13 erzeugt wird und somit Schwierigkeiten und Fehler bei der Bildwiedererkennung erhöht werden. Dies ist der Grund, weshalb bekannte optische Stifte 10 zusammen mit einem Pad oder einer Arbeitsoberfläche, welche mit einem speziellen Muster bedruckt ist, verwendet werden müssen, um die Erfolgsrate bei der Bildwiedererkennung zu erhöhen, welches aber die Bewegung und die Handhabbarkeit des optischen Stiftes 10 nachteilig beeinflusst.
  • Aus der Druckschrift US 6,433,780 ist eine optische Maus bekannt, die es ermöglicht, dass das von einem Objekt zurückgeworfene Licht der Lichtquelle auf eine äußere Oberfläche in einem geneigten Winkel durch eine schräge Anordnung der Lichtquelle an der der äußeren Oberfläche zugewandten Seite und in einem bestimmten Abstand von dem Fotodetektor reflektiert wird. Jedoch hat die in der Druckschrift US 6,433,780 offenbarte optische Maus relativ große Abmessungen, wodurch es der Lichtquelle ermöglicht wird, schräg an einem Ort mit bestimmtem Abstand zu dem Fotodetektor angeordnet zu sein. In dem technischen Umfeld von optischen Stiften 10, welche von der vorliegenden Erfindung verwendet werden, weist das Gehäuse des Stiftes 10 immer längliche schlanke Form auf. Die Lichtquelle 12 und der optische Sensor 13 sind an dem Boden des Gehäuses 11 dicht aneinander angeordnet, so dass des unmöglich ist, die Lichtquelle 12 und den optischen Sensor 13 im Bereich der Stiftspitze oder in der Nähe der äußeren Oberfläche 15 anzuordnen. Dabei ist es entscheidend, dass es bei dem bekannten optischen Stift 10 nicht möglich ist, die Lichtquelle schräg und einem bestimmten Abstand von dem Fotodetektor anzuordnen, wie es bei der Vorrichtung vorgesehen ist, die in der Druckschrift US 6,433,780 offenbart ist. Diese Anordnungsmöglichkeit, wie sie durch die Druckschrift US 6,433,780 offenbart wird, kann nicht direkt bei dem optischen Stift 10 angewendet werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtführungsanordnung der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, welche eine verbesserte Bilderkennung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird jeweils durch die verschiedenen vorgeschlagenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lichtführungsanordnung gelöst. Insbesondere werden mit der Lichtführungsanordnung die Funktionen einer optischen Maus und einer Handschrifterkennung bzw. -erfassung kombiniert, um eine bessere Bilderkennung zu erhalten, indem das Licht in einem vorbestimmten Winkel auf eine äußere Oberfläche trifft.
  • Im Rahmen einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Lichtführungsanordnung für einen optischen Stift vorgeschlagen, die ein qualitativ hochwertiges reflektiertes Lichtbild durch die Anordnung einer Lichtführung realisiert, welche das Licht von der Lichtquelle auf eine äußere Oberfläche in einem vorbestimmten schrägen Winkel auftreffen lässt.
  • Um die vorbeschriebene Ausgestaltung zu realisieren, wird eine Lichtführungsanordnung für einen optischen Stift gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, welche eine Lichtquelle, einen optischen Sensor und eine Lichtführung umfasst. Die Lichtquelle emittiert Lichtstrahlen auf eine äußere Oberfläche und der optische Sensor ein reflektiertes Lichtbild von dieser erfasst, wobei die Bewegungsrichtung durch das erfasste Licht bestimmt wird. Die Lichtführung ist aus einem lichtleitenden Material und umfasst einen Lichteinlass, ein Verlängerungselement und einen Lichtauslass. Der Lichteinlass ist im Bereich der Lichtquelle angeordnet. Das Verlängerungselement erstreckt sich in einem vorbestimmten Abstand von dem Lichteinlass im Wesentlichen entlang einer Richtung, die parallel und entgegengesetzt zum erfassten Licht ist. Der Lichtauslass ist an einem dem Lichteinlass abgewandten Ende des Verlängerungselements angeordnet. Das durch die Lichtquelle emittierte Licht wird zunächst durch die Lichtführung geführt und dann auf eine äußere Oberfläche in einem geneigten Winkel von weniger als 50° abgestrahlt, um den Kontrast und die Wiedergabequalität des reflektierten Lichtbildes zu verbessern.
  • Vorzugsweise liegt der Winkel zwischen den Strahlen aus der Lichtführung und der äußeren Oberfläche etwa 21° bis 50° und besonders bevorzugt zwischen 25° und 40°, um einen besseren Bildwiedererkennungseffekt zu erhalten. Bevorzugter Weise ist der Querschnittsbereich des Verlängerungselements der Lichtführung graduell kegelförmig in einer Richtung von dem Lichteinlass zu dem Lichtauslass ausgebildet.
  • Bevorzugter Weise kann der von der Lichtquelle entfernte Bereich der Lichtführung einen ausgeschnittenen Teil aufweisen, um der Lichtführung eine Form zu geben, die ähnlich der Spitze eines Füllfederhalters ist.
  • Bevorzugt ist das Äußere der Lichtführung ferner mit einer Schutzkappe versehen, um das Ende der Lichtführung zu schützen. Zusätzlich kann die Schutzkappe eine Öffnung an einer Position haben, welche mit dem Lichtauslass korrespondiert.
  • Diese und andere Ausgestaltungen, welche von der Erfindung beansprucht werden, werden durch die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform anhand der verschiedenen Figuren und Zeichnungen näher erläutert.
  • Die Details der vorliegenden Erfindung werden besser unter Hinzunahme der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den folgenden Figuren verstanden. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht eines bekannten optischen Stiftes;
  • 2 eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung eines optischen Stiftes gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung eines optischen Stiftes gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung eines optischen Stiftes gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine schematische Ansicht einer vierten bevorzugten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung eines optischen Stiftes gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine schematische Ansicht einer fünften bevorzugten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung eines optischen Stiftes gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 7A eine perspektivische Ansicht einer sechsten bevorzugten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung eines optischen Stiftes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 7B eine quergeschnittene Ansicht der sechsten bevorzugten Ausführungsform der Lichtführungsanordnung eines optischen Stiftes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß 2 wird eine schematische Ansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung eines optischen Stiftes 70 dargestellt. Der optische Stift 70 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schaft 71, eine Lichtquelle 72, eine Linse 73, einen optischen Sensor 74, eine Ansteuereinrichtung 75, einen Knopf 76, ein elastisches Element 77, einen Drucksensor 78 und eine Lichtführungsanordnung. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Lichtführungsanordnung einen Positionierungsrahmen 80 und eine Lichtführung 81. Der Positionierungsrahmen 80 ist mit Positionierungsöffnungen 801 und 802 mit vorbestimmter Form zum Aufnehmen und Positionieren bzw. Ausrichten der Lichtquelle 72, der Lichtführung 81 und der Linse 73 ausgerüstet. Ferner ist die Lichtführung 81 an einem Ende (Boden) des Schaftes 71 vorgesehen und bildet den Stiftspitzenteil des optischen Stiftes 70.
  • Der Schaft 71 bildet den Körper des optischen Stiftes 70, um seine Teile aufzunehmen. Bei dieser Ausführungsform ist der Schaft 71 länglich und weist eine sich verengende Stangenform mit vorbestimmter Länge sowie eine Breite im Wesentlichen zum Halten durch die Hand auf.
  • Die Lichtquelle 72 erzeugt Licht, um es auf einen vorbestimmten Ort 92 auf eine äußere Oberfläche 91 im Bereich eines Endes (Boden) des Schaftes 71 zu scheinen, um ein reflektiertes Lichtbild eines kleinen Bereiches des vorbestimmten Ortes 92 auf der äußeren Oberfläche 71 zu erhalten. Bei dieser Ausführungsform kann die Lichtquelle 72 eine lichtemittierende Diode (LED) oder eine bekannte eine einen Wolframfaden aufweisende Mikroglühlampe sein. Das reflektierte Lichtbild bewegt sich in einer Richtung, welche durch das erfasste Licht 79 bestimmt wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Richtung des erfassten Lichtes 79 im Wesentlichen parallel zu der Ausrichtung des länglichen sich verengenden Schaftes 71, jedoch überlappt es mit ihm nicht.
  • Die Linse 73 ist vor dem optischen Sensor 74 angeordnet, wobei die Linse 73 eine Einfachlinse oder ein Linsensatz sein kann, um das Lichtbild zu vereinigen und Bilder durch den optischen Sensor 74 zu erfassen.
  • Der optische Sensor 74 ist zum Erfassen des Lichtbildes von dem vorbestimmten Ort 92 im Bereich des Endes (Boden) des Schaftes 71 vorgesehen und wandelt es in ein elektrisches Signal um. Bei dieser Ausführungsform ist der optische Sensor 74 ein CMOS-Sensor oder eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD) und in Richtung des erfassten Lichtes 79 angeordnet.
  • Die Ansteuereinrichtung 75 ist mit der Lichtquelle 72 und dem optischen Sensor 74 verbunden, um ein elektrisches Signal von dem optischen Sensor 74 zu empfangen und das Signal zu verarbeiten, um ein korrespondierendes erstes Ansteuersignal zu erzeugen, welches dann über ein Kabel oder auch kabellos an ein externes elektronisches Datenverarbeitungsgerät (nicht in den Figuren gezeigt) übertragen werden kann, welches mit dem optischen Stift 70 zum weiteren Verarbeiten, um eine vorbestimmte Funktion auszuführen, verbunden ist, wie z.B. das Ansteuern der Bewegung oder der Positionierung des Cursors oder der Handschrifterfassung.
  • Der Knopf 76 ist mit der Ansteuereinrichtung 75 verbunden. Durch das Drücken des Knopfes 76 kann die Ansteuereinrichtung 75 ein korrespondierendes zweites Ansteuersignal erzeugen, welches an ein verbundenes externes elektronisches Verarbeitungsgerät übertragen wird, um zur weiterer Verarbeitung eine zweite vorbestimmte Funktion auszuführen, wie z.B. das Ausführen der Funktion, welche der Position des Cursors entspricht (ähnlich mit der Funktion die durch den Knopf einer bekannten Maus ausgeführt wird).
  • Das elastische Element 77 ist zwischen dem Positionierungsrahmen 80 und der Innenwand des Schaftes 71 vorgesehen. Das elastische Element 77 stellt eine Rückstellkraft bereit, welche es dem Positionierungsrahmen 80 zusammen mit der Lichtquelle 72, der Lichtführung 81 und der Linse 73 erlaubt, eine vertikale geringe Druckverstellung (0,5 bis 5 mm) relativ zu dem Schaft 71 auszuführen. Das andere Ende des elastischen Elements 77 ist mit einem Drucksensor 78 verbunden, welches die Druckveränderung des elastischen Elements 77 erfasst, welche aus der Druckverstellung des Positionierrahmens 80 resultiert (entlang der Lichtquelle 72, der Lichtführung 81 und der Linse 73), wobei ein korrespondierendes drittes Ansteuersignal erzeugt wird, welches zu der Ansteuereinrichtung 75 zum Ausführen einer dritten vorbestimmten Funktion übertragen wird, wie z.B. das Ändern der Dicke einer graphischen Textlinie bei einer Handschrifterfassung entsprechend des Druckniveaus beim Schreiben, z.B. die Bürstenstriche.
  • Das Äußere der Lichtführung 81 ist mit einer Schutzkappe 89 zum Schützen der Spitze ausgerüstet. Wenn die Lichtführung 31 aus einem transparenten Kunststoffmaterial gefertigt ist, neigt die Spitze am äußeren Ende zur erhöhten Reibung mit der äußeren Oberfläche 81 zu schützen. Somit ist bei dieser Ausführungsform eine Schutzkappe 89 bei der Lichtführung 81 angeordnet, welche mit einer Öffnung 891 im Bereich des äußeren Endes der Spitze ausgerüstet ist, welches ermöglicht, dass Lichtstrahlen einen vorbestimmten Ort 92 auf der äußeren Oberfläche 91 in einem geringen Winkel erreichen, so dass der optische Sensor 74 möglichst scharfe Bilder erfassen kann.
  • Wie in 2 gezeigt, wird die Lichtführung 81 der vorliegenden Erfindung durch den Positionierungsrahmen 80 unterstützt und an einem Ende (Boden) des Schaftes 71 vorgesehen, um eine spitzenförmige Konstruktion des Schaftes 71 zu bilden. Ferner hat die Lichtführung 81 eine feste, längliche und sich verengende Kegelform, welche eine axiale Ausrichtung 82 der Spitze zum Reflektieren des Lichtbildes bestimmt. Bei dieser Ausführungsform ist die Lichtführung 31 aus einem lichtleitenden Material (z.B. Kunststoffmaterial, Acryl, Glas oder Quarz), und umfasst einen Lichteinlass 83, eine Reflektionsebene 84 und einen Lichtauslass 85. Der Lichteinlass ist der Lichtquelle 72 zugeordnet. Bei dieser Ausführungsform hat der Lichteinlass 83 eine konvexe Struktur, um die gestreuten Lichtstrahlen von der Lichtquelle 72 zusammenzuführen, bzw. zu bündeln, so dass das von der Lichtquelle 72 emittierte Licht in die Lichtführung 32 im Wesentlichen parallel entlang der axialen Richtung 82 der Spitze geführt wird. Der innere Durchmesser der Lichtführung 81 verjüngt sich graduell von dem Lichteinlass 83 entlang der axialen Richtung 82 der Spitze in eine schmale Kegelform, welche besser die Strahlen im Inneren bilden kann. Die Reflektionsebene 84 und der Lichtauslass 85 sind an einem von dem Lichteinlass 83 entfernten Ende (Boden) der Lichtführung 81 angeordnet, wobei der Lichtauslass 85 im Bereich des vorbestimmten Bereiches 92 auf der äußeren Oberfläche 91 ist.
  • Das lichtleitende Material der Lichtführung 81 hat einen vorbestimmten Brechungskoeffizienten, so dass die Oberfläche der Lichtführung 81 Licht im Inneren reflektiert, wenn der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung und der Oberfläche der Lichtführung 81 weniger als ein vorbestimmter Winkel ist, so dass eine Lichtführung erreicht wird. Zum Beispiel, wenn bei dieser Ausführungsform ein transparenter Polycarbonatkunststoff als Material der Lichtführung 81 verwendet wird, unterliegt das Licht einer Totalreflektion im Inneren der Lichtführung 81, wenn der Winkel zwischen der Lichtbewegungsrichtung und der Oberfläche der Lichtführung 81 kleiner als 37° ist. Im Gegensatz dazu, wenn der gleiche Winkel größer als 37° ist, wird das Licht durch die Lichtführung 81 austreten. Basierend auf der Charakteristik der Lichtreflektion des lichtleitenden Materials ist die Lichtführungsanordnung des optischen Stiftes gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer weiteren Reflektionsebene 84 an dem Ende der Lichtführung 81 an der dem Lichtauslass gegenüberliegenden Seite ausgerüstet. Der Winkel zwischen der Reflektionsebene 84 und der axialen Ausrichtung der Spitze 82 hat eine vorbestimmte Gradzahl. Der besagte Winkel ist ein spitzer Winkel und kann die Lichtstrahlen parallel zur axialen Richtung der Spitze bewegen und auf die Reflektionsebene 84 in einem Winkel kleiner als 37° treffen. Somit werden die Lichtstrahlen im Inneren der Lichtführung 81 total durch die Reflektionsebene 84 reflektiert, um auf den Lichtauslass 85 zu treffen. Ferner werden diese Lichtstrahlen, welche durch die Reflektionsebene 34 reflektiert werden, die Oberfläche der Lichtführung 81 durchtreten und auf einen vorbestimmten Ort 92 auf der äußeren Oberfläche 81 treffen, wobei der Winkel zwischen den Lichtstrahlen und dem Lichtauslass 85 größer als 37° ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Zwischenwinkel θ zwischen den Lichtstrahlen, welche den Lichtauslass 85 der Lichtführung 81 verlassen, und der äußeren Oberfläche 91 etwa zwischen 21° bis 50°. Somit ist das Kontrastverhältnis des reflektierten Lichtbildes der äußeren Oberfläche 81 signifikant erhöht im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er in 1 gezeigt ist. Konsequenter Weise wird die Qualität und die Wiedergabe der Bilder, welche durch den optischen Sensor 74 des optischen Stiftes 70 detektiert worden sind, sich erheblich erhöhen, auch wenn kein gedruckter Untergrund mit speziellem Muster verwendet wird. Zusätzlich basierend auf diesen Ergebnissen der Experimente kann die Qualität und die Widergabe der Bilder, welche durch den optischen Sensor 74 erfasst worden sind, weiter verbessert werden, wenn der vorgenannte Zwischenwinkel θ im Bereich etwa von 25° und 40° liegt.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Reflektionsebene 84 der Lichtführung 81 in einem Bogen oder einer kugelförmigen Struktur ausgeführt, um bessere Lichtbündelungseffekte im Inneren der Lichtführung 81 zu erreichen und somit die Helligkeit des Lichtes, welches von dem vorbestimmten Ort 92 empfangen worden ist, zu erhöhen.
  • Gemäß 3 wird eine schematische Ansicht der zweiten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung 30 eines optischen Stiftes 20 gezeigt, wobei der optische Stift 20 gemäß der Erfindung in ähnlicher Weise einen Schaft 21, eine Lichtquelle 22, eine Linse 23, einen optischen Sensor 24, eine Ansteuereinrichtung 25, ein Gehäuse 26 und eine Lichtführungsanordnung 30 umfasst. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Lichtführungsanordnung 30 in ähnlicher Weise eine Lichtführung 31, welche an dem Ende (Boden) des Schaftes 21 vorgesehen ist, um den spitzen Teil des optischen Stiftes 20 zu bilden.
  • Der Schaft 21 bildet den Körper des optischen Stiftes 20, um dessen Teile aufzunehmen. Bei dieser Ausführungsform ist der Schaft 21 länglich und in einer sich verjüngenden Stangenform, welche sich entlang der axialen Ausrichtung 27 in einer vorbestimmten Länge erstreckt. Somit haben bei dieser Ausführungsform die Spitze des optischen Stiftes 20 (gebildet durch die optische Führung 31) und der Schaft 21 die gleiche axiale Ausrichtung 27.
  • Die Lichtquelle 22 erzeugt Licht, welches auf einen vorbestimmten Ort 92 auf einer äußeren Oberfläche 91 im Bereich des Endes (Boden des Schaftes 21) strahlt, um ein reflektiertes Lichtbild zu erhalten, dessen Bewegungsrichtung durch die Ausrichtung des erfassten Lichtes 28 bestimmt wird. Die Richtung des erfassten Lichtes 28 überlappt mit der axialen Richtung 27.
  • Die Linse 23 ist vor dem optischen Sensor 24 angeordnet, wobei die Linse 23 eine Einfachlinse oder ein Linsensatz zum Bündeln des Lichtbildes und zum Erfassen von Bildern durch den optischen Sensor 24 vorgesehen ist.
  • Der optische Sensor 24 dient zum Erfassen des Lichtbildes von dem vorbestimmten Ort 92 und wandelt es in ein elektrisches Signal um. Bei dieser Ausführungsform ist der optische Sensor 24 an der axialen Richtung 27 ausgerichtet.
  • Die Ansteuereinrichtung 25 ist mit der Lichtquelle 22 und dem optischen Sensor 24 verbunden, um das elektrische Signal von dem optischen Sensor 74 zu empfangen und das Signal zu verarbeiten, um ein erstes korrespondierendes Ansteuersignal zu erzeugen. Der Boden 26 ist mit der Ansteuereinrichtung 25 verbunden. Durch das Drücken des Knopfes 26 kann die Ansteuereinrichtung 75 ein korrespondierendes zweites Ansteuersignal erzeugen.
  • Wie in 3 gezeigt, ist die Lichtführung 31 der vorliegenden Erfindung an dem Ende (Boden des Schaftes 21) angeordnet, um eine Konstruktion in Form einer Spitze zu bilden, welche koaxial zu dem Schaft 21 ausgerichtet ist. Des weiteren hat die Lichtführung 31 eine hohle ringförmige Säulenkonstruktion, welche mit einem Durchgangsloch 32 entlang der Verlängerung der erfassten Lichtausrichtung für das reflektierte Lichtbild zum Durchlassen aufweist. Die Lichtführung 81 umfasst einen Lichteinlass 33, ein längliches Element 34 und einen Lichtauslass 35. Der Lichteinlass 33 ist der Lichtquelle 22 zugewandt. Das längliche Element 34 erstreckt sich in einem vorbestimmten Abstand von dem Lichteinlass 33 im Wesentlichen entlang einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des erfassten Lichtes 28. Der Lichtauslass 35 ist an dem Ende des länglichen Elements 34 angeordnet, welches von dem Lichteinlass 33 abgewandt ist und dem vorbestimmten Ort 92 auf der äußeren Oberfläche 91 zugewandt ist. Nach dem Licht von der Lichtquelle 22 emittiert wird, tritt das Licht in die Lichtführung 31 in einem vorbestimmten Winkel durch den Lichteinlass 33 ein, und unterliegt einer oder einer mehrfachen totalen internen Reflektion im Inneren der Lichtführung 31, wobei es dann durch die Lichtführung 31 zum Ausgeben aus dem Lichtauslass 35 geführt wird.
  • Bei der zweiten Ausführungsform wird ein Abschnitt des länglichen Elements 34 der Lichtführung 81 an dem Ort nahe dem Lichtauslass 35 ferner mit einem gebogenen Element 36 ausgerüstet, das in Richtung des erfassten Lichtes 28 gebogen ist. Zusätzlich ist der Lichtauslass 35 der Lichtführung 31 eine schräge Ebene (kann aber auch ein Bogen oder eine Kugeloberfläche sein), wobei der Winkel θ2 zwischen dem Lichtauslass 35 und der Richtung des erfassten Lichtes 92 etwa im Bereich zwischen 21° bis 50° liegt. Dies liegt vor, wenn der optische Stift 20 die äußere Oberfläche 91 etwa vertikal berührt, wobei der Winkel θ3 zwischen der Richtung des Lichtausgangs 37 durch eine Richtung im rechten Winkel zu dem Lichtauslass 35 und der äußeren Oberfläche 91 bestimmt wird, welcher im Prinzip gleich θ2 ist, welcher zwischen 21° bis 50° liegt. Wenn θ2 oder θ3 etwa zwischen 21° bis 50° liegen, kann das Kontrastverhältnis des Lichtbildes, welches von der äußeren Oberfläche 91 reflektiert worden ist, signifikant erhöht werden; im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er in 1 gezeigt ist. Somit kann die Qualität und die Wiedergabe der Bilder, welche durch den optischen Sensor des optischen Stiftes 20 erfasst worden sind, erheblich gesteigert werden.
  • Zusätzlich kann der Winkel θ2 zwischen dem Lichtauslass 35 der Lichtführungsanordnung 30 des optischen Stiftes 20 und der Richtung des erfassten Lichtes 28 vorzugsweise zwischen 25° und 50° liegen. In diesem Bereich kann nicht nur eine bessere Qualität und eine bessere Wiedergabe der reflektierten Bilder erhalten werden, sondern der Winkel θ3 zwischen dem Lichtauslass 37 und der äußeren Oberfläche 91 wird unter 55° bleiben, immer wenn der Bediener den optischen Stift 20 in einem schrägen Winkel (etwa 5° bis 15°) hält und bedient, welches die Qualität und auch die Wiedergabe der reflektierten Bilder verbessert.
  • Die anderen bevorzugten Ausführungsformen, welche nachfolgend beschrieben werden, haben identische oder ähnliche Elemente wie die vorher beschriebenen. Diese Elemente werden mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet (lediglich mit einem Buchstaben zur besseren Unterscheidung versehen), wobei der Name und deren detaillierte Ausgestaltung nicht weiter beschrieben wird.
  • 4 zeigt die schematische Ansicht der dritten bevorzugten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung 30b eines optischen Stiftes 20b. Der optische Stift 20b umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung in ähnlicher Weise einen Schaft 21b, eine Lichtquelle 22b, eine Linse 23b, einen optischen Sensor 24b, eine Ansteuereinrichtung 25b und eine Lichtführungsanordnung 30b (Lichtführung 31b). Die Unterschiede zu den anderen Ausführungsformen sind folgende:
    Der Bereich einer Querschnittsform des länglichen Elements 34b der Lichtführung 31b verjüngt sich graduell in einer Richtung von dem Lichteinlass 33b zu dem Lichtauslass 35b, um eine Lichtführungskonstruktion zu geben, welche graduell zum kreisförmigen Kegel verjüngt wird. Zusätzlich sind zwei oder mehrere Lichtquellen 22b an dem Lichteinlass 33b der Lichtführung 34b angeordnet, um die Helligkeit zu erhöhen. In 4 liegt der Winkel θ3 in ähnlicher Weise zwischen 21° bis 50°.
  • 5 zeigt eine schematische Ansicht der vierten bevorzugten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung 30c eines optischen Stiftes 20c. Der optische Stift 20c gemäß der Erfindung umfasst in ähnlicher Weise einen Schaft 21c, eine Lichtquelle 22c, eine Linse 23c, einen optischen Sensor 24c, eine Ansteuereinrichtung 25c und eine Lichtführungsanordnung 30c (umfassend Lichtführung 31c). Die Unterschiede zu den anderen Ausführungsformen sind wie folgt:
    Der Lichteinlass 33c der Lichtführung 31c ist erweitert und vergrößert, um das Eintreten der Strahlen von der Lichtquelle 22c in die Lichtführung 31c zu erleichtern. Zusätzlich ist der mittlere Abschnitt des länglichen Elements 34c mit einer Lichtführungsbrückenstruktur 38 ausgerüstet, um ein Teil der Strahlen in die Lichtführung 31c von einem anderen Bereich des länglichen Elements 39, welcher von der Lichtquelle 22c entfernt liegt, durch die Brücke 38c eintreten zu lassen, so dass die äußere Oberfläche 91c eine gleichmäßigere Beleuchtung hat. Das Innere der Lichtöffnung 20c ist ferner mit einem Reflektor 29 ausgerüstet, um die Richtung des erfassten Lichtes 28c zu verändern, so dass der optische Sensor 24c nicht notwendigerweise in axialer Richtung 27c konfiguriert wird. In 5 liegt der Winkel θ3 in ähnlichen Bereichen zwischen 21° bis 50°.
  • 6 zeigt eine schematische Ansicht der fünften bevorzugten Ausführungsform einer Lichtführungsanordnung eines optischen Stiftes 50. Der optische Stift 50 gemäß der Erfindung umfasst in ähnlicher Weise einen Schaft 51, eine Spitze 52, eine Lichtquelle 53, eine Linse 55, einen optischen Sensor 56 und eine Lichtführung 57. Die Unterschiede zu den anderen Ausführungsformen sind folgenden:
    Das obere Ende der Lichtführung 57 ist der Lichtquelle 53 zugewandt, während das andere Ende der Spitze 52 zugewandt ist und mit einer kegligen konischen Oberfläche 571 ausgerüstet ist. Eine Reflektionsebene kann an der kegligen konischen Oberfläche 571, welches z.B. durch die Beschichtung mit einer Schicht aus reflektierendem Material an deren äußeren Oberfläche oder durch einfaches Einstellen eines geeigneten Winkels erreicht werden, so dass das Licht im Inneren der Lichtführung 57 durch die keglige, konische Oberfläche 571 reflektiert werden kann und die Richtung verändert wird. Durch die Anordnung der kegligen konischen Oberfläche 571 können die durch die Lichtquelle 53 erzeugten Lichtstrahlen geführt und gebündelt werden in einem schrägen Winkel von 21° bis 50° in Richtung auf einen vorbestimmten Ort 631 auf der äußeren Oberfläche 63 im Bereich der Spitze 52. Somit ist der Pfad des reflektierten Lichtbildes 64 koaxial zu der axialen Richtung 62 des Schaftes 51 (das heißt überlappend).
  • Zusätzlich ist der Abschnitt der Lichtführung 57 (an dem unteren rechten Abschnitt der Lichtführung 57, wie in 6 gezeigt) von der Lichtquelle 53 abgewandt und nahe dem ausgewählten Ortes 631 mit einem ausgeschnittenen Teil 572 angeordnet, um der Lichtführung 57 eine Form in der Art einer Spitze eines üblichen Füllfederhalters zu geben. Somit kann mit einer relativ scharfen Spitze 52 das Schreiben erleichtert werden.
  • 7A und 7B sind eine perspektivische Ansicht und eine quergeschnittene Ansicht der sechsten bevorzugten Ausführungsform der Lichtführungsanordnung des optischen Stiftes 50 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform umfasst der optische Stift 50 in ähnlicher Weise einen Schaft 51, eine Spitze 52, eine Lichtquelle 53, eine Linse 55, einen optischen Sensor 56 und eine Lichtführung 57. Die Unterschiede zu den anderen Ausführungsformen sind folgende:
    Das Äußere der Lichtführung 57 ist mit einer Schutzkappe 69 zum Schützen der Spitze 52 ausgerüstet. Wenn die Lichtführung 57 aus einem transparenten Kunststoffwerkstoff gefertigt ist, neigt die Spitze 52 am äußeren Ende dazu durch erhöhte Reibung mit der äußeren Oberfläche 63 abgenutzt zu werden. Bei dieser Ausführungsform ist eine Schutzkappe 69 an der Lichtführung 57 vorgesehen, wobei der ausgeschnittene Teil 572 im Bereich der Spitze 52 ähnlich ausgeschnitten ist, um eine Öffnung zu halten, die es erlaubt, dass die Strahlen auf einen vorbestimmten bzw. ausgewählten Ort 631 auf der äußeren Oberfläche 63 im Bereich der Spitze 52 in einem niedrigen Winkel von 21° bis 50° treffen.
  • Diese vorbeschriebenen Ausführungsformen können verschiedene Modifikationen und Alternativen umfassen, welche ebenfalls von der vorliegenden Erfindung erfasst werden.
  • Es wird eine Lichtführungsanordnung für einen optischen Stift und insbesondere ein optischer Stift mit der Lichtführung beansprucht und vorgeschlagen, wobei der optische Stift eine Lichtquelle, einen optischen Sensor und eine Lichtführung umfasst. Die Lichtquelle emittiert Licht auf eine äußere Oberfläche, wo der optische Sensor ein reflektiertes Lichtbild erfasst, dessen Bewegungsrichtung von der Richtung des erfassten Lichtes bestimmt wird. Die Lichtführung ist aus einem lichtleitenden Material und umfasst einen Lichteinlass, ein längliches Element und einen Lichtauslass. Der Lichteinlass ist im Bereich der Lichtquelle angeordnet. Das längliche Element erstreckt sich in einem vorbestimmten Abstand von dem Lichteinlass im Wesentlichen entlang einer Richtung parallel und entgegengesetzt zu dem erfassten Licht. Der Lichtauslass ist an einem Ende des länglichen Elements, welches von dem Lichteinlass abgewandt ist, angeordnet. Das durch die Lichtquelle emittierte Licht wird zuerst durch die Lichtführung geführt und dann auf die äußere Oberfläche in einem geneigten Winkel im Bereich etwa von 21° bis 50° gestrahlt, um den Kontrast und die Wiedergabe des reflektierten Lichtbildes zu verbessern.

Claims (20)

  1. Lichtführungsanordnung für eine optische Erfassungseinrichtung, insbesondere einen optischen Stift (20, 20b, 20c, 50, 70), wobei der optische Stift (20, 20b, 20c, 50, 70) eine Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) und einen optischen Sensor (24, 24b, 24c, 56, 74) umfasst, wobei die Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) Licht emittiert, welches auf einen auswählbaren Ort (92) einer äußeren Oberfläche (91) strahlt, und wobei der optische Sensor (24, 24b, 24c, 56, 74) ein von dem auswählbaren Ort (92) reflektiertes Lichtbild erfasst; umfassend: eine Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) aus einem lichtleitenden Material mit einem Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) und einen Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85), wobei der Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) zugewandt ist und der Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) dem auswählbaren Ort (92) zugewandt ist, und wobei die von der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) emittierten Lichtstrahlen die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) durch den Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) eintreten und durch den Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) austreten.
  2. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtaustrittsrichtung der von dem Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) emittierten Lichtstrahlen festlegbar ist, wobei der Winkel zwischen der besagten Lichtaustrittsrichtung und der äußeren Oberfläche (91) im Bereich zwischen etwa 21° und 50° liegt.
  3. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtaustrittsrichtung der von dem Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) emittierten Lichtstrahlen festlegbar ist, wobei der Winkel zwischen der besagten Lichtaustrittsrichtung und der äußeren Oberfläche (91) etwa zwischen 25° und 40° liegt.
  4. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtleitende Material der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) einen vorbestimmten Brechungskoeffizienten aufweist, so dass das in die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) eintretende Licht in einem vorbestimmten Winkel durch den Lichteinlass (33, 33b, 33c) eintritt, wobei das Licht im Inneren der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) zumindest einmal total reflektierbar ist, bevor es durch den Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) austritt.
  5. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) eine feste, längliche und schmale kegelförmigen Säulenkonstruktion aufweist und mit einer Reflektionsebene mit vorbestimmten Winkel an der dem Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) gegenüberliegen Seite der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) angeordnet ist, wobei die Reflektionsebene einen vorbestimmten Winkel der Lichtstrahlen im Inneren der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) bewirkt, um der Totalreflektion zu unterliegen und die Richtung der Lichtstrahlen in Richtung des Lichtauslasses (35, 35b, 35c, 85) zu ändern, sodass die Lichtstrahlen aus der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) austreten.
  6. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteinlass (83) eine konvexe Struktur aufweist, um Lichtstrahlen von der Lichtquelle (72) zu bündeln, so dass das von der Lichtquelle (72) emittierte Licht die Lichtführung (81) durch den Lichteinlass (83) im Wesentlichen parallel entlang der Ausrichtung der Lichtführung (81) geführt ist.
  7. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bereich eines Querschnittes der Lichtführung (31b) von dem Lichteinlass (33b) zum Lichtauslass (35b) graduell verjüngt.
  8. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteinlass (33c) der Lichtführung (31c) mit einer geweiteten und vergrößerten Struktur ausgerüstet ist, um das Eintreten der Strahlen von der Lichtquelle (22c) in die Lichtführung (31c) zu erleichtern, wobei der mittlere Abschnitt der Lichtführung (31c) mit einer Lichtführungsbrückenstruktur (38) ausgerüstet ist, um ein Teil der Strahlen in der Lichtführung (31c) auf einen anderen Bereich eines länglichen Elements zu strahlen, welches der Lichtquelle (22c) abgewandt ist.
  9. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Stift (20, 20b, 20c, 50, 70) ferner einen Schaft (21, 21b, 21c, 51, 71) in länglicher und schmaler Stangenform umfasst, welcher sich entlang der axialen Ausrichtung mit vorbestimmter Länge erstreckt, wobei die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) an einem Ende des Schaftes (21, 21b, 21c, 51, 71) vorgesehen ist, um eine etwa spitzförmige Konstruktion koaxial zum Schaft (21, 21b, 21c, 51, 71) auszubilden, wobei die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) eine hohle ringförmige Säulenkonstruktion ist, welche eine Durchgangsöffnung in Verlängerung der erfassten Lichtrichtung für das reflektierte Lichtbild zum Durchstrahlen aufweist.
  10. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Stift ferner eine Ansteuereinrichtung (25, 25b, 25c, 75), welche mit der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) und dem optischen Sensor (24, 24b, 24c, 56, 74) verbunden ist, um elektrische Signale von dem optischen Sensor (24, 24b, 24c, 56, 74) zu empfangen und die Signale zum Erzeugen eines korrespondierenden ersten Ansteuersignals zu verarbeiten; einen Knopf (26, 76), welcher mit der Ansteuereinrichtung (25, 25b, 25c, 75) verbunden ist, wobei die Ansteuereinrichtung (25, 25b, 25c, 75) ein korrespondierendes zweites Ansteuersignal erzeugen kann, wenn der Knopf (26, 76) gepresst wird; ein elastisches Element (77), welches mit der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) verbunden ist, wobei eine Rückstellkraft erzeugbar ist, die der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) es erlaubt eine Druckverstellung durchzuführen; und einen Drucksensor (78) umfasst, welcher mit dem elastischen Element (77) zum Erfassen des Druckwechsels mit dem elastischen Element (77) verbunden ist und zum Erzeugen eines korrespondierenden dritten Ansteuersignals vorgesehen ist; und eine Linse (23, 23b, 23c, 55, 73), welche vor dem optischen Sensor (24, 24b, 24c, 56, 74) angeordnet ist, welche ein reflektiertes Lichtbild erzeugt, um Bilder durch den optischen Sensor (24, 24b, 24c, 56, 74) zu erfassen.
  11. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) abgewandte Abschnitt der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) mit einem ausgeschnittenen Teil ausgebildet ist, um die Form der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81), ähnlich einer Spitze eines Füllfederhalters, zu bilden.
  12. Bildführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Äußere der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) mit einer Schutzkappe (89) zum Schützen des Endes der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) ausgerüstet ist, wobei die Schutzkappe (89) mit einer Öffnung an einer Position ausgerüstet ist, welche mit dem Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) korrespondiert.
  13. Lichtführungsanordnung für einen optischen Stift (20, 20b, 20c, 50, 70), wobei der optische Stift (20, 20b, 20c, 50, 70) eine Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) und einen optischen Sensor (24, 24b, 24c, 56, 74) umfasst, wobei die Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) Licht emittiert, um auf einen auswählbaren Ort einer äußeren Oberfläche (91) zu scheinen, wobei der optische Sensor (24, 24b, 24c, 56, 74) ein von dem auswählbaren Ort reflektiertes Lichtbild erfasst, wobei das reflektierte Lichtbild in eine durch das erfasste Licht bestimmte Richtung bewegbar ist, und wobei die Lichtführungsanordnung folgenden Merkmale umfasst: eine Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) aus einem lichtleitenden Material mit einem Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) und einen Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85), wobei der Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) zugewandt ist und der Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) dem auswählbaren Ort (92) zugewandt ist, und wobei die von der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) emittierten Lichtstrahlen die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) durch den Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) eintreten und durch den Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) austreten, wobei der Winkel zwischen den von dem Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) emittierten Lichtstrahlen und der äußeren Oberfläche (91) im Bereich zwischen etwa 21° und 50° liegt.
  14. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen den von dem Lichtauslass (35, 35b, 35c) emittierten Lichtstrahlen und der äußeren Oberfläche (91) etwa im Bereich von 25° und 40° liegt.
  15. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtleitende Material der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) einen vorbestimmten Brechungskoeffizienten aufweist, so dass das in einem vorbestimmten Winkel durch den Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) in die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) eintretende Licht einer internen Total-Reflektion im Inneren der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) zumindest einmal unterworfen wird, bevor es durch die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) aus dem Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) austritt, wobei die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) einen festen länglichen schmalen Kegelsäulenkonstruktion aufweist und mit einer Reflektionsebene (84) mit vorbestimmten Winkel an der Seite der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) angeordnet ist, welche dem Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) gegenüberliegt, wobei die Reflektionsebene (84) mit vorbestimmtem Winkel im Inneren der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) Lichtstrahlen bewirkt, welche der Total-Reflektion unterliegen und deren Richtung in Richtung des Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) änderbar ist und danach die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) verlassen.
  16. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) eine konvexe Struktur aufweist, um die Lichtstrahlen von der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) zu bündeln, sodass das durch den Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) in die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) eintretende Licht im Wesentlichen parallel entlang der länglichen Ausrichtung der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) bewegbar ist, wobei sich der Bereich eines Querschnittes der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) graduell von dem Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) zum Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) verjüngt, wobei das Äußere der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) mit einer Schutzkappe (69, 89) zum Schützen des Endes der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) ausgerüstet ist, wobei die Schutzkappe (69, 89) mit einer Öffnung an einer Position ausgerüstet ist, welche mit dem Lichtauslass (35, 35b, 35c) der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) korrespondiert.
  17. Lichtführungsanordnung für einen optischen Stift (20, 20b, 20c, 50, 70), wobei der optische Stift (20, 20b, 20c, 50, 70) eine Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) und einen optischen Sensor (24, 24b, 24c, 56, 74) umfasst, wobei die Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) Licht emittiert, von dem der optische Sensor (24, 24b, 24c, 56, 74) ein reflektiertes Lichtbild erfasst und wobei das reflektierte Lichtbild in eine Richtung bewegbar ist, welche von einem erfassten Licht bestimmbar ist, wobei die Lichtführungsanordnung folgendes umfasst: eine Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) aus einem lichtleitenden Material mit einem Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83), einer Reflektionsebene (84) und einem Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85), wobei der Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) zugewandt ist, wobei die Reflektionsebene (84) und der Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) an einem dem (33, 33b, 33c, 83) Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) abgewandten Ende der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) gegenüberliegen, und wobei die von der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) emittierten Lichtstrahlen in die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) durch den Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) eintreten und nach der Reflektion an der Reflektionsebene (84) durch den Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) austreten; wobei die Reflektionsebene (84) in einem solchen Winkel angeordnet ist, dass das durch den Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) in die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) von der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) eintretende Licht auf die Reflektionsebene (84) in einem relativ kleinen Winkel auftrifft, wobei es an der Reflektionsebene (84) total reflektierbar ist und auf den Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) in einem relativ großen Winkel auftrifft, so dass das Licht die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) durch den Lichtauslass (35, 35b, 35c) austritt.
  18. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtaustrittsrichtung für aus dem Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) emittierte Lichtstrahlen bestimmbar ist, wobei der Winkel zwischen dem von dem Lichtauslass (35, 35b, 35c) emittierten Lichtstrahlen und der äußeren Oberfläche (91) etwa im Bereich zwischen 21° und 50° liegt.
  19. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtleitende Material der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) einen vorbestimmten Brechungskoeffizienten aufweist, so dass das durch den Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) in einem vorbestimmten Winkel eintretende Licht einer internen Total-Reflektion im Inneren der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) zumindest einmal unterliegt, bevor es durch die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) durch den Lichtauslass (35, 35b, 35c) austritt, wobei die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) eine feste längliche und sich verjüngende Kegelsäulenkonstruktion aufweist und ferner mit einer Reflektionsebene (84) mit vorbestimmten Winkel an der Seite der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) ausgerüstet ist, welche dem Lichtauslass (35, 35b, 35c) gegenüberliegt, wobei die Reflektionsebene (84) Lichtstrahlen im Inneren der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) mit einem vorbestimmten Winkel bewirkt, welche einer Total-Reflektion unterliegen, wobei die Richtung in Richtung des Lichtauslasses (35, 35b, 35c, 85) veränderbar ist und von der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) austritt.
  20. Lichtführungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) eine konvexe Struktur aufweist, um Lichtstrahlen von der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72) zu bündeln, so dass das Licht von der Lichtquelle (22, 22b, 22c, 53, 72), welches in die Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) durch den Lichteinlass (33, 33b, 33c) eintritt, im Wesentlichen parallel entlang der länglichen Ausrichtung der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) bewegbar ist, wobei der Bereich eines Querschnittes der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) graduell sich von dem Lichteinlass (33, 33b, 33c, 83) zum Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) verjüngt, wobei das Äußere der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) mit einer Schutzkappe (69, 89) ausgerüstet ist, um das Ende der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) zu schützen und wobei die Schutzkappe (69, 89) mit einer Öffnung an einer Position ausgerüstet ist, welche mit dem Lichtauslass (35, 35b, 35c, 85) der Lichtführung (31, 31b, 31c, 57, 81) korrespondiert.
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